Arduino Due là gì

Arduino Due là gì

Arduino Due là một bo vi điều khiển chủ yếu dựa trên Atmel SAM3X8E (vi điều khiển ARM 32-Bit). Nó là một module lớn so với Arduino Nano hoặc Arduino Uno và có nhiều chân và không gian bộ nhớ hơn.

Nó chứa 54 chân kỹ thuật số có thể hoạt động theo cả hai cách: đầu vào hoặc đầu ra. Trong số các chân kỹ thuật số này, 12 chân có thể được sử dụng để tạo ra các đầu ra PWM.

Module này chứa tất cả mọi thứ cần thiết cho dự án tự động hóa bao gồm 12 đầu vào analog và 4 module nối tiếp UART.

Module này đi kèm với tần số xung nhịp khoảng 84 MHz. Bộ dao động tuyệt vời này sẽ giúp tốc độ xử lý tăng vọt.

Có hai cổng USB trong đó một cổng được sử dụng làm cổng USB lập trình trong khi cổng còn lại là cổng USB gốc. Phần bên dưới sẽ làm rõ sự khác biệt giữa 2 cổng này.

Hầu hết các bo mạch Arduino đều chạy ở 5 V nhưng module này là một ngoại lệ vì nó hoạt động ở 3,3V. Các chân kết hợp trên bo mạch không thể chịu được điện áp cao hơn mức này và có thể ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất của bo mạch cũng như làm cho các chân vô hiệu.

JTAG được thêm trên bo mạch chủ yếu được sử dụng để kiểm tra kết nối vật lý giữa các chân trên bo mạch.

Arduino Due có thể được lập trình bằng phần mềm Arduino IDE, tương thích với tất cả các bo mạch Arduino và có thể hoạt động theo cả hai cách: trực tuyến và ngoại tuyến.

Module này kết hợp 2 DAC (kỹ thuật số sang analog), 2 TWI, giắc cắm nguồn (bạn có thể cấp nguồn thiết bị bằng cách kết nối thiết bị với máy tính thông qua cáp USB hoặc sử dụng giắc cắm nguồn này), nút reset header SPI, nút xóa và nút reset. Một loạt các chức năng, giúp bạn thực hiện công việc dễ dàng.

Do ràng buộc về điện áp, Arduino shield hoạt động ở 5V không tương thích với module Due. Tuy nhiên, các shield đi kèm với layout Arduino R3 vẫn hoạt động hiệu quả bao gồm WiFi Arduino shield và Ethernet shield vì chúng hoạt động ở 3,3V.

Đặc tính Arduino Due

Chúng ta đã có một cái nhìn tổng quan ngắn gọn về thiết bị này. Dưới đây Điện Tử Tương Lai đã tổng hợp các tính năng chính của Arduino Due

Bộ vi điều khiển Atmel SAM3X8E ARM Cortex-M3

CPU 32-bit

Chân I / O kỹ thuật số 54

Đầu ra PWM 12

Đầu vào analog 12

Bộ nhớ Flash (Bộ nhớ chương trình) 512 KB

SRAM 96 KB (64 KB và 32 KB)

Điện áp hoạt động 3.3V

Điện áp đầu vào 7-12 V

Bộ dao động lên đến 84 MHz

Phần mềm được sử dụng hần mềm Arduino (IDE)

Nút reset 1

Nút xóa 1

DAC (Bộ chuyển đổi kỹ thuật số sang analog) 2

UART (Giao tiếp nối tiếp) 4

Giao tiếp SPI Có

TWI (Giao tiếp I2C) 2

Khả năng tương thích với Arduino Shield Có (hoạt động ở 3.3V)

USB (2) USB lập trình (1) USB gốc (1)

Jack nguồn 1

Header JTAG 1

Dòng điện một chiều cho 3,3V 800mA

Tổng dòng điện đầu ra DC trên tất cả các đường I / O 130mA

Sơ đồ chân Arduino Due

Trong phần này, chúng ta sẽ tìm hiểu sơ đồ chân của Arduino Due qua hình bên dưới:

Có thể nó khá choáng ngợp và khó hiểu lúc đầu, nhưng bạn đừng lo, Điện Tử Tương Lai đã chia nhỏ ra trong phần mô tả chân.

Mô tả chân của Arduino Due

Chức năng được liên kết với mỗi chân sẽ giúp bạn hiểu mục đích của từng chân trong dự án liên quan mà chúng có thể được sử dụng. Bảng dưới đây là mô tả của từng chân.

Chân I/O kỹ thuật số	54	Có 54 chân I / O kỹ thuật số, trong đó 12 chân có thể được sử dụng làm đầu ra PWM.
Chân analog	A0 đến A11	Các chân này được sử dụng làm chân analog trên bo, có tổng cộng 12 chân
Bộ chuyển đổi kỹ thuật số sang analog	DAC0, DAC1	Hai bộ chuyển đổi kỹ thuật số sang anaog với độ phân giải 12bit
Nút xóa	1	Xóa thông tin bằng cách giữ nút này
Nút reset	1	Reset bo
Ngắt ngoài	Chân I/O kỹ thuật số	Tất cả 54 chân có thể được sử dụng để tạo ngắt bên ngoài
UART	4	Bo mạch đi kèm với 4 cặp chân nối tiếp TX và RX để thiết lập giao tiếp nối tiếp. Các chân này bao gồm (A9, A8), (D4, D5), (A13, A12), (A11, A10)
SPI	Giao tiếp ngoại vi nối tiếp	(MOSI, MISO, SCK, RESET) chân được sử dụng (A26, A25, A27, Reset)
TWI	Giao diện hai dây 2 module	Có hai giao tiếp I2C được tích hợp trên bo với các chân tại A18, A17, B13, B12
Giao diện CAN	2	Giao diện CAN (Mạng Vùng Bộ điều khiển) được sử dụng để giao tiếp giữa các bộ điều khiển
Nguồn điện	+ 5V, + 3.3V, GND và Vin	+ 5V- Kết nối với 5V + 3.3V (Điện áp hoạt động) Vin- Điện áp đầu vào-Kết nối với + 7V đến + 12V (khuyến nghị) GND-Được kết nối với mặt đất

Chân I/O kỹ thuật số

Arduino Due đi kèm với bốn cổng có tên PORTA, PORTB, PORTC và PORTD. Có 54 chân I / O kỹ thuật số.

Chân analog

Có 12 chân analog trên bo mạch. Chúng là một phần của PORTA và PORTB

Cổng USB và giắc cắm nguồn

Có hai cổng USB có sẵn trên bo mạch, trong đó một cổng là cổng USB lập trình và cổng còn lại là cổng USB gốc. Cả hai cổng này đều có thể được sử dụng cho mục đích lập trình, tuy nhiên, cổng gốc cũng hoạt động như một USB host cho các thiết bị ngoại vi được kết nối như bàn phím và điện thoại thông minh. Có một giắc cắm nguồn trên bo mạch để cấp nguồn cho thiết bị.

UART

Có bốn kênh UART được thêm vào trên bo. Chúng được sử dụng để giao tiếp nối tiếp với các thiết bị bên ngoài, TX là chân truyền nối tiếp còn RX là chân nhận nối tiếp.

TWI

Có hai module TWI (Giao diện hai dây) được tích hợp trên bo mạch, còn được gọi là giao thức I2C và được sử dụng để thiết lập giao tiếp giữa các thiết bị tốc độ thấp như bộ chuyển đổi ADC và DAC và bộ vi điều khiển. Đây là giao tiếp hai dây và đi kèm với hai đường: Serial Clock (SCL) và Serial Data (SDA). Đường thứ nhất là tín hiệu xung nhịp được sử dụng để đồng bộ hóa việc truyền dữ liệu giữa các thiết bị, còn đường thứ hai được sử dụng để giữ dữ liệu mong muốn.

Đầu ra PWM

Trong số 54 chân kỹ thuật số, 12 chân được sử dụng cho đầu ra PWM.

JTAG header

JTAG header là một bổ sung đáng chú ý trong bo mạch mà hầu hết các bo mạch thiếu. Đây là một giao diện phần cứng phổ biến thiết lập một con đường giao tiếp trực tiếp với các chip bên ngoài trên một bo mạch. JTAG header có mục đích kiểm tra các kết nối vật lý giữa các chân trên chip. Nó đi kèm với bốn chân được gọi là TCK, TMS, TDI và TDO.

Nút reset và xóa

Có một nút reset và một nút xóa được thêm vào thiết bị. Nút reset được sử dụng để reset bộ điều khiển còn nút xóa được sử dụng để xóa thông tin được lưu trữ trên bo.

Nguồn điện

Có 4 nguồn điện là 5V, 3.3V, Vin và Ground. 3.3V là điện áp hoạt động của mỗi chân trong khi Vin là điện áp đầu vào với dải điện áp khuyến nghị từ 7V đến 12V. Bạn có thể cấp nguồn cho bộ điều khiển bằng Vin hoặc 5V.

Lập trình và giao tiếp

Hầu hết tất cả các Bo mạch Arduino đều có thể được lập trình bằng Phần mềm Arduino có tên là IDE. Nó rất dễ sử dụng và một người bình thường không biết về kỹ thuật có thể tìm hiểu phần mềm mà không gặp nhiều khó khăn. Chỉ cần tải xuống phần mềm và chọn bo mạch bạn muốn. Không cần ghi mã bên ngoài để ghi mã vào bộ điều khiển. Phần mềm Arduino hoạt động hoàn hảo với các hệ điều hành phổ biến như Windows, Linux hoặc MAC.

Module này đi kèm với một loạt các giao thức giao tiếp để giao tiếp với các thiết bị bên ngoài. UART hữu ích để thiết lập giao tiếp nối tiếp. Có bốn module giúp bạn linh hoạt trong việc thiết lập giao tiếp nối tiếp với nhiều thiết bị. Thư viện nối tiếp trong phần mềm chủ yếu được sử dụng để giao tiếp nối tiếp giữa bo mạch và thiết bị bên ngoài.

Serial Monitor là một bổ sung đáng chú ý trong phần mềm Arduino, chủ yếu được sử dụng để truyền dữ liệu văn bản đến bo hoặc từ bo truyền đi.

Các chân TX và RX kết hợp một đèn LED trên mỗi chân nhấp nháy khi dữ liệu được truyền.

TWI cũng được bao gồm trong thiết bị đi kèm với hai đường SDA và SCL. Có hai kênh TWI có sẵn trên bo mạch. Arduino Software Wire Libary được sử dụng để truy cập bus TWI.

Arduino Due đi kèm với một giao diện ngoại vi nối tiếp (SPI) đóng một vai trò quan trọng trong giao tiếp giữa vi điều khiển và các thiết bị ngoại vi khác như thanh ghi dịch chuyển và cảm biến. Có hai chân được sử dụng cho giao tiếp SPI là MOSI (Master Output Slave Input) và MISO (Master Input Slave Output). MOSI được sử dụng để nhận dữ liệu còn MISO giúp gửi dữ liệu bằng bộ vi điều khiển.

Ứng dụng Arduino Due

Arduino Due hơi cồng kềnh, chiếm không gian lớn và được sử dụng trong nhiều ứng dụng cần tốc độ xử lý nhanh. Dưới đây là các ứng dụng chính: