Загрузчик ардуино и прошивка через arduino ide и программатор

Ошибка загрузки

Возникает на этапе, когда прошивка скомпилирована, в ней критических ошибок, и производится загрузка в плату по кабелю. Ошибка может возникать как по причине неисправностей железа, так и из-за софта.

Всем привет. Ха, вы таки думаете, что все так просто? Ан нет.Имеется несколько Nano (из одной партии). Robotdyn, раньше вообще проблем не было. Но не в этот раз. Некоторые прошиваются без проблем, а некоторые…

При прошивке штатным образом, через USB, в начале прошивки три раза коротенько мигает светик TX, и все. В IDE замирает полоса загрузки, а плата уходит в демонстрацию Blink, зашитую на заводе.

Безрезультатно. Как можно вылечить платки? Жалко, не одна такая. Брак явно заводской, но с гарантией неясно пока.

ВАЖНО! Платы из одной партии, часть шьется без проблем, часть ни в какую. При попытке прошивки загрузчика через IDE ошибка:

При попытке прошивки загрузчика через IDE ошибка:

avrdude: usbdev_open(): did not find any USB device «usb»Ошибка при записи загрузчика.

При попытке прошивки загрузчика через другую Нано (Arduino as ISP) ошибка:

***failed;avrdude: verification error, first mismatch at byte 0x00000x00 != 0x3favrdude: verification error; content mismatchОшибка при записи загрузчика.

Загрузка скетча или прошивка контроллера Ардуино – основная операция, с которой рано или поздно сталкивается любой ардуинщик. Именно возможность быстро и без лишних проблем загрузить в память контроллера управляющую программу и стала одной из основных причин успеха платформы Arduino. В этой статье мы узнаем, как прошиваются Arduino Uno, Nano, Mega и другие платы на основе Atmega с использованием Arduino IDE, программатора или другой платы Ардуино.

Что такое Arduino

Arduino — это платформа для создания электроники своими руками. К печатной плате, которая является миниатюрным компьютером, можно подсоединять различные компоненты, например датчики, экраны, переключатели. Или даже другие платы со своими функциями.

В Arduino можно загрузить программу (скетч), чтобы добиться определённого результата. Скажем, включать свет, когда на датчик поступает сигнал, или запускать мотор и ехать в нужном направлении.

Вот из чего состоит конструктор Arduino.

Основа

«Мозг» любого конструктора Arduino — это собственно одноимённая плата. На ней есть процессор, модули памяти и порты ввода‑вывода, к которым подключаются другие компоненты.

Самая популярная плата для начинающих — Arduino Uno. На ней 14 цифровых и 6 аналоговых входов, 32 КБ постоянной и 2 КБ оперативной памяти, процессор частотой 16 МГц, порт USB. Не сравнить с современными смартфонами и компьютерами, но для знакомства с конструктором и создания простых систем этого вполне достаточно.

Arduino Nano и Mini — одни из самых компактных в линейке. Nano аналогична Uno по производительности, Mini немного слабее. В Arduino Leonardo установлен новый контроллер (процессор) и вместо USB‑порта используется microUSB.

Фото: AlexCorv/Shutterstock

Если же вы заранее знаете, что на простых экспериментах не остановитесь, можно сразу смотреть в сторону плат побольше, например Arduino Mega. Здесь будет уже 54 цифровых выхода и 16 аналоговых, 256 КБ постоянной и 8 КБ оперативной памяти, а также процессор частотой 16 МГц и порт USB.

Конструктор постоянно развивается, появляются новые версии платформы — с более производительными микроконтроллерами, большим объёмом памяти, расширенным набором портов, дополнительными компонентами вроде Bluetooth или Wi‑Fi.

