Arduino Mega 2560: распиновка, схема подключения и программирование
Arduino Mega 2560 — флагманская платформа для разработки на базе микроконтроллера ATmega2560. 
На плате предусмотрено всё необходимое для удобной работы с микроконтроллером: 54 цифровых входа/выхода, 16 аналоговых входов, разъём для программирования USB, внешний разъём питания и кнопка сброса.
Подключение и настройка
Для запуска платформы скачайте и установите на компьютер интегрированную среду разработки Arduino IDE.
При выборе платформы выбирайте Arduino Mega 2560.
Если всё получилось — можете смело переходить к экспериментам.
Элементы платы
Микроконтроллер ATmega2560
Сердцем платформы Arduino Mega является 8-битный микроконтроллер семейства AVR — ATmega2560 с тактовой частотой 16 МГц. Контроллер предоставляет 256 КБ Flash-памяти для хранения прошивки, 8 КБ оперативной памяти SRAM и 4 КБ энергонезависимой памяти EEPROM для хранения данных.
Микроконтроллер ATmega16U2
Микроконтроллер ATmega16U2 обеспечивает связь микроконтроллера ATmega2560 с USB-портом компьютера. При подключении к ПК Arduino Mega 2560 определяется как виртуальный COM-порт.
Светодиодная индикация
| Имя светодиода | Назначение |
|---|---|
| RX и TX | Мигают при обмене данными между Arduino Mega 2560 и ПК. |
| L | Пользовательский светодиод подключённый к 13 пину микроконтроллера. При высоком уровне светодиод включается, при низком – выключается. |
| ON | Наличие питания на Arduino Mega. |
Разъём USB
Разъём USB Type-B для питания и прошивки платформы Arduino Mega 2560 с помощью компьютера.
Разъём внешнего питания
Разъём для подключения внешнего питания от 7 В до 12 В.
Кнопка сброса
Аналог кнопки RESET обычного компьютера. Служит для сброса микроконтроллера.
Регулятор напряжения 5 В
Линейный понижающий регулятор напряжения LD1117S50CTR с выходом 5 вольт обеспечивает питание микроконтроллеров ATmega2560, ATmega16U2 и другой логики платформы. Максимальный выходной ток составляет 800 мА.
Регулятор напряжения 3,3 В
Линейный понижающий регулятор напряжения LP2985-33DBVR с выходом 3,3 вольта. Линия выведена только на пин 3V3 . Максимальный выходной ток составляет 150 мА.
Разъём ICSP
ICSP-разъём предназначен для внутрисхемного программирования микроконтроллера ATmega2560. Также с применением библиотеки SPI данные выводы могут осуществлять связь с платами расширения по интерфейсу SPI. Линии SPI выведены на 6-контактный разъём, а также продублированы на цифровых пинах 50(MISO) , 51(MOSI) , 52(SCK) и 53(SS) .
Разъём ICSP1
ICSP-разъём для внутрисхемного программирования микроконтроллера ATmega16U2.
Arduino.ru
Плата Arduino Mega
Общие сведения
Arduino Mega построена на микроконтроллере ATmega1280 (техническое описание). Платформа содержит 54 цифровых входа/выходов (14 из которых могут использоваться как выходы ШИМ), 16 аналоговых входов,4 последовательных порта UART, кварцевый генератор 16 МГц, разъем USB, силовой разъем, разъем ICSP и кнопку перезагрузки. Для работы необходимо подключить платформу к компьютеру посредством кабеля USB или подать питание при помощи адаптера AC/DC, или аккумуляторной батареей. Arduino Mega совместима со всеми платами расширения, разработанными для платформ Duemilanove или Diecimila.
Схема и исходные данные
Краткие характеристики
| Микроконтроллер | ATmega1280 |
| Рабочее напряжение | 5В |
| Входное напряжение (рекомендуемое) | 7-12В |
| Входное напряжение (предельное) | 6-20В |
| Цифровые Входы/Выходы | 54 (14 из которых могут использоваться как выходы ШИМ) |
| Аналоговые входы | 16 |
| Постоянный ток через вход/выход | 40 mA |
| Постоянный ток для вывода 3.3 В | 50 mA |
| Флеш-память | 128 KB (4 используются для загрузчика) |
| ОЗУ | 8 KB |
| Энергонезависимая память | 4 KB |
| Тактовая частота | 16 MHz |
Питание
Arduino Mega может получать питание через подключение USB или от внешнего источника питания. Источник питания выбирается автоматически.
