Содержание
Аналоговые, цифровые и шим пины Ардуино
Все пины можно разделить на несколько видов, различие будет только в количестве данных выводов на различных платах. Например, на Arduino Mega 2560 цифровых и аналоговых портов, значительно больше, чем на Uno или Nano из-за большего размера платы и производительности микроконтроллера. В остальном характеристики и способы программирования пинов не отличаются друг от друга.
- Power Pins — порты питания, режим их работы нельзя запрограммировать или изменить. Они выдают стабилизированное напряжение 5V или 3,3V, Vin выдает напряжение от источника питания, а GND — это заземление (общий минус);
- PWM Pins — порты с ШИМ модуляцией, которые можно запрограммировать, как цифровой выход/вход. Данные порты обозначены на плате знаком тильда (˜);
- Analog In — порты, принимающие аналоговый сигнал от датчиков, работают на вход. Данные порты тоже можно запрограммировать, как цифровой вход/выход. Данные пины не поддерживают ШИМ модуляцию.
Режим пинов назначается в процедуре void setup с помощью pinMode(), например:
void setup() { pinMode(10, OUTPUT); // объявляем пин 10 как выход pinMode(A2, OUTPUT); // объявляем пин A2 как выход pinMode(12, INPUT); // объявляем пин 12 как вход pinMode(A1, INPUT); // объявляем пин A1 как вход }
Пояснения к коду:
- к выходу 10 и A2 можно подключить светодиод, который будет включаться и выключаться при вызове команды в программе;
- пин 10 может использоваться для ШИМ сигнала, например, чтобы плавно включить светодиод, а пин A2 может выдавать только цифровой сигнал (0 или 1);
- к входу 12 и A1 можно подключить цифровой датчик и микроконтроллер будет проверять наличие сигнала на этих пинах (логический нуль или единицу);
- к входу A1 можно подключить аналоговый датчик тогда микроконтроллер будет получать не только сигнал но и узнавать характеристику сигнала.
Мы не случайно разделили пины с ШИМ модуляцией (PWM Pins) и аналоговые. PWM пины создают аналоговый сигнал, к ним подключают сервопривод, шаговый двигатель и другие устройства, где требуется подавать сигнал с разными характеристиками. Аналоговые пины (Analog In) используются для подключения аналоговых датчиков, с них входящий сигнал преобразуется в цифровой с помощью встроенного АЦП.
Ардуино Uno пины: шим, аналоговые, цифровые
Arduino UNO распиновка платы на русском
ШИМ (PWM) порты (Analog Out) |
3, 5, 6, 9, 10, 11 |
Аналоговые порты (Analog In) |
A0, A1, A2, A3, A4, A5 на некоторых платах: A6, A7 |
Цифровые порты (Digital In/Out) |
все порты со 2 по 13 пин можно использовать: A0 — A7 |
Из таблицы видно, какие пины на Arduino UNO поддерживают шим. Аналоговые пины (Analog In) используют, как цифровые если недостаточно портов общего назначения, например, вы хотите подключить к плате 15 светодиодов. Кроме того, на плате Arduino Uno и Nano порты A4 и A5 используются для I2C протокола (SDA и SCL пины) — они работают параллельно с пинами A4 и A5. Об этом мы расскажем чуть позже.
Ардуино Nano пины: шим, аналоговые, цифровые
Arduino Nano распиновка платы на русском
ШИМ (PWM) порты (Analog Out) |
3, 5, 6, 9, 10, 11 |
Аналоговые порты (Analog In) |
A0, A1, A2, A3, A4, A5 на некоторых платах: A6, A7 |
Цифровые порты (Digital In/Out) |
все порты со 2 по 13 пин можно использовать: A0 — A7 |
Если вы заметили, то пины на Arduino Nano и Uno имеют одинаковое количество и назначение. Платы отличаются лишь своими габаритами. Nano — более компактная и удобная плата, для экономии места на нее не ставят разъем питания, для этого используются пины Vin и GND на которое подается питание от источника.
