WeMos XI — это контроллер общего назначения компании WeMos. Он основан на чипе LGT8F328D китайской компании LogicGreen. По сути, микроконтроллер LGT8F328D является попыткой китайских инженеров улучшить и доработать популярный микроконтроллер ATmega328, что во многом им удалось — чип LGT8F328D имеет множество усовершенствований, о которых мы подробно поговорим далее.
Сам же контроллер WeMos XI на LGT8F328D является улучшенным аналогом и прямым конкурентом популярного контроллера Arduino Pro Mini для использования в различных DIY проектах. Стоимость обоих контроллеров, WeMos XI и Arduino Pro Mini сопоставима, что делает WeMos XI, при его более широких возможностях, хорошим выбором для покупки.
Технические характеристики WeMos XI
Ниже представлены основные технические характеристики контроллера WeMos XI:
- Микроконтроллер: LGT8F328D
- Ядро: LGT8XM (8-бит RISC)
- Тактовая частота: 16 МГц RC 1% (до 20 МГц)
- FLASH память: 32 КБ
- SRAM память: 2 КБ
- EEPROM память: эмуляция при помощи FLASH (1, 2, 4, 8 КБ)
- GPIO контакты: 14 шт.
- GPIO c ШИМ: 6 шт.
- Аналоговые входы: 8 шт. (12-бит)
- Аналоговые входы как GPIO: 8 шт.
- ЦАП: 2 шт. (8-бит)
- UART интерфейс: 1 шт.
- SPI интерфейс: 1 шт.
- I2C интерфейс: 1 шт.
- SWD интерфейс: 1 шт.
- 8-битный таймер: 2 шт.
- 16-битный таймер: 1 шт.
- Рабочее напряжение: от 1,8 до 5,5 В
- Максимальный выходной ток при 3,3 В: 500 мА
- Потребление в режиме сна: 1 мкА
- Температурный диапазон: от -40 до 85 °С
- Размеры платы: 38x18 мм
Ядро микроконтроллера LGT8F328D
Микроконтроллер LGT8F328D построен на 8-битном производительном RISC ядре LGT8XM с низким энергопотреблением. Он имеет 131 инструкцию, 80% из которых исполняются за один такт процессора.
Тактироваться LGT8F328D может как от внутреннего калиброванного RC генератора на 16 МГц (1%), так и от внешнего кварцевого резонатора на 32,768 КГц или из диапазона 400 КГц — 20 МГц. Это выгодно отличает микроконтроллер LGT8F328D от его конкурента, который в стандартном исполнении Arduino Pro Mini работает от внешнего кварцевого резонатора на 8 или 16 МГц, в зависимости от напряжения питания 3,3/5 В.
Кроме этого, все настройки, которые делаются на ATmega328 фьюзами, в случае LGT8F328D можно выставлять и менять программным способом прямо в скетче.
Структурная схема LGT8F328D:
FLASH, SRAM и EEPROM память
Микроконтроллер LGT8F328D содержит 32 КБ встроенной FLASH памяти для сохранения программ и 2 КБ оперативной SRAM памяти. Отдельной EEPROM памяти он не имеет и использует для этой цели выделение участков из основной FLASH памяти.
Выделять участки FLASH для эмуляции EEPROM памяти можно блоками по 1, 2, 4 и 8 КБ, причём из-за особенностей архитектуры микроконтроллера LGT8F328D из FLASH вырезаются участки памяти в два раза больше эмулируемых, то есть, эмулируя, например, 2 КБ EEPROM, мы теряем 4 КБ FLASH памяти для программ.
В общем, это спорное решение — с одной стороны, Arduino Pro Mini имеет «честный» 1 КБ EEPROM памяти, с другой стороны, на WeMos XI можно организовать эмуляцию 8 КБ EEPROM, что может пригодится в некоторых специфических проектах.
Напряжение питания и логики
Напряжение питания это прямо «киллер-фича» микроконтроллера LGT8F328D — он может совершенно свободно питаться от напряжения от 1,8 до 5,5 В, причём частота его работы не зависит от напряжения питания.
Это не оставляет ни одного шанса ATmega328 в реализации Arduino Pro Mini — там выбор очень ограниченный и состоит из всего двух вариантов — либо 5 В с частотой 16 МГц, либо 3,3 В с частотой 8 МГц.
В LGT8F328D напряжение логических уровней автоматически меняется в зависимости от поданного напряжения питания, что очень удобно — можно свободно работать с периферийным оборудованием и USB-UART переходниками, рассчитанным на разные напряжения питания.
GPIO контакты
Здесь наблюдается паритет между WeMos XI и Arduino Pro Mini, с небольшим перевесом в сторону WeMos XI: у них одинаковое количество GPIO контактов (по 14), но на Arduino Pro Mini можно дополнительно использовать 6 аналоговых пинов в качестве GPIO, а на WeMos XI — все 8.
И там и там с ШИМ могут работать по 6 GPIO выводов контроллера.
ЦАП (DAC)
Ещё одно принципиальное преимущество контроллера WeMos XI — Arduino Pro Mini и ATmega328 вовсе не имеют цифро-аналоговых преобразователей. Если в вашем проекте нужен ЦАП, то выбор очевиден — это WeMos XI.
WeMos XI содержит два 8-битных ЦАП с возможностью выбора опорного напряжения 1,25 или 2,56 вольта.
UART, SPI, I2C и SWD интерфейсы
WeMos XI и Arduino Pro Mini содержат по одному из популярных UART, SPI, I2C интерфейсов, здесь также наблюдается паритет между ними.
Контроллер WeMos XI имеет также встроенный SWD (Serial Wire Debug) интерфейс для программирования и отладки, что может послужить ещё одним доводом в пользу выбора этого контроллера.