Внешнее питание (не USB) может подаваться через преобразователь напряжения AC/DC (блок питания) или аккумуляторной батареей. Преобразователь напряжения подключается посредством разъема 2.1 мм с центральным положительным полюсом. Провода от батареи подключаются к выводам Gnd и Vin разъема питания.
Платформа может работать при внешнем питании от 6 В до 20 В. При напряжении питания ниже 7 В, вывод 5V может выдавать менее 5 В, при этом платформа может работать нестабильно. При использовании напряжения выше 12 В регулятор напряжения может перегреться и повредить плату. Рекомендуемый диапазон от 7 В до 12 В.
- VIN. Вход используется для подачи питания от внешнего источника (в отсутствие 5 В от разъема USB или другого регулируемого источника питания). Подача напряжения питания происходит через данный вывод.
- 5V. Регулируемый источник напряжения, используемый для питания микроконтроллера и компонентов на плате. Питание может подаваться от вывода VIN через регулятор напряжения, или от разъема USB, или другого регулируемого источника напряжения 5 В.
- 3V3. Напряжение на выводе 3.3 В генерируемое микросхемой FTDI на платформе. Максимальное потребление тока 50 мА.
- GND. Выводы заземления.
Память
Микроконтроллер ATmega1280 имеет: 128 кБ флеш-памяти для хранения кода программы (4 кБ используется для хранения загрузчика), 8 кБ ОЗУ и 4 Кб EEPROM (которая читается и записывается с помощью библиотеки EEPROM).
Входы и Выходы
Каждый из 54 цифровых выводов Mega, используя функции pinMode(), digitalWrite(), и digitalRead(), может настраиваться как вход или выход. Выводы работают при напряжении 5 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); Последовательная шина 1: 19 (RX) и 18 (TX); Последовательная шина 2: 17 (RX) и 16 (TX); Последовательная шина 3: 15 (RX) и 14 (TX). Выводы используются для получения (RX) и передачи (TX) данных TTL. Выводы 0 и 1 подключены к соответствующим выводам микросхемы последовательной шины FTDI USB-to-TTL.
- Внешнее прерывание: 2 (прерывание 0), 3 (прерывание 1), 18 (прерывание 5), 19 (прерывание 4), 20 (прерывание 3), и 21 (прерывание 2). 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().
- PWM: 0 до 13. Любой из выводов обеспечивает ШИМ с разрешением 8 бит при помощи функции analogWrite().
- SPI: 50 (MISO), 51 (MOSI), 52 (SCK), 53 (SS). Посредством данных выводов осуществляется связь SPI, которая, хотя и поддерживается аппаратной частью, не включена в язык Arduino. Также выводы SPI могут быть выведены на блоке ICSP, который совместим с платформами Duemilanove и Diecimila.
- LED: 13. Встроенный светодиод, подключенный к цифровому выводу 13. Если значение на выводе имеет высокий потенциал, то светодиод горит.
- I2C: 20 (SDA) и 21 (SCL). Посредством выводов осуществляется связь I2C (TWI). Для создания используется библиотека Wire (информация на сайте Wiring). Расположение выводов на платформе Mega не соответствует расположению Duemilanove или Diecimila.
На платформе Mega установлены 16 аналоговых входов, каждый разрешением 10 бит (т.е. может принимать 1024 различных значения). Стандартно выводы имеют диапазон измерения до 5 В относительно земли, тем не менее имеется возможность изменить верхний предел посредством вывода AREF и функции analogReference().
Дополнительная пара выводов платформы:
- AREF. Опорное напряжение для аналоговых входов. Используется с функцией analogReference().
- 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 Mega установлено несколько устройств для осуществления связи с компьютером, другими устройствами Arduino или микроконтроллерами. ATmega1280 поддерживает 4 порта последовательной передачи данных UART для TTL. Установленная на плате микросхема FTDI FT232RL направляет один из интерфейсов через USB, а драйверы FTDI (включены в программу Arduino) предоставляют виртуальный COM порт программе на компьютере. Мониторинг последовательной шины (Serial Monitor) программы Arduino позволяет посылать и получать текстовые данные при подключении к платформе. Светодиоды RX и TX на платформе будут мигать при передаче данных через микросхему FTDI или USB подключение (но не при использовании последовательной передачи через выводы 0 и 1).
Библиотекой SoftwareSerial возможно создать последовательную передачу данных через любой из цифровых выводов Mega.
ATmega1280 поддерживает интерфейсы I2C (TWI) и SPI. В Arduino включена библиотека Wire для удобства использования шины I2C. Более подробная информация находится на сайте Wiring. Для использования интерфейса SPI обратитесь к техническим данным микроконтроллера ATmega1280.
Платформа программируется посредством ПО Arduino. Подробная информация находится в справочнике и инструкциях.
Микроконтроллер ATmega1280 поставляется с записанным загрузчиком, облегчающим запись новых программ без использования внешних программаторов. Связь осуществляется оригинальным протоколом STK500.
Имеется возможность не использовать загрузчик и запрограммировать микроконтроллер через выводы блока ICSP (внутрисхемное программирование). Подробная информация находится в данной инструкции.
Автоматическая (программная) перезагрузка
Mega разработана таким образом, чтобы перед записью нового кода перезагрузка осуществлялась самой программой, а не нажатием кнопки на платформе. Одна из линий FT232RL, управляющих потоком данных (DTR), подключена к выводу перезагрузки микроконтроллера ATmega1280 через конденсатор 100 нФ. Активация данной линии, т.е. подача сигнала низкого уровня, перезагружает микроконтроллер. Программа Arduino, используя данную функцию, загружает код одним нажатием кнопки Upload в самой среде программирования. Подача сигнала низкого уровня по линии DTR скоординирована с началом записи кода, что сокращает таймаут загрузчика.
Функция имеет еще одно применение. Перезагрузка Mega 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.
На Mega имеется возможность отключить линию автоматической перезагрузки разрывом соответствующей линии. Контакты микросхем с обоих концов линии затем могут быть соединены с целью восстановления. Линия маркирована «RESET-EN». Отключить автоматическую перезагрузку также возможно подключив резистор 110 Ом между источником 5 В и данной линией. Подробная информация находится в соответствующей ветке форума.
Токовая защита разъема USB
В Arduino Mega встроена перезагружаемая плавкая вставка, защищающая порт USB компьютера от токов короткого замыкания и сверхтоков. Хотя практически все компьютеры имеют подобную защиту, тем не менее, данный предохранитель обеспечивает дополнительный барьер. Предохранитель автоматически прерывает обмен данных при прохождении тока более 500 мА через USB порт.
Физические характеристики и совместимость с платами расширения
Длинна и ширина печатной платы Mega составляют 10,2 и 5.3 см соответственно. Разъем USB и силовой разъем выходят за границы данных размеров. Три отверстия в плате позволяют закрепить ее на поверхности. Расстояние между цифровыми выводами 7 и 8 равняется 0,4 см, хотя между другими выводами оно составляет 0,25 см.
Arduino Mega совместима со всеми платами расширения, разработанными для платформ Duemilanove или Diecimila. Расположение выводов 0 – 13 (и примыкающих AREF и GND), аналоговых входов 0 – 5, силового разъема, блока ICSP, порта последовательной передачи UART (выводы 0 и 1) и внешнего прерывания 0 и 1 (выводы 2 и 3) на Mega соответствует расположению на вышеприведенных платформах. Связь SPI может осуществляться через блок ICSP, как на платформах Duemilanove / Diecimila, так и на Mega. Однако расположение выводов (20 и 21) связи I2C на платформе Mega не соответствуют расположению тех же выводов (аналоговые входы 4 и 5) на Duemilanove / Diecimila.