Обратите внимание: блока питания на плате нет, к розетке вы её не подключите. Электроэнергию можно подавать либо через порт USB/microUSB от компьютера или внешнего аккумулятора, либо на разъём Vin или 5V (плюс на Gnd — «земля») на плате (они промаркированы) — например, от батареи или блока питания для ПК

Дополнительные элементы

Фото: Schlyx/Depositphotos

Чтобы платформа Arduino не просто выполняла вычисления, а давала какие‑то наглядные и полезные результаты работы, к ней нужно подключить «обвес». Это могут быть:

  • Датчики. Они принимают информацию и передают её плате, бывают цифровыми и аналоговыми. К примеру, для Arduino есть датчики света, цвета, температуры, давления, влажности, уровня воды и другие. Выпускаются и более сложные сенсоры. Например, датчики препятствия и расстояния часто используют для создания управляемых роботов и машинок.
  • Светодиоды — самые простые элементы, которые покажут результат работы Arduino. Загорелся светодиод — что‑то произошло, например получили определённый сигнал с датчика.
  • Моторы и другие приводы. Они нужны для того, чтобы привести в движение части вашей конструкции: заставить колёса машины крутиться, а робота — шагать.
  • Экраны. Используются для вывода информации. Обычно это небольшие чёрно‑белые LCD‑дисплеи для пары строк текста, но есть и компактные цветные TFT‑экраны разрешением до 240 × 320 точек и диагональю до 3 дюймов.
  • Кнопки и переключатели. Позволяют управлять работой устройства на базе Arduino: включать и выключать его, задавать определённые сценарии поведения.
  • Резисторы. Нужны, чтобы менять яркость свечения светодиодов или создавать особые электрические схемы.
  • Потенциометры — резисторы с переменным сопротивлением. Их обычно используют, чтобы управлять напряжением, яркостью светодиодов, громкостью звуков и так далее.
  • Провода, перемычки и макетная плата. Нужны для простой сборки вашего Arduino без пайки. Достаточно вставлять ножки резисторов, коннекторов, проводников и других деталей в отверстия на плате. Так быстрее, безопаснее и легче — разберётся даже ребёнок.

Платы расширения

Фото: Baladapat/Depositphotos

Такие платы, которые иногда называют шилдами (Shield), расширяют возможности Arduino. Они устанавливаются на платформу или друг на друга по принципу бутерброда.

Назначение плат обычно отражено в названии. Например, Ethernet Shield позволяет подключить систему к сети Ethernet, GPRS Shield — к мобильной сети. Для управления мощными моторами выпускается Motor Shield, для работы Arduino от бытовой электросети напряжением 220 вольт — AC/DC Shield.

Программирование

Итак, что же даёт нам ядро помимо выбора настроек МК? Можно программировать МК всё теми же командами, что и раньше! Мигать светодиодами через digitalWrite, измерять напряжение через analogRead и прочее прочее. Давайте напишем классический Blink:

void setup() {
  pinMode(PB3, OUTPUT);
}

void loop() {
  digitalWrite(PB3, HIGH);
  delay(500);
  digitalWrite(PB3, LOW);
  delay(500);
}

PB3 – это номер пина, прямо как на распиновке.

Всё! Осталось загрузить прошивку. Для этого нажимаем Скетч/Загрузить через программатор:

Я подключил светодиод через резистор на 220 Ом и он мигает два раза в секунду, всё как написано.

Что следует помнить при работе с тиньками: у них мало памяти, а все вот эти Ардуино-функции являются кошмаром индуса и занимают очень много места в памяти. Если тини85 ещё как-то переживёт такие издевательства и сможет уместить в себе вполне интересный проект из Ардуино-функций, то в тини13 уже сложно уместить что-то серьёзное. Напомню: всего 64 байта оперативной памяти и 1 кб флэша! Для перехода на 13-ые тиньки рекомендуется научиться работать с МК напрямую, при помощи даташита и регистров.

Я думаю вы поняли, что в целом работа с голыми МК не особо то и отличается от работы с обычной платой Arduino, и теперь можно переходить к сложным самоделкам на базе своей платы, в центре которой будет стоять микроконтроллер. Давайте поделюсь парой советов по минимальной обвязке.

Прошивка arduino pro mini

Прошивка arduino pro mini

Миниатюрные размеры платы не позволяют прошить ее без внешней помощи. Есть несколько способов заливки скетча в микроконтроллер:

  • Через адаптер USB в TTL;
  • Через Ардуино Уно;
  • Через SPI интерфейс с помощью любой платы ардуино с разъемом для подключения к компьютеру. 

Самым простым методом является первый.

