Arduino Pro Mini

Плата Arduino Pro Mini сделана на микроконтроллере   ATmega168 или ATmega328  (техническое описание). Имеет  14 цифровых входов и выходов (6 из которых могут использоваться как выходы ШИМ), 6 аналоговых входов, резонатор, кнопку перезагрузки и отверстия для монтажа выводов. Блок из шести выводов может подключаться к  плате-конвертеру для обеспечения питания и связи через USB.  Arduino Pro Mini — это  Arduino Nano без встроенного преобразователя FTDI FT232RL  или CH340G.

Принципиальная схема  Arduino-Pro-Mini-schematic.pdf

Плата поставляется без установленных выводов, что позволяет пользователям применять собственные выводы и разъемы.

Существует две версии платформы Pro Mini. Одна версия работает при напряжении 3,3 В и частоте 8 МГц,  другая при напряжения 5 В и частоте 16 МГц.

Назначение контактов платы Arduino Pro Mini
Назначение контактов платы Arduino Pro Mini

Характеристики

Микроконтроллер
ATmega168 / ATmega328
Рабочее напряжение
3,3 В или 5 В (в зависимости от модели)
Входное напряжение
3,35-12 В (модель 3.3 В) или 5-12 В (модель 5 В)
Цифровые входы/выходы
14 (6 из которых могут использоваться как выходы ШИМ)
Аналоговые входы
6
Постоянный ток через вход/выход
40 мА
Флеш-память
16 Кб / 32 Кб
(2 Кб используются для загрузчика)
ОЗУ
1 Кб / 2 Кб
EEPROM
512 байт / 1 Кб
Тактовая частота
8 МГц (модель 3,3 В) или 16 МГц (модель 5 В)

Питание

Arduino Pro Mini может получать питание: через кабель от платы-конвертора или от регулируемого источника питания 3,3 В — 5 В (зависит от модели платформы) через вывод Vcc, или от нерегулируемого источника через вывод RAW.

Выводы питания:

  • RAW — для подключения нерегулируемого напряжения
  • VCC — для подключения регулируемых 3,3 В или 5 В
  • GND — выводы заземления.

Память

Микроконтроллер ATmega168 имеет  16 кБ флеш-памяти для хранения кода программы (2 кБ используется для хранения загрузчика), 1 Кб  ОЗУ и 512 байт EEPROM (которая читается и записывается с помощью библиотеки EEPROM).

Микроконтроллер ATmega328 имеет  32 кБ флеш-памяти для хранения кода программы (2 кБ используется для хранения загрузчика), 2 Кб  ОЗУ и 1 Кб EEPROM.




Входы и выходы

Каждый из 14 цифровых выводов Pro Mini, используя функции pinMode(), digitalWrite()  и digitalRead(),  может настраиваться как вход или выход. Выводы работают при напряжении 3,3 В. Каждый вывод имеет нагрузочный резистор (стандартно отключен) 20-50 кОм и может пропускать до 40 мА. Некоторые выводы имеют особые функции:

  • Последовательная шина: 0 (RX) и 1 (TX) — выводы используются для получения (RX) и передачи (TX) данных TTL. Данные выводы имеют соединение с выводами TX-0 и RX-1 блока из шести выводов.
  • Внешнее прерывание: 2 и 3 — данные выводы могут быть сконфигурированы на вызов прерывания либо на младшем значении, либо на переднем или заднем фронте, или при изменении значения. Подробная информация находится в описании функции attachInterrupt().
  • ШИМ: 3, 5, 6, 9, 10, и 11 — любой из выводов обеспечивает ШИМ с разрешением 8 бит при помощи функции analogWrite().
  • SPI: 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK) — данными выводами  осуществляется связь по шине SPI.
  • LED: 13 — встроенный светодиод, подключенный к цифровому выводу 13. Если значение на выводе имеет высокий потенциал, то светодиод горит.

На платформе Pro Mini установлены 6 аналоговых входов, каждый разрешением 10 бит (т.е. может принимать 1024 различных значения). Четыре из них расположены на краю платформы, а другие два (входы 4 и 5) ближе к центру. Измерение происходит относительно земли до значения VCC.  Некоторые выводы имеют дополнительные функции:

  • I2C: A4 (SDA) и A5 (SCL) — осуществляется связь по шине I2C (TWI),  для создания которой используется библиотека Wire.

Существует дополнительный вывод на платформе:

  • Reset — низкий уровень сигнала на выводе перезагружает микроконтроллер. Обычно применяется для подключения кнопки перезагрузки на плате расширения, закрывающей доступ к кнопке на самой плате Arduino.

Связь

На платформе Arduino Pro Mini установлено несколько устройств для осуществления связи с компьютером, другими устройствами Arduino или микроконтроллерами.ATmega168 поддерживает последовательный интерфейс UART TTL, осуществляемый выводами 0 (RX) и 1 (TX). Мониторинг последовательной шины (Serial Monitor) программы Arduino позволяет посылать и получать текстовые данные через подключение USB.

Библиотекой SoftwareSerial возможно создать последовательную передачу данных через любой из цифровых выводов Pro Mini.

Программирование

Платформа программируется  через  программное обеспечение Arduino — средой разработки Arduino IDE .

Микроконтроллер ATmega168/328 поставляется с записанным загрузчиком, облегчающим запись новых программ без использования внешних программаторов. Связь осуществляется оригинальным протоколом STK500.

Имеется возможность не использовать загрузчик и запрограммировать ATmega168/328 с помощью внешнего программатора.

Автоматическая (программная) перезагрузка

Arduino Pro Mini разработана таким образом, чтобы перед записью нового кода перезагрузка осуществлялась самой программой, а не нажатием кнопки на платформе. Один из выводов на блоке из шести выводов подключен к линии перезагрузки микроконтроллеров ATmega168/328 через конденсатор 100 нФ.  Данный вывод соединен с одной из линий управления потоком конвертора USB-to-serial, подключенного к блоку — к линии RTS при использовании кабеля FTDI.  Активация данной линии, т.е. подача сигнала низкого уровня, перезагружает микроконтроллер. Программа Arduino IDE, используя данную функцию, загружает код одним нажатием кнопки Upload в самой среде программирования. Подача сигнала низкого уровня по линии перезагрузки скоординирована с началом записи кода, что сокращает таймаут загрузчика.

Функция имеет еще одно применение. Перезагрузка Pro Mini происходит каждый раз при подключении к программе Arduino на компьютере с ОС Mac X или Linux (через USB).  Следующие полсекунды после перезагрузки работает загрузчик. Во время программирования происходит задержка нескольких первых байтов кода во избежание получения платформой некорректных данных (всех, кроме кода новой программы). Если производится разовая отладка скетча, записанного в платформу, или ввод каких-либо других данных при первом запуске, необходимо убедиться, что программа на компьютере ожидает в течение секунды перед передачей данных.