Arduino MEGA 2560
Максимально функциональная платформа для прототипирования
микроэлектроники и робототехники
- Описание
- Характеристики
- Схемы
- Распиновка
- Подключение
- Фотографии
- Где купить
Что такое Arduino?
Arduino — ряд электронных платформ, предназначенных для простого изучения электроники и робототехники.
Arduino MEGA 2560 — самая функицональная платформа компании, предназначенная для создания различных микроэлектронных устройств. Функционал устройства позволяет создавать большие проекты, в которых требуется задействовать много переферийных устройств. Плата позволяет одновременно задействовать сотни датчиков и сенсоров, а мощный контроллер — быстро и эффективно обрабатывать с них данные.
Основа платформы Arduino Mega — производительный микроконтроллер ATmega2560 — логическая микросхема обработки данных с тактовой частотой 16 МГц.
Основные преимущества Arduino MEGA:
- Простота использования
- Быстрое изучение
- Удобная среда разработки
- Открытый исходный код
- Сообщество поклонников
- Тысячи готовых проектов
- Возможности расширения
- Широкая переферия
Arduino в цифрах
Год релиза платформы Arduino
Платформ продается ежедневно
Различных видов платформ
Пользователей в сообществе
Технические характеристики
Микроконтроллер
Atmel ATmega2560 с тактовой частотой 16 МГц
Питание платформы
Рекомендуемое напряжение: 7-12В DC, рабочее — 5В DC
Цифровые порты
54 порта ввода-вывода, 15 имеют возможность вывода ШИМ
Аналоговые входы
16 шт., каждый с разрешением 8 бит (от 0 до 1024 усл. значений)
Цифровые интерфейсы
1 x I2C, 1 x SPI, 4 x UART, 1 x ICSP
Размер памяти
256Кб Флеш-памяти, 8Кб ОЗУ, 4Кб EEPROM
Размеры платы
Физические габариты платы 101 x 54 мм, вес 37г
Варианты питания
Через разъем питания, через USB или через разъем Vin на контактной линейке
Токовая защита
Встроенная защита USB порта от короткого замыкания и перенапряжений
Открытая архитектура плат Arduino и открытый исходный код программного обеспечения позволили выпустить инструмент, способный показать, насколько легким может стать изучение микроэлектроники, схемотехники и программирования в любом возрасте.
Схемы платформы
Ниже представлены ссылки на скачивание всех схем Arduino MEGA:
Принципиальная схема, файлы EAGLE и распиновка платы
Принципиальная схема
Файлы трассировки .EAGLE
Контактная распиновка платы
Datasheet для ATmega328
Распиновка Arduino MEGA
На изображении выше представлена схема контактной распиновки Arduino MEGA2560,
с указанием назначения каждого контактного вывода платы.
Если вы или ваш ребенок хочет изучить основы микроэлектроники, робототехники или интернета вещей, Arduino — идеальное начало!
Подключение платы
При покупке официальной версии платформы, подключение Arduino MEGA к компьютеру происходит автоматически.
При использовании китайских аналогов или других arduino-совместимых платформ, во время подключения следует учесть несколько важных моментов.
Подключение официальной платы
1. Скачивание и установка Arduino IDE
Для работы с Arduino MEGA для начала потребуется скачать и установить последнюю версию среды разработки Arduino — «Arduino IDE». Ее можно скачать с официального сайта по ссылке ниже.
При использовании русскоязычной версии Windows, программа автоматически установит по умолчанию русский язык.
В открывшемся окне следует нажать на кнопку «JUST DOWNLOAD«.
2. Первый запуск среды разработки
После того, как вы загрузили и установили среду разработки, вам необходимо подключить Arduino MEGA в любой свободный порт компьютера и осуществить базовую настройку платы.
После того, как вы подключили вашу плату к компьютеру, Windows сообщит об обнаружении нового устройства и автоматически выполнит установку всех необходимых драйверов для работы с ней. После появления сообщения «Устройство установлено и готово к использованию», переходим к настройке программы.
3. Настройка подключения платы
В верхнем меню программы размещен список пунктов. Вам необходим пункт Инструменты Плата.
В этом окне вам необходимо выбрать, какая плата была подключена к вашему компьютеру. Выбираем «Arduino/Genuino MEGA or Mega 2560» .
Инструменты Плата Arduino/Genuino MEGA or Mega 2560
После выбора нужной платы, нам необходимо выбрать порт. Переходим ко вкладке Инструменты Порт.
Если плата подключена к компьютеру корректно, у вас отобразятся все занятые на текущий момент COM-порты. Выбираем любой из доступных и проверяем, угадали-ли мы с портом.
4. Проверка работоспособности платы
Самый простой способ проверить, работает-ли ваша ардуино на том порту, который вы выбрали — это попробовать залить в нее тестовый скетч (прошивку).
Из верхнего меню открываем: Файл Примеры 01.Basics Blink
В новом окне Windpws у вас откроется код программы, которая мигает светодиодом. Теперь необходимо загрузить ее в плату, нажав на кнопку «загрузка».
В панели работы со скетчами — вторая кнопка: 
Внизу программы (в черном окне) показывается процесс загрузки прошивок в плату. Если все прошло нормально, вы увидите сообщение «загрузка успешно завершена».
Подключение неофициальных плат
1. Скачивание и установка Arduino IDE
Для программирования платформы вам необходимо скачать и установить свежую версию программы для программирования Арудино — «Arduino IDE». Ее можно скачать с официального сайта по ссылке ниже.
При использовании русскоязычной версии Windows, программа автоматически выставит в интерфейсе русский язык.
В открывшемся окне следует нажать на кнопку «JUST DOWNLOAD«.
2. Первый запуск среды разработки
После того, как вы скачаете и установите Arduino IDE, вам необходимо подключить Arduino MEGA в любой свободный порт компьютера и осуществить первичную настройку.
После того, как вы плата подключится к компьютеру, Windows сообщит об обнаружении нового устройства.
Скорее всего ваша Ардуино имеет встроенный китайский программатор CH340G, драйверы для которого Windows найти не удасться.
Если ваша Arduino MEGA — Китай на базе программатора CH340G, придется самостоятельно доустановить необходимые драйверы. Об этом система оповестит вас сообщением «Программное обеспечение для устройства не было установлено».
Если все произошло именно так, как мы описали выше, приступаем к установке драйверов по этой инструкции:
После того, как вы увидите сообщение «Устройство установлено и готово к использованию», переходите к настройке программы.
3. Настройка подключения платы
Вверху программы размещен список различных пунктов меню. Вам необходима вкладка Инструменты Плата.
В этом окне вам необходимо выбрать, какая плата была подключена к вашему компьютеру. Выбираем «Arduino/Genuino MEGA or Mega 2560» .
Инструменты Плата Arduino/Genuino MEGA or Mega 2560
После выбора платы, нам необходимо выбрать порт. Переходим ко вкладке Инструменты Порт.
Если вы уже подключили свою ардуино к компьютеру, то у вас должны отобразиться все занятые на текущий момент COM-порты. Выбираем любой из доступных и проверяем, правильный-ли порт мы выбрали.
4. Проверка работоспособности платы
Самая быстрая проверка правильности выбора порта и работоспособности платы заключается в загрузке тестового скетча (прошивки).
Из верхнего меню открываем: Файл Примеры 01.Basics Blink
В новом окне будет открыт код программы для мигания светодиодом, самой базовой программы в среде разработки под микроконтроллеры. Для того, чтобы загрузить ее в вашу MEGA, необходимо нажать кнопку «загрузка».
В панели работы со скетчами — вторая кнопка:
В нижней части программы (в черном окне) показывается процесс загрузки прошивок в плату. Если все прошло нормально, вы увидите сообщение «загрузка успешно завершена».
Фотографии платформы разных версий
Ниже представлены фотографии платформы разных версий и от разных производителей.
Многие задаются вопросом, чем китайская ардуино мега отличается от оригинала? Можем с уверенностью сказать, что основное отличие официальных платформ от сторонних — только в цене и упаковке товара.