Arduino mega 2560 шим: Увеличение частоты ШИМ

admin | 30.06.2023 | Популярное | Комментариев нет

Содержание

Arduino Mega 2560

Описание Arduino Mega 2560 — старшего представителя семейства Arduino.

Оценок: 1

Купить 806.09 ₽ Обновленная версия с micro USB

Эта плата отличается от других ардуинок большим количеством вводов и выводов, увеличенным объемом памяти и другими характеристиками, о которых мы расскажем ниже. Ардуино Мега представлена в нескольких версиях. Они практически не отличаются друг от друга. Отличия Arduino Mega 2560 R3 от предыдущих версий платы заключаются в следующих деталях:

Для преобразования интерфейса USB-UART используется микроконтроллер ATmega16U2 в R3 версии и ATmega8U2 в версиях платы R1 и R2.
Начиная с версии R2 на плате добавлен притягивающий резистор для линии HWB. Это делает процесс прошивки микроконтроллера более простым и удобным.
В версии R3 были добавлена пара выводов для последовательного интерфейса I2C SDA и SCL.
Так же была улучшена помехоустойчивость цепи сброса.
Заменен микроконтроллер для работы с интерфейсом USB-UART с ATmega8U2 на ATmega16U2

Как можно заметить, изменения не повлияли на производительность. Поэтому дальше мы будем говорить только о последней версии этой платы.

Arduino Mega 2560 R3

Ардуино Мега 2560 снабжена микроконтроллером ATmega2560 с тактовой частотой 16 мГц.

Характеристики Ардуино Мега 2560

Микроконтроллер: ATmega2560
Тактовая частота: 16 мГц
Рабочее напряжение: 5 В
Предельные напряжения питания: 5-20 В
Рекомендуемое напряжение питания: 7-12 В
Максимальная сила тока с одного вывода: 40 мА
Цифровые входы/выходы: 54
Цифровые входы/выходы с поддержкой ШИМ: 15
Аналоговые входы: 16
Flash-память: 256 КБ (8 из них используются загрузчиком)
SRAM: 8 КБ
EEPROM: 4 КБ

Подключение Arduino Mega 2560 к питанию

Эту плату можно питать четырьмя разными способами:

Через порт USB. Можно питать ардуино от компьютера, powerbank, смартфона (если он поддерживает режим OTG) или от адаптера, вставленного в розетку.
Через пин +5V. Этот пин является не только выводом, но и вводом. Будьте внимательны! На этот пин нужно подавать ровно 5 вольт. В противном случае можно спалить сам микроконтроллер.
Через штекер питания, расположенный на плате. Можно использовать, батарейки, аккумуляторы и разнообразные блоки питания. Этот штекер подключен к пину VIN. О напряжении и мерах предосторожности написано в следующем пункте.
Через пин VIN. Ток от этого пина проходит через встроенный стабилизатор напряжения. По заявлениям производителя можно подавать от 5 до 20 вольт. Но это не совсем так. Так как стабилизатор имеет не 100% КПД, то при подаче 5 вольт на пин VIN напряжения может не хватить на питание микроконтроллера, да и на цифровых пинах будет не 5 вольт, а меньше. Также не стоит работать на максимальном напряжении. При 20 вольтах на пине VIN будет сильно греться стабилизатор напряжения, вплоть до выхода из строя. Поэтому рекомендуется использовать напряжение от 7 до 12 вольт.

Распиновка Arduino Mega 2560 R3

Как уже было написано выше, плата имеет 54 цифровых пинов. Они могут быть как входом так и выходом. Рабочее напряжение этих пинов составляет 5 В. Каждый из них имеет подтягивающий резистор и поданное на один из этих пинов напряжения ниже 5 вольт все равно будет считаться как 5 вольт (логическая единица).

Аналоговые пины являются входами и не имеют подтягивающих резисторов. Они измеряют поступающее на них напряжение и возвращают значение от 0 до 1024 при использовании функции analogRead(). Эти пины измеряют напряжение с точностью до 0,005 В.