Ардуино Mega пины: шим, аналоговые, цифровые
Схема распиновки платы Arduino Mega 2560 r3
ШИМ (PWM) порты (Analog Out) |
все порты со 2 по 13 пин дополнительно: 44, 45, 46 пин |
Аналоговые порты (Analog In) |
с A0 до A15 |
Цифровые порты (Digital In/Out) |
все порты со 2 по 13, со 22 по 52 пин можно использовать: A0 — A15 |
Пины коммуникации нежелательно использовать, как обычные цифровые порты. Особенно при таком количестве портов общего назначения, как на Mega 2560. Более подробную информацию о рассмотренных платах, а также о других микроконтроллерах семейства Arduino (Pro Mini, Leonardo, Due и пр.): характеристики, описание пинов, габариты и т.д. можно узнать в разделе Микроконтроллеры на нашем сайте.
RobotDyn MEGA 2560: распиновка платы
Плата изготовлена с использованием высококачественных радиоэлементов и компонентов, для того чтобы обеспечить стабильную работу микроконтроллера. При этом стоимость платы от компании RobotDyn ниже оригинальной Arduino MEGA 2560 в разы. Схема и распиновка портов на плате MEGA 2560 взята с официального сайта и представлена на картинке (чтобы увеличить — кликните мышкой на фото).
Плата RobotDyn MEGA 2560 R3: распиновка, порты входа-выхода
Подключение RobotDyn MEGA 2560 к компьютеру осуществляется через разъем microUSB, который используется большинством современных телефонов, включая смартфоны Android. Все порты на плате обозначены: порты, подключенные к АЦП начинаются с буквы «А» — всего их 16. Пины ввода-вывода общего назначения пронумерованы с 0 по 54. Порты с ШИМ сигналом обозначены значком тильд.
Плата Arduino Micro
Arduino Micro представляет собой устройство, основа которого построена на микроконтроллере ATmega 32u4, имеющем встроенный USB-контроллер. Это решение упрощает подключение платы к компьютеру, так как в системе устройство будет определяться как обычная клавиатура, мышь либо COM-порт. Состав устройства следующий:
- количество входов/выходов – 20 (имеется возможность 7 из них использовать как ШИМ-выходы, а 12 – в роли входов аналогового типа); резонатор кварцевый, настроенный на 16 МГц;
- micro-USB-разъём;
- ICSP-разъём, предназначенный для проведения внутреннего программирования;
- кнопка для сброса.
Все цифровые выводы изделия могут работать в качестве как входов, так и выходов благодаря наличию функций digital Read, pin Mode, digital Write. Напряжение на выводах составляет 5 вольт. Максимальная величина потребляемого или отдаваемого тока с одного вывода составляет 40 мА. Выводы сопрягаются с внутренними резисторами, которые по умолчанию находятся в отключенном состоянии. Они имеют номиналы в 20 кОм – 50 кОм. Отдельные выводы arduino micro, кроме основных, способны выполнять и ряд дополнительных функций:
- В последовательном интерфейсе выводы №0 (RX), №1 (TX) применяются для приёма (RX), а также передачи (TX) необходимых данных через встроенный аппаратный приёмопередатчик. Функция актуальна для arduino micro класса Serial. В других случаях связь осуществляется через соединение USB (CDC).
- Интерфейс TWI включает выводы микроконтроллера №2 (SDA) и №3 (SCL). Позволяют использовать данные библиотеки Wire.
- Выводы под номерами 0, 1, 2, 3 могут быть использованы в роли источников возникающих прерываний. К таковым относятся низкий уровень сигнала; прерывания по фронту, по спаду, при изменении уровня сигнала.
- Выводы под номерами 3, 5, 6, 9, 10, 11,13 при использовании функции analog Write способны выводить аналоговый ШИМ-сигнал в 8 бит.
- К SPI-интерфейсу относятся выводы на разъёме ICSP. Они не соединяются с цифровыми выводами на плате.