Прошивка через адаптер USB в TTL

В продаже можно найти специальный адаптер – UART переходник. Видов таких переходников много, стоимость каждого изделия невысокая. Советуется приобретать переходники с контактами RST или DTR, они упрощают процесс прошивки. 

Для прошивки нужно подключить адаптер в Ардуино: нужно соединить земли с одного и другого устройства, Vcc – на +5В или +3,3 В (в зависимости от модели), RX – TX, TX – RX. Затем конструкцию нужно подключить к компьютеру, установить драйвер и начать прошивку. Компьютер определит, к какому порту подключена плата. Драйвер можно скачать с официального сайта. Скачанный архив нужно распаковать и установить.

Затем нужно запустить среду разработки Adruino IDE, выбрать нужную плату и номер порта и загрузить микропрограмму. Это делается следующим образом:

  • Нажать «Загрузить»;
  • Затем начнется компиляция  – появится надпись «Компиляция скетча»;

После появление надписи «Загружаем» нужно нажать на плате кнопку Reset (в переходниках с RST или DTR нажимать кнопку не нужно). 

Важно! Нажатие на Reset должно быть кратковременным. 

Скетч будет загружен в микроконтроллер. Об успешном окончании процедуры можно понять по мигающему светодиоду. 

Прошивка через Ардуино Уно

Для прошивки потребуется классическая плата Ардуино Уно в DIP корпусе. На ней должен быть специальный разъем, из которого нужно вытащить аккуратно микроконтроллер

Важно делать все действия внимательно, чтобы не погнуть ножки процессора

Проводами нужно подключить arduino pro mini к разъему. Как подключить контакты – RX-RX, TX-TX, GND-GND, 5V-VCC, RST-RST. 

После подключения можно начать стандартную загрузку скетча через Arduino IDE.

Прошивка через SPI интерфейс

Этот способ является самым неудобным и трудоемким. Прошивание платы производится в 2 этапа:

Прошивка микроконтроллера Ардуино Уно как ISP программатора; 

Настройка среды разработки и загрузка кода в Arduino Pro Mini.  

Алгоритм проведения первого этапа:

  • Запуск среды разработки Arduino IDE;
  • Открытие «Файл» – «Примеры» – «11. ArduinoISP» – «ArduinoISP»;
  • Далее «Инструменты» – «Плата» – «Ардуино уно»;
  • «Инструменты» – «Порт», и выбирается нужный номер COM порта;
  • Далее нужно произвести компиляцию и загрузить код в Ардуино Уно.

Затем обе платы нужно соединить проводниками по приведенной схеме: 5V – VCC, GND – GND, MOSI (11) – MOSI (11), MISO (12) – MISO (12), SCK (13) – SCK (13).

Теперь нужно настроить Arduino IDE для Arduino Pro Mini. Это делается следующим образом:

«Инструменты» – «Плата» – выбор нужной платы Arduino Pro Mini; 

  • В том же меню выбирается «Процессор» – выбор соответствующего процессора с нужной тактовой частотой;
  • Затем нужно установить порт, к которому подключена плата;
  • «Инструменты» – «Программатор» – Arduino as ISP;
  • Затем нужно загрузить скетч через программатор.

Важно отметить, что загрузка кода должна происходить через специальное меню «загрузить через программатор». Здесь можно запутаться, потому такой способ и неудобен

Загрузка обычным способом приведет  тому, что код зальется в Ардуино Уно. 

После проведенной загрузки перепрошить микроконтроллер через переходник больше не получится. Придется заливать новый bootloader через «записать загрузчик». 

Если при каком-либо виде загрузки прошивки возникают проблемы, нужно проверить подключение платы. 

Установка программного обеспечения Atmel FLIP

На плате Arduino есть два микроконтроллера — ATMEGA328P (328P) и ATMEGA16U2 (16U2). Вы можете обновить прошивку 16U2, сделав его программатором AVRISP MKII, а затем использовать Atmel Studio для прошивки 328P.

Я пробовал разные варианты, но возникали разные проблемы. Многие рекомендации плохо работали в моем случае особенно в части перепрошивки загрузчика через ПО Arduino.

