Arduino Due

Arduino Due — это мощная управляющая плата, основанная на 32-битном ARM-процессоре AT91SAM3X8E от Atmel. Он обладает тактовой частотой 84 МГц, а его 32-битная архитектура позволяет выполнять большинство операций на целыми числами в 4 байта за один такт.

Кроме этого Arduino Due предоставляет:

• 96 КБ оперативной памяти (SRAM).
• 512 КБ флеш-памяти (для хранения программы).
• Прямой доступ к памяти (DMA) для задач, активно работающих с данными в памяти.
• 54 цифровых входов/выходов, из которых 12 поддерживают ШИМ (PWM).
• 4 аппаратных последовательных порта (UART).
• 12 аналоговых входов с АЦП.
• 2 цифро-аналоговых преобразователя (DAC) для 2 аналоговых выходов.
• 2 шины TWI / I²C.
• SPI-разъём.
• JTAG-разъём.
• Поддержка USB On-The Go (USB OTG) для подключения других USB-устройств.

Внимание! В отличие от большинства Arduino, родным напряжением для платы Due является 3,3 В, а не 5 В. Соответственно, выходы для логической единицы выдают 3,3 В, а в режиме входа ожидают принимать не более 3,3 В. Подача большего напряжения может повредить процессор! Будьте внимательны при подключении периферии: убедитесь, что она может корректно функционировать в этом диапазоне напряжений.

Контакты

• Цифровые входы/выходы: контакты 0–53. Работают на напряжении 3,3 В. В режиме выхода могут выдавать ток 3 или 15 мА (в зависимости от контакта); в режиме входа — принимать ток 6 или 9 мА (в зависимости от контакта). К контактам также подключены подтягивающие резисторы по 100 кОм, которые по умолчанию выключены, но могут быть включены программно.
• Аппаратные последовательные порты (RX/TX): 0/1, 19/18, 17/16, 15/14. Передача данных осуществляется на уровне 3,3 В. Первая пара также соединена с чипом ATmega16U2, отвечающим за подключение через USB к компьютеру.
• Широтно-имульсная модуляция (ШИМ/PWM): контакты 2–13. Дают возможность выдавать аппаратный ШИМ-сигнал с разрешением 8 бит (256 градаций).
• SPI — отдельная группа контактов 2×3. Интерфейс SPI на Arduino Due используется только для общения с другими устройствами и не может быть использован для программирования контроллера. По расположению он в точности совпадает с расположением на Arduino Uno, Mega 2560 и Leonardo, а следовательно, позволяет работать с использующими его платами расширения, такими как Ethernet Shield.
• CAN-шина: контакты CANRX и CANTX. Позволяют использовать Arduino Due в автомобильных сетях. Поддержка с программной стороны пока не реализована производителем.
• Встроенный светодиод: контакт 13 (L). Для простой индикации. В отличие от Arduino Uno и Mega 2560, он поддерживает ШИМ.
• Шины TWI/I²C: 20(SDA)/21(SCL), SDA1/SCL1. Для общения с периферией по синхронному протоколу через два провода.
• Аналоговые входы: контакты A0–A11. Принимают сигнал до 3,3 В. Большее напряжение может вывести процессор из строя. Аналоговые входы предоставляют разрешение до 12 бит (4096 градаций), хотя по умолчанию настроены на разрешение в 10 бит для совместимости со скетчами для других моделей Arduino.
• Цифро-аналоговый преобразователь: контакты DAC1 и DAC2. Позволяют выдавать настоящий аналоговый сигнал с 12-битным разрешением (4096 градации), например, для устройств, связанных с обработкой звука.
• Сброс процессора: RESET. Позволяет аппаратно перезагружать плату.
• Входное напряжение: Vin. Выдаёт напряжение, поданное внешним источником, либо может являться входом для внешнего питания.
• Стабилизированные 5 В: контакт 5V. Позволяет получать ровные 5 В и ток до 800 мА.
• Стабилизированные 3,3 В: контакт 3.3V. Позволяет получать ровные 3,3 В и ток до 800 мА.
• Общая земля: GND.
• Опорное напряжение для плат расширения: IOREF. Платы расширения должны «советоваться» с этим контактом, чтобы правильно определять родное напряжение родительской платы. Arduino Due выдаёт на IOREF 3,3 В.

Память

• На борту SAM3X — два блока по 256 КБ флеш-памяти для хранения программы.
• Загрузчик (bootloader) располагается в отдельной памяти только для чтения и прошит на заводе Atmel.
• Оперативная SRAM-память поделена на два банка: 64 и 32 КБ.

Любая память доступна для последовательной адресации из программы. Нажатие на несколько секунд кнопки Erase на плате очищает содержимое флеш-памяти (программу).

Коммуникация

Arduino Due позволяет взаимодействовать с компьютером, другими управляющими платами и различными устройствами вроде телефонов, планшетов, фотоаппаратов. Для этого плата предоставляет три аппаратных последовательных порта (UART/USART), две шины TWI/I²C, интерфейс SPI и USB-порт.

• Один USB-порт (programming) используется для прошивки Arduino Due. Он подключён к чипу ATmega16U2 на плате, который является мостом между USB и аппаратным портом SAM3X, используемым для программирования процессора и связи с компьютером.
• Второй USB-порт (native) может использоваться для связи с другими устройствами как в режиме slave (эмуляция мыши, клавиатуры), так и в режиме host (приём данных с фотоаппаратов, управление мышью, клавиатурой, телефоном).

Совместимость

Платформа Arduino Due по своему форм-фактору полностью совпадает с Mega 2560. Это означает механическую совместимость со всеми платами расширения для Arduino Uno, Mega 2560 и Leonardo.

Однако в силу того, что родным напражением являются 3,3 В, а не 5 В (как на других моделях), стоит обязательно удостовериться совместимости платы расширения с Arduino Due.

Питание, защита USB и принципы взаимодействия аналогичны другим моделям Arduino.

Габариты

Размер платы составляет 10,15×5,3 см (против 6,9×5,3 см у базовой модели). Гнёзда для внешнего питания и USB выступают на пару миллиметров за обозначенные границы. На плате предусмотрены места для крепления на шурупы или винты.

Комплектация

1× Плата Arduino Due

Характеристики

• Микроконтроллер: AT91SAM3X8E
• Вычислительное ядро: ARM Cortex-M3 (32 бита)
• Тактовая частота: 84 МГц
• Оперативная память: 96 КБ
• Flash-память: 512 КБ
• Напряжение логических уровней: 3,3 В
• Напряжение питания: 7–12 В
• Контакты ввода-вывода: 54
• Максимальный ток с пина ввода-вывода: 3 или 15 мА (в зависимости от вывода)
• Максимальный выходной ток пина 3.3V: 800 мА
• Максимальный выходной ток пина 5V: 800 мА
• Контакты с ШИМ: 12
• Разрядность ШИМ: 8 бит
• Контакты с АЦП: 12
• Разрядность АЦП: 12 бит
• Размеры: 101,5×53,3 мм