ШИМ Arduino Mega

Если внимательно посмотреть на плату то можно увидеть значок тильды (~) рядом с некоторыми цифровыми пинами. Этот значок означает, что данный пин может быть использован как выход ШИМ. На некоторых платах ардуино этого значка нет так как производители не всегда находят место для этого символа на плате. У Arduino Mega есть 15 выводов ШИМ, это цифровые пины со 2 по 13 и с 44 по 46. Для использования ШИМ в Arduino есть специальная функция analogWrite().

Другие пины:

Serial: 0 (rx) и 1 (tx), Serial1: 19 (rx) 18 (tx), Serial2: 17 (rx) и 16 (tx), Serial3: 15 (rx) и 14 (tx) используются для передачи данных по последовательному интерфейсу.
Выводы 53 (SS), 51 (MOSI), 50 (MISO), 52 (SCK) рассчитаны для связи по интерфейсу SPI.
Так же на выводе 13 имеется встроенный в плату светодиод.
20 (SDA) и 21 (SCL) могут использоваться для связи с другими устройствами по шине I2C. Подробнее про этот интерфейс вы можете почитать на википедии. В среде разработке Arduino IDE есть встроенная библиотека «wire.h» для более легкой работы с I2C.
Внешние прерывания: выводы 2 (прерывание 0), 3 (прерывание 1), 18 (прерывание 5), 19 (прерывание 4), 20 (прерывание 3) и 21 (прерывание 2). Эти выводы могут использоваться в качестве источников прерываний, возникающих при различных условиях: при низком уровне сигнала, при фронте, спаде или изменении сигнала. Для получения дополнительной информации см. функцию attachInterrupt().
AREF. Опорное напряжение для аналоговых входов. Может быть задействован функцией analogReference().
Reset. Формирование низкого уровня (LOW) на этом выводе приведет к перезагрузке микроконтроллера. Обычно этот вывод служит для функционирования кнопки сброса на платах расширения

Физические характеристики

Arduino Mega имеет следующие размеры: длина 102 мм и ширина 54 мм. Arduino Mega весит около 45 грамм. Плата имеет 4 отверстия для возможности ее закрепления на поверхности. Расстояние между выводами равняется 2,5 мм, кроме выводов 7 и 8. Между ними 4 мм.

Принципиальная схема

Принципиальная схема Arduino Mega 2560

Mega2560 PWM | AlexGyver Community

@Wan-Derer, Нормально он будет компилироваться. Открываем io.h, видим что для Мега2560 подключается файл iom2560.h, в котором основные макросы берутся из iomxx0_1.h и смотрим что представляют из себя макросы:

#define TCCR4B _SFR_MEM8(0xA1), в свою очередь определено в sfr_defs. h как (режим несовместимости с асмом, ибо С/С++):

#define _SFR_MEM8(mem_addr) _MMIO_BYTE(mem_addr), и выше находим:
#define _MMIO_BYTE(mem_addr) (*(volatile uint8_t *)(mem_addr))

, подставляя одно в другое получаем:
#define TCCR4B (*(volatile uint8_t *)(0xA1))

Разворачивая оператор присваивания получаем с учетом предвычисления констант компилятором:
(*(volatile uint8_t *)(0xA1)) = (*(volatile uint8_t *)(0xA1)) & B11111001;

Что может быть развернуто в код только так, ибо volatile:
lds Rxx, 0x00A1 ; получить значение регистра таймера
lds Ryy, 0xF9 ; загрузить константу в другой регистр
and Rxx, Ryy ; домножить побитово
sts Rxx, 0x00A1 ; загрузить результат в регистр взад.

и никаких чудес. Остается только смотреть даташит что за регистр по этому адресу .. а там (и тут я был не прав, забыл ужо):

(0xA1) TCCR4B ICNC4 ICES4 reserved WGM43 WGM42 CS42 CS41 CS40 стр.160, т.е. имеем установку:

ICNC4=1, ICES4=1, reserved=1, WGM43=1, WGM42=1, CS42=0, CS41=0, CS40=1

на стр. 160 имеем:
• Bit 7 – ICNCn: Input Capture Noise Canceler
Setting this bit (to one) activates the Input Capture Noise Canceler. When the Noise Canceler is
activated, the input from the Input Capture Pin (ICPn) is filtered. The filter function requires four
successive equal valued samples of the ICPn pin for changing its output. The input capture is
therefore delayed by four Oscillator cycles when the noise canceler is enabled.

