Leonardo ATmega32u4

Beskrivelse

Leonardo ATmega32u4-kompatibel

Dette er en klon, som dog er 100% kompatibel med det originale produkt.

Leonardo er et mikrocontrollerkort baseret på ATmega32u4 ( datablad). Den har 20 digitale input/output-ben (hvoraf 7 kan bruges som PWM-udgange og 12 som analoge input), en 16 MHz krystaloscillator, en mikro-USB-forbindelse, et strømstik, en ICSP-header og en nulstillingsknap. Den indeholder alt det nødvendige for at understøtte mikrocontrolleren; tilslut den blot til en computer med et USB-kabel, eller forsyn den med en AC-til-DC-adapter eller batteri for at komme i gang.

Leonardo adskiller sig fra alle tidligere boards ved, at ATmega32u4 har indbygget USB-kommunikation, hvilket eliminerer behovet for en sekundær processor. Dette gør det muligt for Leonardo at se ud på en tilsluttet computer som en mus og et tastatur, foruden en virtuel (CDC) seriel/COM-port. Det har også andre implikationer for bestyrelsens adfærd; disse er detaljeret på startsiden.

Oversigt

Skematisk & ReferencedesignEAGLE-filer: arduino-leonardo- reference-design.zipSkematisk: arduino-leonardo-schematic-rev3b .pdfStrømArduino Leonardo kan forsynes med strøm via mikro-USB-forbindelsen eller med en ekstern strømforsyning. Strømkilden vælges automatisk.Ekstern (ikke-USB) strøm kan enten komme fra en AC-til-DC-adapter (vægvorte) eller batteri. Adapteren kan tilsluttes ved at sætte et 2,1 mm midterpositivt stik i kortets strømstik. Ledninger fra et batteri kan indsættes i Gnd- og Vin-stifthovederne på POWER-stikket.Tavlen kan fungere på en ekstern forsyning på 6 til 20 volt. Hvis den leveres med mindre end 7V, kan 5V-stiften dog levere mindre end fem volt, og kortet kan være ustabilt. Hvis der bruges mere end 12V, kan spændingsregulatoren overophedes og beskadige kortet. Det anbefalede område er 7 til 12 volt.Strømstifterne er som følger:

• VIN. Indgangsspændingen til Arduino-kortet, når det bruger en ekstern strømkilde (i modsætning til 5 volt fra USB-forbindelsen eller anden reguleret strømkilde). Du kan levere spænding gennem denne pin, eller, hvis du leverer spænding via strømstikket, få adgang til den gennem denne pin.
• 5V. Den regulerede strømforsyning, der bruges til at forsyne mikrocontrolleren og andre komponenter på kortet. Dette kan enten komme fra VIN via en indbygget regulator eller forsynes via USB eller en anden reguleret 5V-forsyning.
• 3V3. En 3,3 volt forsyning genereret af den indbyggede regulator. Maksimalt strømforbrug er 50 mA.
• GND. Jordstifter.
• IOEF. Den spænding, som kortets i/o-ben fungerer ved (dvs. VCC for kortet). Dette er 5V på Leonardo.

Hukommelse ATmega32u4 har 32 KB (med 4 KB brugt til bootloaderen). Den har også 2,5 KB SRAM og 1 KB EEPROM (som kan læses og skrives med EEPROM-bibliotek).Input og outputHver af de 20 digitale i/o-ben på Leonardo kan bruges som input eller output ved hjælp af pinMode(), digitalWrite() , og digitalRead() funktioner. De kører ved 5 volt. Hver ben kan give eller modtage maksimalt 40 mA og har en intern pull-up modstand (afbrudt som standard) på 20-50 kOhms. Derudover har nogle stifter specialiserede funktioner:

• Serie: 0 (RX) og 1 (TX). Bruges til at modtage (RX) og transmittere (TX) TTL seriel data ved hjælp af ATmega32U4 hardware seriel kapacitet. Bemærk, at på Leonardo refererer Seriel-klassen til USB-kommunikation (CDC); for TTL-serie på ben 0 og 1 skal du bruge Serial1 -klassen.
• TWI: 2 (SDA) og 3 (SCL). Understøtte TWI-kommunikation ved hjælp af Wire-biblioteket.
• Eksterne afbrydelser: 3 (afbrydelse 0), 2 (afbrydelse 1), 0 (afbrydelse 2), 1 (afbrydelse 3) og 7 (afbrydelse 4). Disse ben kan konfigureres til at udløse et afbrydelse på en lav værdi, en stigende eller faldende kant eller en ændring i værdi. Se attachInterrupt() funktionen for detaljer.
• PWM: 3, 5, 6, 9, 10, 11 og 13. Lav 8-bit PWM-output med analogWrite() funktion.
• SPI: på ICSP-headeren. Disse stifter understøtter SPI-kommunikation ved hjælp af SPI-biblioteket. Bemærk, at SPI-benene ikke er forbundet til nogen af ​​de digitale I/O-ben, som de er på Uno. De er kun tilgængelige på ICSP-stikket. Det betyder, at hvis du har et skjold, der bruger SPI, men IKKE har et 6-benet ICSP-stik, der forbinder til Leonardos 6-benede ICSP-header, vil skjoldet ikke fungere.
• LED: 13. Der er en indbygget LED forbundet til digital pin 13. Når pinden er HØJ, er LED’en tændt, når pinden er LAV, er den slukket.
• Analoge indgange: A0-A5, A6 – A11 (på digitale ben 4, 6, 8, 9, 10 og 12). Leonardo har 12 analoge indgange, mærket A0 til A11, som alle også kan bruges som digital i/o. Pins A0-A5 vises på de samme steder som på Uno; Indgange A6-A11 er på henholdsvis digital i/o-ben 4, 6, 8, 9, 10 og 12. Hver analog indgang giver 10 bits opløsning (dvs. 1024 forskellige værdier). Som standard måler de analoge indgange fra jord til 5 volt, men det er muligt at ændre den øvre ende af deres rækkevidde ved hjælp af AREF-stiften og  analogReference() funktion.