- Дополнительный вывод RX LED/SS, который соединён со светодиодом. Последний индицирует процесс по передаче данных с использованием USB. Этот вывод может быть использован при работе с интерфейсом SPI для вывода SS.
- Вывод №13 – светодиод, который включается при отправке данных HIGH и выключается при значениях LOW.
- Выводы A0 – A5 (отмечены на плате) и A6 – A11 (соответствуют цифровым выводам за номерами 4, 6, 8, 9, 10,12) являются аналоговыми.
- Вывод AREF позволяет изменять верхнее значение аналогового напряжения на вышеуказанных выводах. При этом используется функция analog Reference.
- С помощью вывода Reset формируется низкий уровень (LOW) и происходит перезагрузка микроконтроллера (кнопка сброса).
Опубликовал: Константин Александров / 14.08.2017
Плата Arduino Uno – центр большой империи Arduino, самое популярное и самое доступное устройство. В ее основе лежит чип ATmega – в последней ревизии Ардуино Уно R3 – это ATmega328 (хотя на рынке можно еще встретить варианты платы UNO с ATmega168). Большинство ардуинщиков начинают именно с платы UNO. В этой статье мы рассмотрим основные особенности, характеристики и устройство платы Arduino Uno ревизии R3, требования к питанию, возможности подключения внешних устройств, отличия от других плат (Mega, Nano).
Плата Arduino Uno
Контроллер Uno является самым подходящим вариантом для начала работы с платформой: она имеет удобный размер (не слишком большой, как у Mega и не такой маленький, как у Nano), достаточно доступна из-за массового выпуска всевозможных клонов, под нее написано огромное количество бесплатных уроков и скетчей.
Характеристики Arduino Uno
Микроконтроллер | ATmega328 |
Рабочее напряжение | 5В |
Напряжение питания (рекомендуемое) | 7-12В |
Напряжение питания (предельное) | 6-20В |
Цифровые входы/выходы | 14 (из них 6 могут использоваться в качестве ШИМ-выходов) |
Аналоговые входы | 6 |
Максимальный ток одного вывода | 40 мА |
Максимальный выходной ток вывода 3.3V | 50 мА |
Flash-память | 32 КБ (ATmega328) из которых 0.5 КБ используются загрузчиком |
SRAM | 2 КБ (ATmega328) |
EEPROM | 1 КБ (ATmega328) |
Тактовая частота | 16 МГц |
Изображения плат Ардуино Уно
Оригинальная плата выглядит следующим образом:
Оригинальный и официальный Arduino Uno
Многочисленные китайские варианты выглядят вот так:
Плата – клон Arduino Uno
Еще примеры плат:
RobotDyn MEGA: память, программирование
Написание скетчей происходит в среде Arduino IDE 1.8, которую можно скачать на сайте разработчика www.arduino.cc. Для подключения устройств к Arduino MEGA ATmega2560 используются коннекторы, которые напрямую или через макетную плату подключаются к портам ввода — вывода. Чтобы научиться работать с платой и изучить язык программирования перейдите в раздел «Уроки по Ардуино для начинающих»
Оригинальная плата Arduino MEGA 2560 ATmega2560
Где скачать драйвера для RobonDyn Mega 2560
Плата RobotDyn осуществляет связь с ноутбуком или персональным компьютером через микроконтроллер на чипе CH340G. Скачать драйвер для CH340G (RobotDyn MEGA driver CH340G) можно по прямой ссылке здесь. Скачанный архив следует распаковать на компьютере и запустить установочный файл CH341SER.EXE. После чего можно запускать среду Arduino IDE и начинать создавать и прошивать скетчи.
MEGA 2560 поддерживает три типа памяти:
Flash – память, которая используется для скетчей в отличии от плат Arduino Uno и Nano имеет увеличенный объем — и составляет уже целых 256 кБ.
SRAM память — оперативная память объемом 8 кБ обеспечивает более стабильную работу программы при хранении больших объемов данных.