Переда началом прошивки Ардуино потребуется программное обеспечение Atmel (Microchip) FLIP для обновления прошивки внутри 16U2.

Скачиваем Flip с сайта Microchip — отсюда. Устанавливаем. Не должно возникнуть никаких проблем, просто следуйте инструкциям мастера установки.

Возьмите плату Arduino, отсоедините питание и USB. Замкните на ICSP1 пины 5-6 (16U2 RESET будет в низком состоянии).

Распиновка ICSP1

Выглядеть это будет так:

Далее подключите Arduino к USB. Разъедините пины на ICSP1 (5-6). В этот момент 16U2 переходит в режим DFU. Новое устройство USB должно быть распознано.

Если драйвер не устанавливается автоматически, установите его из: C:\Program Files\AtmelFlip3.4.7usb»

Перейдите в Диспетчер устройств: Win + Pause -> Оборудование -> Диспетчер устройств. Проверьте, правильно ли установлен драйвер. Он будет расположен под USB-устройствами Atmel -> ATmega16U2.

Инженер-конструктор-схемотехник (разработка УНЧ для трансляционных усилителей)

Подсоедините новый выключатель

Сложная, на первый взгляд, задача довольно проста и состоит в правильном подключении проводов согласно схеме. Для одноклавишных, многоклавишных и проходных выключателей есть различия, но принцип один.

Нужно подсоединить фазный провод, который мы помечали в пятом пункте, к соответствующему контакту выключателя. Обычно он обозначается буквой L, реже цифрой 1 или символом стрелки, направленной внутрь механизма.

Уходящие фазы или, как их ещё называют, управляющие провода подключаются к остальным контактам. Их обозначают символами L1, L2, L3 или просто 1, 2, 3. В некоторых случаях в качестве маркировки используются стрелки, направленные наружу из выключателя.

Чаще всего приходящая и уходящие фазы располагаются на противоположных сторонах прибора. Однако встречается конструкция, когда все контакты находятся с одной стороны.

Как подсоединить выключатель с одной клавишей


Схема подключения одноклавишного выключателя

Вставьте зачищенные жилы провода в зажимы контактов

На одноклавишном выключателе они могут быть не промаркированы, поскольку здесь это не важно.
Хорошо затяните прижимные винты для надёжной фиксации и качественного контакта.

Как подсоединить выключатель с несколькими клавишами

  • Вставьте приходящий фазный провод, который мы пометили в пятом пункте, в зажим с маркировкой L.
  • Вставьте остальные жилы в оставшиеся зажимы с метками L1, L2, L3 (1, 2, 3 или уходящими стрелками).
  • Крепко затяните прижимные винты, чтобы надёжно зафиксировать провода.

Как подсоединить проходной выключатель


Схема подключения проходного выключателя

  • Установите помеченный в пятом пункте фазный провод в зажим с меткой L или входящей стрелкой.
  • Вставьте остальные жилы в зажимы с символами выходящих стрелок или цифрами 1 и 2.
  • Затяните все прижимные винты отвёрткой для надёжной фиксации.
  • Повторите процедуру для второго выключателя.

Прошивка AVRISP MKII в Arduino ATmega16U2

Мы готовы перепрошить прошивку в 16U2.

Скачайте hex файл AVRISP MKII отсюда.  Отключите Arduino от USB-кабеля и питания. Замкните контакты 5-6 ICSP1. Подключите Arduino к USB. Разомкните выводы ICSP1 5-6.

Запустите программное обеспечение FLIP: Пуск -> Все программы -> Flip. Зайдите в: Настройки -> Связь -> USB. Нажмите «Открыть».

Перейдите в: Файл -> Загрузить файл HEX. Далее выберите LUFA-BOTH-AVRISP-MKII.hex и нажмите «Выполнить».

ATMEGA16U2 теперь AVRISP MKII и работает в режиме Atmel Studio. Arduino AVRISP MKII может работать в двух режимах: Atmel Studio или Avrdude. Ниже я буду говорить только о режиме Atmel Studio, так как у меня было много проблем с режимом Avrdude.

Изготовление теплоаккумулятора

Программирование Arduino Uno с помощью PlatformIO

Мы рассмотрим программирование платы Arduino Uno с помощью PlatformIO на примере простой программы мигания светодиодом. Для этого выполните следующую последовательность шагов.