Der er et par andre stifter på tavlen:

• AREF. Referencespænding for de analoge indgange. Brugt med analogReference().
• Nulstil. Bring denne linje LOW for at nulstille mikrocontrolleren. Bruges typisk til at tilføje en nulstillingsknap til skjolde, der blokerer den på brættet.

Se også kortlægningen mellem Arduino-stifter og ATmega32u4-porte.KommunikationLeonardo har en række faciliteter til at kommunikere med en computer, en anden Arduino eller andre mikrocontrollere. ATmega32U4 leverer UART TTL (5V) seriel kommunikation, som er tilgængelig på digitale ben 0 (RX) og 1 (TX). 32U4 giver også mulighed for seriel (CDC) kommunikation over USB og vises som en virtuel com-port til software på computeren. Chippen fungerer også som en USB 2.0-enhed med fuld hastighed ved hjælp af standard USB COM-drivere. På Windows kræves en .inf-fil. Arduino-softwaren inkluderer en seriel skærm, som gør det muligt at sende simple tekstdata til og fra Arduino-kortet. RX- og TX-LED’erne på kortet blinker, når data overføres via USB-forbindelsen til computeren (men ikke til seriel kommunikation på ben 0 og 1).Et SoftwareSerial-bibliotek tillader seriel kommunikation på alle Leonardos digitale stifter. ATmega32U4 understøtter også I2C (TWI) og SPI-kommunikation. Arduino-softwaren inkluderer et Wire-bibliotek for at forenkle brugen af I2C bussen; se dokumentationen for detaljer. Til SPI-kommunikation skal du bruge SPI-biblioteket.Leonardo vises som et generisk tastatur og en mus og kan programmeres til at styre disse inputenheder ved hjælp af Tastatur og mus klasser.ProgrammeringLeonardo kan programmeres med Arduino-softwaren (download). Vælg “Arduino Leonardo fra menuen Værktøjer > Board (i henhold til mikrocontrolleren på dit board). Se reference og tutorials. ATmega32U4 på Arduino Leonardo leveres forbrændt med en bootloader der giver dig mulighed for at uploade ny kode til den uden brug af en ekstern hardware-programmør. Den kommunikerer ved hjælp af AVR109 -protokollen.Du kan også omgå bootloaderen og programmere mikrocontrolleren gennem ICSP-headeren (In-Circuit Serial Programming); se disse instruktioner for detaljer.Automatisk (software) nulstilling og start af bootloaderI stedet for at kræve et fysisk tryk på nulstillingsknappen før en upload, er Leonardo designet på en måde, så den kan nulstilles af software, der kører på en tilsluttet computer. Nulstillingen udløses, når Leonardos virtuelle (CDC) serielle/COM-port åbnes ved 1200 baud og derefter lukkes. Når dette sker, nulstilles processoren, hvorved USB-forbindelsen til computeren afbrydes (hvilket betyder, at den virtuelle seriel/COM-port forsvinder). Når processoren nulstilles, starter bootloaderen og forbliver aktiv i omkring 8 sekunder. Bootloaderen kan også startes ved at trykke på nulstillingsknappen på Leonardo. Bemærk, at når boardet først starter op, vil det springe direkte til brugerskitsen, hvis den findes, i stedet for at starte bootloaderen.På grund af den måde, Leonardo håndterer nulstilling på, er det bedst at lade Arduino-softwaren forsøge at starte nulstillingen før upload, især hvis du har for vane at trykke på nulstillingsknappen før upload på andre boards. Hvis softwaren ikke kan nulstille boardet, kan du altid starte bootloaderen ved at trykke på reset-knappen på boardet.USB-overstrømsbeskyttelseLeonardo har en nulstillelig polysikring, der beskytter din computers USB-porte mod kortslutninger og overstrøm. Selvom de fleste computere giver deres egen interne beskyttelse, giver sikringen et ekstra lag af beskyttelse. Hvis der tilføres mere end 500 mA til USB-porten, vil sikringen automatisk afbryde forbindelsen, indtil kortslutningen eller overbelastningen er fjernet.Fysiske egenskaberMaksimal længde og bredde af Leonardo PCB er henholdsvis 2,7 og 2,1 tommer, med USB-stikket og strømstikket, der strækker sig ud over den tidligere dimension. Fire skruehuller gør det muligt at fastgøre brættet til en overflade eller sag. Bemærk, at afstanden mellem digitale ben 7 og 8 er 160 mil (0,16″), ikke et jævnt multiplum af afstanden på 100 mil mellem de andre ben.