Бит фильтрации ноги «захват таймера» по 4 замерам и соответственно задержка на 4 такта таймера выставления значения в нем при успешной попытке захвата значения. Кмк, на столько же будет задержано и прерывание по захвату таймера4

• Bit 6 – ICESn: Input Capture Edge Select
This bit selects which edge on the Input Capture Pin (ICPn) that is used to trigger a capture
event. When the ICESn bit is written to zero, a falling (negative) edge is used as trigger, and
when the ICESn bit is written to one, a rising (positive) edge will trigger the capture.
When a capture is triggered according to the ICESn setting, the counter value is copied into the
Input Capture Register (ICRn). The event will also set the Input Capture Flag (ICFn), and this
can be used to cause an Input Capture Interrupt, if this interrupt is enabled.
When the ICRn is used as TOP value (see description of the WGMn3:0 bits located in the
TCCRnA and the TCCRnB Register), the ICPn is disconnected and consequently the input cap-
ture function is disabled.

Нога захват таймера работает на генерацию прерывания: 0 — по заднему фронту захвата, 1 — по переднему фонту захвата. Прерывания должны быть разрешены в ICF бите.

• Bit 5 – Reserved Bit
This bit is reserved for future use. For ensuring compatibility with future devices, this bit must be
written to zero when TCCRnB is written.

Дальше можно не смотреть. Что там погорело в таймере или перклинило и как он будет дальше работать — производитель, насколько помню НЕ ГАРАНТИРУЕТ.

В общем, тема — прекрасный образчик того, что ПРЕЖДЕ ЧЕМ ЛЕЗТЬ в регистры напрямую НАДО ЧИТАТЬ RTFM.

Автор, похоже Вы «сам себе злобный Буратино» (ССЗБ)

P.S. Тем не менее посмотрел дальше .. автор, это просто фантастика! ГДЕ Вы взяли ТАКИЕ настройки этого регистра?!?

По умолчанию, 16-и битный таймер в Wiring настраивается на режим «байтовый fast PWM mode» (режим №5), здесь изменяются 2(два!) старших бита WGM43 = WGM42=1 и режим превращается (брюки превращаются) .. в режим №13, т.е. RESERVED

Занавес.

Мега 2560 Rev3 | Документация Arduino

Плата Arduino Mega 2560 представляет собой плату микроконтроллера на основе ATmega2560. Он имеет 54 цифровых входа/выхода (из которых 15 могут использоваться как выходы ШИМ), 16 аналоговых входов, 4 UART (аппаратные последовательные порты), кварцевый осциллятор 16 МГц, соединение USB, разъем питания, разъем ICSP, и кнопка сброса.

EEPROM

ATmega2560 имеет 4 КБ (4096 байт) EEPROM, память, которая не стирается при выключении питания.

Документация

54 цифровых и 16 аналоговых контактов

Mega 2560 имеет 54 цифровых контакта, 15 из которых поддерживают ШИМ, и 16 аналоговых входных контактов.

Четыре последовательных порта

Подключайтесь к нескольким устройствам через 4 аппаратных последовательных порта (UART) к Arduino Mega.

Здесь вы найдете технические характеристики платы Arduino® Mega 2560 Rev3.

90 024 Контакты цифрового ввода/вывода 90 024 SPI

9002 3

Наименование	Arduino® Mega 2560 Rev3
Артикул	A000067
ATmega2560
USB-B
Встроенный светодиод	13
54
Контакты аналогового ввода	16
Контакты ШИМ	15
UART	Да, 4
I2C	Да
Да
Напряжение ввода/вывода	5 В
Входное напряжение (номинальное)	7–12 В
Ток постоянного тока на контакт ввода/вывода	20 мА
Поддерживается Аккумулятор	Аккумулятор 9 В
Разъем питания	Заглушка
Главный процессор	ATmega2560 16 МГц
Процессор USB-Serial	ATmega16U2 16 МГц
ATmega2560	8 КБ SRAM, 256 КБ FLASH, 4 КБ EEPROM
Вес	37 г
Ширина	53,3 мм
Длина	101,5 мм

Программное обеспечение и облачное хранилище

Следующие программные средства позволяют программировать доску как онлайн, и офлайн.