Также ещё раз можно заметить, что при программировании WeMos XI через USB-UART переходник не нужно следить за выставленным на переходнике напряжением питания 3,3/5 В — контроллеру WeMos XI это всё равно, он будет работать от любого из них.
Аппаратные таймеры
Оба контроллера, WeMos XI и Arduino Pro Mini, имеют по два 8-битных аппаратных таймера и один 16-битный, здесь особых отличий между этими контроллерами нет.
GUID и шифрование
В отличие от Arduino Pro Mini, каждый контроллер WeMos XI имеет встроенный уникальный 32-битный идентификатор, называемый GUID, который можно использовать в проектах с шифрованием и идентификацией, например, удалённых проводных и беспроводных контроллеров.
Arduino Pro Mini выглядит на этом фоне значительно более слабо и требует приобретения дополнительных специализированных чипов для подобных целей.
Low Power приложения
Оба контроллера, и WeMos XI, и Arduino Pro Mini являются энергоэффективными и могут использоваться, например, в проектах устройств с батарейным питанием и временем жизни от одного комплекта батарей в месяцы и годы. WeMos XI в режиме сна потребляет около 1 мкА, что является отличной и более чем приемлемой величиной для подобного рода проектов.
Потребление Arduino Pro Mini в режиме сна находится на сопоставимом уровне и составляет единицы микроампер.
Прочие возможности
Микроконтроллер LGT8F328D является довольно развитым в техническом плане устройством и содержит множество функций и возможностей, перечисление которых выходит за рамки этого руководства. Здесь мы только упомянем о некоторых из самых заметных из них:
- Встроенный калиброванный (±1%) источник опорного напряжения 1,25/2,56 В
- Программируемый сторожевой таймер (WDT)
- Схема контроля и обнаружения низкого напряжения (LVD)
- Схема сброса питания (POR)
- Встроенный калибровочный (1%) 32 КГц RC генератор
- Встроенный калиброванный (1%) 32 МГц RC генератор
- Прочие функции и возможности...
Программирование
Программирование контроллера WeMos XI осуществляется в Arduino IDE обычным образом. Для начала работы с WeMos XI нужно провести несложную процедуру установки поддержки этой платы в Arduino IDE, о чём будет подробно рассказано в разделе «Программирование» этой документации.
Программирование не вызывает каких-либо проблем и ничем не отличается от программирования привычных вам плат Arduino. Для работы с платой WeMos XI используются стандартные примеры из поставки библиотек или готовые Open Source проекты, которые во множестве можно найти в интернете.
Преимущества решения WeMos XI
Теперь давайте перечислим преимущества использования контроллера WeMos XI перед привычной нам платой Arduino Pro Mini:
1. Возможность работы как от встроенного RC 1% генератора на 16 МГц, так и от внешнего кварцевого резонатора с частотой до 20-и МГц. Вы можете использовать внешний кварцевый резонатор для работы WeMos XI на разных частотах. При этом не используются фьюзы, а параметры работы можно выставлять программно, прямо из скетча.
2. Работа от напряжения от 1,8 до 5,5 В. Контроллеры WeMos XI могут работать от любого напряжения из указанного диапазона, при этом частота ядра микроконтроллера не зависит от питающего напряжения.
3. Возможность эмуляции EEPROM памяти. Вы можете выбрать объём EEPROM памяти для вашего проекта из ряда 1, 2, 4, 8 КБ, что может очень пригодиться в некоторых случаях.
4. 12-битные АЦП. Контроллер WeMos XI имеет 12-битные АЦП, в отличие от 10-битных на ATmega328. Кроме этого, на WeMos XI в качестве GPIO можно использовать все 8 аналоговых входов, а не 6, как на Arduino Pro Mini.
5. ЦАП (DAC). WeMos XI имеет 2 встроенных 8-битных ЦАП. Arduino Pro Mini цифро-аналоговых преобразователей не имеет.
6. SWD интерфейс. SWD интерфейс используется для программирования контроллера и отладки кода.
Это только основные преимущества контроллера WeMos XI над привычным нам Arduino Pro Mini, продвинутые пользователи и инженеры смогут найти множество технических подробностей по этому контроллеру в его даташите.
Сфера применения WeMos XI
Контроллер WeMos XI можно применять в проектах интернета вещей (IoT), домашней автоматизации, а также в любых ваших DIY проектах. Быстрый старт и лёгкое программирование в среде Arduino IDE делают плату WeMos XI отличным выбором как для начинающих, так и для опытных любителей электроники и конструирования.
Как начать?
Для начала работы с платой WeMos XI вам понадобится всего несколько вещей:
- Плата WeMos XI
- USB-UART переходник
- USB кабель для соединения с компьютером
После сборки и подключения к компьютеру платы WeMos XI вам нужно:
- Установить пакет поддержки платы WeMos XI в Arduino IDE
- Выбрать в настройках Arduino IDE плату WeMos XI
- Загрузить скетч в плату WeMos XI
Это всё, теперь вы можете работать с платой WeMos XI и создавать для неё свои скетчи.
Ссылки по теме
Спецификации и подключение WeMos XI
Где купить?
WeMos XI в магазине «Electromicro»
Техническая поддержка
Мы внимательно относимся к потребностям наших клиентов и осуществляем техническую поддержку всей выпускаемой продукции. Вы можете написать нам письмо с вашим вопросом или позвонить по телефону и специалист нашей компании проконсультирует вас и поможет решить вашу проблему.
- Емейл для вопросов по нашей продукции: electromicro@bk.ru
- Наш телефон: +7 (495) 997-37-74