Выберите в PlatformIO вкладку “New Project” (новый проект) из меню быстрого доступа.

Дайте имя проекту (в нашем случае мы назвали его ‘Blink’). Выберите тип платы, с которой будете работать – в нашем случае это Arduino Uno. Поскольку мы собираемся работать во фреймворке Arduino, то в поле фреймворк (framework) необходимо выбрать Arduino. После заполнения всех полей нажмите Finish.

Подождите некоторое время пока ваш новый проект создастся и “подтянет” к себе необходимые ресурсы и расширения.

Когда проект успешно создастся вы увидите всплывающее сообщение “Project has been successfully initialized” как показано на следующем рисунке.

Чтобы открыть созданный проект пролистайте вниз Home Menu (главное меню) PlatformIO и вы увидите список всех созданных проектов. В правой стороне напротив интересующего вас проекта нажмите ссылку ‘Open’ чтобы перейти к редактированию проекта.

Когда проект будет открыт первоначально он будет отображаться как скрытый, но не беспокойтесь, PlatformIO имеет весьма продвинутые опции для работы с файлами, поэтому вы без труда найдете все файлы проекта. Просто идите в левый верхний угол и нажмите там ‘Untitled (Workplace)’. Когда вы нажмете эту ссылку, все файлы проекта появятся в выпадающем меню. Чтобы открыть окно редактирования кода, выберите в выпавшем списке ‘src’ и затем ‘main.cpp’. Окно редактора кода появится в главном экране (Home Screen) с открытием новой вкладки (Tab). После этого вы сможете писать/редактировать код вашей программы.

Напишите код программы для простого мигания светодиодом в плате Arduino Uno. Следует отметить, что PlatformIO по умолчанию не имеет прямого доступа к библиотекам Arduino, поэтому для написания даже самой простой программы (не требующей никаких библиотек) всегда добавляйте строку “#include <Arduino.h>” в самом начале программы.

Следующим шагом будет компиляция и загрузка кода программы в плату Arduino Uno. PlatformIO изначально выбирает тот COM порт, который стоит в системе по умолчанию. Но если это не тот COM порт, который вам нужен, то его можно изменить – это будет объяснено далее в статье. PlatformIO имеет такие функции для работы с кодом программы как Build, Upload, Upload to Remote Device (загрузка в удаленное устройство), Clean, Test, Run Task, Serial Monitor, New Terminal. Все эти функции доступны в левом нижнем углу редактора как показано на следующем рисунке. Когда вы будете наводить мышкой на иконки этих функций, то будет показываться их описание.

Чтобы скомпилировать скетч нажмите на ‘Build’, а чтобы загрузить его в плату Arduino – нажмите на ‘Upload’. Когда загрузка кода в плату будет закончена вы сможете увидеть время, которое потребовалось для загрузки кода, и другие параметры загрузки. Также появится сообщение “Success” (успех). Когда загрузка кода программы в плату будет закончена вы сможете увидеть результат работы программы.

Чтобы выбрать или изменить COM порт, перейдите на главный экран (Home Screen) PlatformIO, выберите там пункт меню Devices (устройства) как показано на следующем рисунке. После этого вы увидите все доступные (подключенные) устройства. Выберите нужный вам COM порт.

Где купить Arduino Uno

Минимальные цены на платы UNO можно найти в китайских электронных магазинах. Если у вас есть несколько недель на ожидание, вы можете существенно сэкономить, купив дешево (в районе 200-300 рублей) с бесплатной доставкой. Причем можно найти как самые простые варианты, так и официальные или “почти оригинальные” платы на базе оригинального микроконтроллера. Еще одна группа товаров – необычные платы со встроенными WiFi (на базе ESP8266 или ESP32), дополнительными разъемами для более удобного подключения периферии. Вот некоторые варианты, которые можно купить у проверенных поставщиков на Алиэкспрессе:

Если вы интересуетесь наборами Ардуино, то более подробный обзор доступных вариантов вы можете найти на нашем сайте.