Arduino IDEArduino CLIWeb Editor

Оборудование

Перечисленное ниже оборудование совместимо с данным продуктом.

Первые шаги

Краткое руководство

Все, что вам нужно знать, чтобы начать работу с вашей новой платой Arduino.

Предлагаемые библиотеки

Wire

Эта библиотека позволяет вам взаимодействовать с устройствами I2C/TWI.

SPI

Библиотека SPI позволяет вам взаимодействовать с устройствами SPI, используя Arduino в качестве контроллера.

Servo

Библиотека Servo позволяет плате Arduino управлять радиоуправляемыми серводвигателями.

Основы Arduino

Встроенные примеры

Встроенные примеры — это скетчи, включенные в среду разработки Arduino IDE и демонстрирующие все основные команды Arduino.

Learn

Откройте для себя интересные статьи, принципы и методы, связанные с экосистемой Arduino. Справочник по языку

Язык программирования Arduino

можно разделить на три основные части: функции, значения (переменные и константы) и структура.

Interactive Viewer

Взаимодействуйте со схемами, печатной платой и 3D-моделью продукта.

Схема контактов

Схема, показывающая функции и расположение контактов на изделии. 910 0001

Arduino Mega 2560 — это плата для разработки с открытым исходным кодом, разработанная компанией Ардуино. Он основан на микросхеме Microchip ATmega2560P от Atmel. Atmega2560P — это 8-битный микроконтроллер со встроенным загрузчиком, благодаря которому очень удобно прошивать плату нашим кодом.

Как и все платы Arduino, мы можем запрограммировать программное обеспечение, работающее на плате, используя язык, производный от C и C++. Самая простая среда разработки — Arduino IDE.

Плата Arduino Mega на базе Atmega 2560P, распиновка и технические характеристики подробно описаны в этом посте.

Содержание

Распиновка Arduino Mega (подробная схема платы)

Как обеспечить питание Arduino Mega 2560?
контактов I2C на Arduino Mega?
контактов SPI на Arduino Mega?
Какие контакты UART?
Что такое заголовок ICSP?
Сколько аналоговых контактов на Arduino Mega?
Сколько цифровых контактов на Arduino Mega?
Какие контакты ШИМ?

Другие выводы

Технические характеристики

Схема Arduino Mega (официальная):

Где купить Arduino Mega?

10 новых проектов Arduino на 2022 год

Включите JavaScript

10 новых проектов Arduino на 2022 год

Arduino Mega Pinout (Подробная схема платы)

Arduino Mega 2560 имеет 54 цифровых входа/выхода, где 16 контактов являются аналоговыми входами, 14 контактов ШИМ и 6 аппаратных последовательных портов (UART) . Он имеет кварцевый генератор 16 МГц, разъем питания, разъем ICSP, порт USB-B и кнопку RESET.

Arduino Mega Pinout

Регулятор напряжения. Регулятор напряжения преобразует входное напряжение в 5 В . Основное применение регулятора напряжения — контроль уровня напряжения на плате Arduino. Даже если есть какие-либо изменения входного напряжения регулятора, выходное напряжение остается постоянным и стабильным.

ATmega2560P : Это 8-битный микроконтроллер AVR RISC (компьютер с сокращенным набором инструкций), который выполняет мощные инструкции за один такт. Это позволяет эффективно находить баланс между энергопотреблением и скоростью обработки.

Кварцевый генератор- Кварцевый генератор имеет частоту 16 МГц, которая обеспечивает тактовый сигнал для микроконтроллера. Он обеспечивает базовую синхронизацию и управление доской.

Кнопка RESET- Используется для перезагрузки платы, рекомендуется нажимать ее каждый раз, когда мы записываем какой-либо код на плату.

  Вы новичок? Не можете решить, какую книгу прочитать? Прочтите эту статью о лучших книгах по Arduino для начинающих

Как питать Arduino Mega 2560?

Существует три способа питания платы Arduino Mega Board:

Гнездо для бочек — Для питания нашей платы Arduino можно использовать гнездо для бочек или разъем питания постоянного тока 7–12 В. Бочковой домкрат обычно подключается к адаптеру. Плата может питаться от адаптера в диапазоне 5-20 вольт, но производитель рекомендует поддерживать его в диапазоне 7-12 вольт.

Примечание: При напряжении выше 12 В плата может перегреться, а напряжения ниже 7 В может оказаться недостаточно для питания платы.

  Примечание:  При напряжении выше 12 В плата может перегреться, а напряжения ниже 7 В может оказаться недостаточно для питания платы.

Порт USB B- Интерфейс USB используется для подключения кабеля USB. Этот порт может использоваться для питания устройства от источника питания 5 В и позволяет нам подключать плату к компьютеру. Программа загружается на плату последовательно с компьютера через USB-кабель.

В _в – Это модулированное напряжение питания постоянного тока, которое используется для регулирования ИС, используемых в соединении. Его также называют первичным напряжением для ИС, присутствующих на плате Arduino. Значение напряжения Vcc может быть отрицательным или положительным для вывода GND.

Контакты I2C на Arduino Mega?

Это протокол двухпроводной последовательной связи. Это означает Inter-Integrated Circuits. I2C использует две линии для отправки и получения данных: вывод последовательных часов использует (SCL) и вывод последовательных данных (SDA) (SDA).

SCL — Серийные часы . Он определяется как линия, по которой передаются данные часов. Он используется для синхронизации сдвига данных между двумя устройствами. Последовательные часы генерируются ведущим устройством.
SDA — Серийные данные . Он определяется как линия, используемая ведомым и ведущим для отправки и получения данных. Вот почему он называется линией данных , , а SCL называется линией синхронизации.

Контакты SPI на Arduino Mega?

Последовательный периферийный интерфейс . Контакты 50, 51, 52 и 53 используются в качестве контактов SPI. Они используются микроконтроллерами для быстрой связи с одним или несколькими периферийными устройствами. Для всех периферийных устройств есть три общие линии:

SCK- Расшифровывается как Serial Clock . Это тактовые импульсы, которые используются для синхронизации передачи данных.
MISO- Расшифровывается как Master Input/Slave Output . Эта линия данных на выводе MISO используется для отправки данных мастеру.
MOSI- Расшифровывается как Master Output/Slave Input . Эта линия используется для отправки данных на периферийные устройства.

И одна общая линия:

SS- Обозначает Slave Select . Эта линия используется мастером. Он действует как линия включения. Когда на выводе выбора ведомого устройства установлено НИЗКОЕ значение, оно может обмениваться данными с ведущим устройством. Когда значение ВЫСОКОЕ, мастер игнорируется. Это позволяет нам иметь несколько периферийных устройств SPI, использующих одни и те же линии MISO, MOSI и CLK 9.0216

Какие контакты UART?

UART означает универсальный асинхронный приемник и передатчик . Это позволяет Arduino взаимодействовать с последовательными устройствами. В Arduino Mega есть 4 UART:

Pin 0 — RXD0, pin 1 — TXD0
Контакт 19 — RXD1, контакт 18 — TXD1
Контакт 17 — RXD2, контакт 16 — TXD2
Контакт 15 — RXD3, контакт 14 — TXD3

Этот контакт используется для последовательной связи UART с ПК или другими последовательными устройствами для обмена данными и регистрации. Он используется с функцией serial.Begin() для установки скорости передачи и запуска связи с функцией serial.Println() для печати массива символов на выходе другого устройства.

Внешние прерывания — Внешние прерывания могут быть сформированы с использованием 6-контактных контактов, таких как прерывание 0 (0), прерывание 1 (3), прерывание 2 (21), прерывание 3 (20), прерывание 4 (19), прерывание 5(18). Эти контакты могут использоваться для запуска прерывания по низкому значению, переднему или заднему фронту или изменению значения.

Что такое заголовок ICSP?

Заголовок ICSP Arduino Mega

Это означает внутрисхемное последовательное программирование . Мы можем использовать эти контакты для программирования прошивки платы Arduino. Изменения прошивки с новыми функциями отправляются на микроконтроллер с помощью заголовка ICSP.

Заголовок ICSP состоит из 6 контактов.

Сколько аналоговых контактов на Arduino Mega?

Arduino Mega состоит из 16 аналоговых контактов, которые используют АЦП (аналого-цифровой преобразователь) . Эти контакты могут служить аналоговыми входами, но также могут функционировать как цифровые входы или цифровые выходы.

Эти контакты принимают входные данные в виде аналоговых сигналов и возвращают значения в диапазоне от 0 до 1023 (это потому, что Arduino Mega имеет 10-битный аналого-цифровой преобразователь или 2 9разрешение 0404 10 ).

Аналого-цифровой преобразователь работает в три этапа: дискретизация, квантование и оцифровка. Поскольку Arduino работает в диапазоне 0–5 вольт, размер шага устройства составляет 5/1023=0,00488 вольт или 4,88 мВ .

Таким образом, мы можем интерпретировать входное напряжение 4,88 мВ как 1, 9,77 мВ как 2 и так далее до тех пор, пока 5 В = 1023. Все, что ниже 4,88 мВ, считается 0, а выше 4,99 В — как 1023.

Какие выводы являются цифровыми и аналоговыми на Ардуино Мега 2560

Сколько цифровых контактов на Arduino Mega?

Arduino Mega 2560 имеет 54 контакта цифрового ввода/вывода. Все контакты от 0 до 53 являются цифровыми входами/выходами.

Цифровые контакты Arduino могут считывать только два состояния: когда есть сигнал напряжения и когда нет сигнала. Этот вид входа обычно называется цифровым (или бинарным), а эти состояния обозначаются как ВЫСОКИЙ и НИЗКИЙ или 1 и 0.

Светодиод (13): На плате имеется встроенный светодиод, подключенный к контакт 13. Когда на этом контакте HIGH или 1, светодиод включен, когда на контакте LOW или 0, он выключен.

Какие контакты ШИМ?

Есть 15 контактов из набора цифровых контактов, которые являются контактами PWM (широтно-импульсная модуляция). Начиная с цифрового контакта 2 и заканчивая цифровым контактом 13 и контактами 44, 45 и 46, это контакты ШИМ.

ШИМ-выводы Arduino Mega

Каждый из этих цифровых выводов может генерировать сигнал широтно-импульсной модуляции с разрешением 2 ³ бит. Мы можем генерировать сигнал ШИМ, используя функцию AnalogWrite().

Прочие контакты

Земля (контакты заземления) : На плате имеется 7 контактов заземления.

СБРОС — сбрасывает плату Arduino.

Опорное напряжение ввода/вывода (IOREF) — этот контакт является опорным входом/выходом. Он обеспечивает опорное напряжение, при котором в данный момент работает микроконтроллер. Отправка сигнала на этот контакт ничего не делает.

AREF: AREF означает A nalogue Ref erence. Это опорное напряжение, относительно которого все остальные измеряются аналоговые напряжения ( аналоговые входы ).

3,3 В и 5 В: Эти контакты обеспечивают регулируемое напряжение 5 В и 3,3 В соответственно для внешних компонентов, подключенных к плате.

Технические характеристики

Ниже приведены технические характеристики Arduino Mega 2560:

9002 3

904 79 16 МГц

900 23

Микроконтроллер	ATmega2560
Рабочее напряжение	5 В
Электропитание	7 В – 12 В
Потребляемый ток	50 мА – 200 мА 90 027
Потребляемый ток Глубокий сон	500 мкА
Цифровой Контакты ввода/вывода	54
Контакты цифрового ввода/вывода с ШИМ	15
Контакты аналогового ввода 9 0256	16
Ток постоянного тока на контакт ввода/вывода	40 мА
Ток постоянного тока на контакт 3,3 В	50 мА
Флэш-память	256 КБ
SRAM	8 КБ
EEPROM	4096 байт
Тактовая частота
Длина	102 мм
Ширина	53 мм
Разъем питания	да
USB-соединение	да

Таблица технических характеристик Arduino Mega 2560

Схема Arduino Mega (официальная) :

Чтобы загрузить Arduino Mega Schematic , нажмите здесь.

Arduino mega 2560 шим: Увеличение частоты ШИМ