Компиляция Optiboot для работы на частотах 8МГц и 1МГц

Исходные файлы Optiboot входят в состав IDE Ардуино и находятся в каталоге Arduino_dir\hardware\arduino\avr\bootloaders\optiboot\. Там же расположен батник omake.bat для сборки загрузчика. Вот только для его сборки в составе IDE Ардуино (начиная с версий 1.5.x) не хватает утилиты make.exe. Наиболее простое решение — это скопировать ее из старой версии. Для этого:

  1. скачайте IDE версии 1.0.6;
  2. распакуйте архив и перейдите каталог \arduino-1.0.6\hardware\;
  3. скопируйте или переместите каталог tools в Arduino_dir\hardware\arduino\ вашей рабочей IDE;
  4. IDE 1.0.6 больше не нужна, ее можно удалить.

Перейдите в каталог optiboot и откройте файл Makefile в Блокноте. В нем нужно найти секцию для atmega328:

Между ней и началом следующей секции для Sanguino вставляем код:

atmega328_8: TARGET = atmega328

atmega328_8: MCU_TARGET = atmega328p

atmega328_8: CFLAGS += ‘-DLED_START_FLASHES=3’ ‘-DBAUD_RATE=57600’

atmega328_8: AVR_FREQ = 8000000L

atmega328_8: LDSECTIONS  = -Wl,—section-start=.text=0x7e00 -Wl,—section-start=.version=0x7ffe

atmega328_8: $(PROGRAM)_atmega328_8.hex

atmega328_8: $(PROGRAM)_atmega328_8.lst

atmega328_1: TARGET = atmega328

atmega328_1: MCU_TARGET = atmega328p

atmega328_1: CFLAGS += ‘-DLED_START_FLASHES=3’ ‘-DBAUD_RATE=4800’

atmega328_1: AVR_FREQ = 1000000L

atmega328_1: LDSECTIONS  = -Wl,—section-start=.text=0x7e00 -Wl,—section-start=.version=0x7ffe

atmega328_1: $(PROGRAM)_atmega328_1.hex

atmega328_1: $(PROGRAM)_atmega328_1.lst

Это копии секции atmega328. От исходной они отличаются частотой микроконтроллера и скоростью загрузки скетчей. Эти значения соответствуют указанным нами ранее в файле boards.txt. Думаю, можно указать и большую скорость загрузки, но я не экспериментировал с этим. Однозначно, при слишком высокой скорости ошибки будут неизбежны, поэтому с уменьшением частоты микроконтроллера я уменьшаю и скорость загрузки.

Некоторое железо

  • GyverStepper – высокопроизводительная библиотека для управления шаговым мотором
  • AccelStepper – более интересная и качественная замена стандартной библиотеке Stepper для контроля шаговых моторчиков. Скачать можно со страницы разработчика, или вот прямая ссылка на архив.
  • AccelMotor – моя библиотека для управления мотором с энкодером (превращает обычный мотор в “шаговый” или сервомотор)
  • ServoSmooth – моё дополнение к стандартной библиотеке Servo, позволяющее управлять сервоприводом с настройкой максимальной скорости движения и разгона/торможения (как в AccelStepper, только для серво). Must have любого любителя серво манипуляторов!
  • CapacitiveSensor – библиотека для создания сенсорных кнопок (из пары компонентов рассыпухи). Описание
  • ADCTouchSensor – ещё одна версия библиотеки для создания сенсорных кнопок. Есть ещё одна, так, на всякий случай
  • TouchWheel – библиотека для создания сенсорных слайдеров и колец
  • Buzz – детектор присутствия на основе всего лишь одного провода! (измеряет ЭМ волны)
  • Bounce – библиотека антидребезга для кнопок и всего такого. Сомнительная полезность, но почитайте описание
  • oneButton – библиотека для расширенной работы с кнопкой. На мой взгляд неудобная
  • GyverButton – моя библиотека для расширенной работы с кнопкой. Очень много возможностей!
  • AdaEncoder – библиотека для работы с энкодерами
  • GyverEncoder – моя библиотека для энкодеров с кучей возможностей, поддерживает разные типы энкодеров
  • RTCLib – лёгкая библиотека, поддерживающая большинство RTC модулей
  • OV7670 – библиотека для работы с камерой на OV7670
  • IRremote – базовая библиотека для работы с ИК пультами и излучателями
  • IRLib – более расширенная версия для работы с ИК устройствами
  • IRLremote – самая чёткая библиотека для ИК пультов, работает через прерывания. 100% отработка пульта
  • keySweeper – почти готовый проект для перехвата нажатий с беспроводных клавиатур
  • USB_Host_Shield – позволяет Ардуине работать с геймпадами (PS, XBOX) и другими USB устройствами
  • Brain – библиотека для работы с NeuroSky ЭЭГ модулями
  • TinyGPS – шустрая библиотека для работы с GPS модулями
  • GyverRGB – моя библиотека для работы с RGB светодиодами и лентами
  • FadeLED – библиотека для плавного (ШИМ) мигания светодиодами с разными периодами
  • CurrentTransformer – измерение силы тока при помощи трансформатора (катушки) на проводе. Читай: токовые клещи
  • LiquidCrystal-I2C – библиотека для LCD дисплеев с I2C контроллером. Разработчик – fdebrabander
  • LiquidCrystal-I2C – библиотека для LCD дисплеев с I2C контроллером. Разработчик – johnrickman. Предыдущая вроде бы лучше
  • LiquidTWI2 – быстрая библиотека для LCD дисплеев на контроллерах MCP23008 или MCP23017
  • LCD_1602_RUS – библиотека русского шрифта для LCD дисплеев
  • LCD_1602_RUS_ALL – новая версия предыдущей библиотеки с поддержкой украинского языка
  • u8glib – библиотека для работы с монохромными LCD и OLED дисплеями
  • ucglib – библиотека для работы с цветными LCD и OLED дисплеями
  • Adafruit_SSD1306 – ещё одна библиотека для OLED дисплеев
  • Adafruit-GFX-Library – дополнение для adafruit библиотек дисплеев, позволяет выводить графику
  • SSD1306Ascii – самодостаточная и очень лёгкая библиотека для вывода текста на OLEDы
  • NeoPixelBus – библиотека для работы с адресной светодиодной лентой, адаптированная под esp8266 (NodeMCU, Wemos и др.). 
  • microLED – лёгкая и простая библиотека для работы с адресной лентой
  • – лёгкая библиотека для отправки любых данных через радио модули 433 МГц
  • rc-switch – библиотека для работы с радио модулями 433 МГц и разными протоколами связи

Простейшая схема программирования (и проверки работы)

Ниже приведен список комплектующих, необходимых для преобразования схемы прошивки загрузчика в простейшую схему программирования и проверки работоспособности.

Список комплектующих
Обозначение Описание
R2 Резистор 470 Ом, 0,25 Вт
C4 Конденсатор, керамический, 0,1 мкФ, 50 В
LED1 Светодиод, T1 3/4, желтый
нет Конвертер USB–TTL с выводом DTR

Преобразовать схему прошивки загрузчика AT328P-PU в простейшую схему программирования и проверки работоспособности довольно просто. Ниже приведены принципиальная схема и фотография макета.

  1. Удалите все шесть перемычек между Arduino Uno и схемой прошивки программатора.
  2. Подключите R2 и LED1 между землей и выводом 19 микроконтроллера AT328P-PU.
  3. Подключите выводы 1, 3, 4 и 5 от USB-TTL конвертера к AT328P-PU, как показано ниже. Вывод 2 не используется.
  4. Подключите вывод 6 через конденсатор C4 (0,1 мкФ) к выводу 1 AT328P-PU. (C4 обеспечивает, чтобы сигнал DTR от преобразователя USB-TTL выдавал кратковременный сигнал сброса, а не тот сигнал, который остается на низком логическом уровне в течение длительного периода времени.)

Простейшая схема программирования AT328P-PUМакет простейшей схемы программирования AT328P-PU

Краткие характеристики

Версия Arduino Nano 2.3 Arduino Nano 3.0
Микроконтроллер ATmega168 ATmega328
Рабочее напряжение (логическая уровень) 5 В
Входное напряжение (рекомендуемое) 7-12 В
Входное напряжение (предельное) 6-20 В
Цифровые Входы/Выходы 14 (6 из которых могут использоваться как выходы ШИМ)
Аналоговые входы 8
Постоянный ток через вход/выход 40 мА
Флеш-память 16 Кб (ATmega168) при этом 2 Кб используются для загрузчика 32 Кб (ATmega328) при этом 2 Кб используются для загрузчика
ОЗУ 1 Кб (ATmega168) 2 Кб (ATmega328)
EEPROM 512 байт (ATmega168) 1 Кб (ATmega328)
Тактовая частота 16 МГц
Размеры 1.85 см x 4.2 см

7Загрузка скетчав память Ардуино

Теперь можно загрузить программу в память платы. Подключите плату к компьютеру, подождите несколько секунд, пока происходит инициализация платы. Нажмите кнопку Загрузить, и Ваш скетч запишется в память платы Arduino. Светодиод должен начать весело подмигивать вам с периодичностью 2 секунды (1 секунду горит, 1 выключен). Ниже приведён код нашей первой программы для Ардуино.

void setup() { // блок инициализации
    pinMode(13, OUTPUT); // задаём пин 13 в качестве выхода.
}

void loop() { // цикл, который повторяется бесконечно, пока включена плата:
    digitalWrite(13, HIGH);   // подаём на 13 вывод высокий уровень - зажигаем светодиод
    delay(1000);                  // на 1000 мсек = 1 сек.
    digitalWrite(13, LOW);    // подаём на 13 вывод низкий уровень - гасим светодиод
    delay(1000);                  // на 1 сек.
}   // далее цикл повторяется

Почитайте комментарии в тексте программы – их достаточно чтобы разобраться с нашим первым экспериментом. Сначала описываем блок инициализации setup(), в котором задаём начальные значения переменных и функции выводов Arduino. Далее следует бесконечный цикл loop(), который повторяется снова и снова, пока на плату подаётся питание. В этом цикле мы выполняем все необходимые действия. В данном случае – зажигаем и гасим светодиод. Оператор delay() задаёт длительность выполнения (в миллисекундах) предшествующего оператора. Оператор digitalWrite() указывает Ардуино, на какой вывод подать напряжение, и какой именно уровень напряжения.Ваш первый скетч готов!

Полезный совет

В сети есть множество сайтов, посвящённых работе с платами семейства Arduino. Читайте, осваивайте, не бойтесь экспериментировать и познавать новое! Это увлекательное и полезное занятие, которое принесёт вам много удовольствия.

Обратите внимание

Будьте внимательны при работе с платой Arduino – это электронное изделие, которое требует бережного отношения. Снизу платы есть оголённые проводники, и если Вы положите плату на токопроводящую поверхность, есть вероятность сжечь плату. Также не трогайте плату влажными или мокрыми руками и избегайте при работе сырых помещений.

Работа с данными, фильтры

  • FFT – быстрое преобразование Фурье (раскладывание звука в спектр)
  • fix_FFT – говорят пофикшенная библиотека FFT
  • FHT – быстрое преобразование Хартли (как Фурье, только ещё быстрее)
  • GyverFilters – несколько очень эффективных фильтров данных (бегущее среднее, медиана, упрощённый одномерный Калман, AB фильтр
  • TinyEKF – быстрый облегчённый вариант фильтра Калмана
  • filtering-library – несколько фильтров данных
  • Gaussian – фильтр Гаусса
  • aJson – работа с данными в формате JSON. Есть ещё Arduino JSON библиотека, и парсер потока JSON данных
  • PID – самая известная библиотека ПИД регулятора. Для неё есть дополнение – автонастройка (автотюн) параметров регулятора
  • GyverPID – моя версия PID регулятора, на мой взгляд более компактная и удобная в использовании
  • GyverRelay – библиотека релейного регулятора с гистерезисом и обратной связью по производной
  • CryptoSuite – несколько примеров шифрования данных известными шифрами
  • AESlib – библиотека для работы с AES шифрованием
  • LinkedList – работа с типом данных “связанный список”, читайте на Хабре
  • FixedPointsArduino – работа с типом данных “с фиксированной точкой” (десятичные дроби, но быстрее вычисляются)
Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий