Arduino Leonardo là gì

Trong bài viết này Điện Tử Tương Lai sẽ giới thiệu chi tiết về Arduino Leonardo. Nó là một bo vi điều khiển dựa trên ATmega32U4 với 23 chân đầu vào / đầu ra kỹ thuật số. Nó được phát triển bởi Arduino.cc, nhằm mục đích cung cấp giao diện dễ sử dụng với khả năng thực hiện một số chức năng trên một chip duy nhất. Arduino Leonardo kết hợp mọi thứ cần thiết để thúc đẩy quá trình tự động hóa trong project liên quan. Chỉ cần kết nối thiết bị này với cáp USB hoặc cấp nguồn cho thiết bị bằng bộ chuyển đổi DC là đã có thể hoạt động. Chúng ta hãy cùng đi sâu vào và tìm hiểu về tính chất của module nhỏ bé này.

Arduino Leonardo là gì

Arduino Leonardo là một bo mạch vi điều khiển được phát triển bởi Arduino.cc. Nó dựa trên ATmega32U4 và đi kèm với 23 chân đầu vào / đầu ra kỹ thuật số đủ để kết nối với các thiết bị bên ngoài.

Bộ vi điều khiển trên bo mạch kết hợp giao tiếp USB tích hợp, giúp bạn không phải sử dụng bộ xử lý thứ cấp. Giao tiếp USB giúp Leonardo ngụy trang dưới hình thức chuột hoặc bàn phím khi nó được kết nối với máy tính.

Module này hỗ trợ bộ dao động tinh thể với tần số lên đến 16 MHz, đủ để tạo ra các xung clock với tốc độ phù hợp cần thiết để đồng bộ hóa tất cả các hoạt động bên trong.

Header lập trình trong mạch được thêm vào thiết bị giúp bạn linh hoạt trong việc tinh chỉnh mã đã được viết sau khi cài đặt trong project liên quan.

Bo mạch này hỗ trợ giao thức giao tiếp phổ biến như UART, SPI và I2C. UART là một giao thức giao tiếp nối tiếp chủ yếu được sử dụng để truyền và nhận dữ liệu nối tiếp bằng cách sử dụng hai chân gọi là TX và RX.

Trong khi I2C là giao diện hai dây bao gồm hai đường được gọi là SDA và SCL, cái đầu tiên là đường dữ liệu nối tiếp mang dữ liệu và cái thứ hai là đường clock nối tiếp được sử dụng để đồng bộ hóa tất cả các quá trình truyền dữ liệu qua bus I2C.

Giao diện ngoại vi nối tiếp (SPI) là giao thức giao tiếp thứ ba được thêm vào bo mạch, thường được sử dụng để gửi dữ liệu giữa bộ vi điều khiển và các thiết bị ngoại vi nhỏ như cảm biến, thanh ghi dịch chuyển và thẻ SD sử dụng clock và đường dữ liệu riêng biệt, được xếp lớp với một đường chọn để chọn thiết bị cho giao tiếp.

Các tính năng của Arduino Leonardo

Nếu bạn đặt mục tiêu làm việc cho project của mình, bạn phải biết các tính năng chung mà thiết bị này có để tránh bất kỳ rắc rối nào trong tương lai, giúp bạn có ý tưởng rõ ràng nếu định mức của thiết bị phù hợp với project của bạn. Dưới đây là các tính năng chính của Arduino Leonardo.

Vi điều khiển: ATmega32U4

CPU: 8-bit

Chân I / O kỹ thuật số: 23

Đầu ra PWM: 7

Đầu vào analog: 12

Bộ nhớ Flash (Bộ nhớ chương trình): 32 KB (Trong đó 4 KB được bộ nạp khởi động sử dụng)

SRAM: 2,5 KB

EEPROM: 1 KB

Điện áp đầu vào: 7-12 V

Điện áp hoạt động: 5 V

Bộ dao động: lên đến 16 MHz

Phần mềm được sử dụng: Phần mềm Arduino (IDE)

Nút Reset: Có

ICSP Header: Có

Cổng USB: 1

UART (Giao tiếp nối tiếp): Có

Sơ đồ chân Arduino Leonardo

Hình dưới đây là sơ đồ chân của Arduino Leonardo.

Jack cắm USB, jack cắm nguồn và nút Reset khá thẳng hàng với nhau và được đặt trên một mặt của bo mạch. Tuy nhiên, tất cả các linh kiện và chân cắm trên bo mạch đều được thiết kế theo khuôn mẫu thông thường, tạo ra một giao diện nhỏ gọn và đối xứng.

Mô tả chân Arduino Leonardo

Trong phần này, chúng ta sẽ chia nhỏ sơ đồ chân của bo và mô tả dưới dạng mô tả chân của bo.

Chân analog

Có 12 chân analog được thêm vào trên bo mạch. Theo bản chất của các chân này, chúng có thể sử dụng bất kỳ số lượng giá trị nào, không giống như các tín hiệu kỹ thuật số được thiết kế để xử lý chỉ với hai giá trị: CAO và THẤP. 

Đầu ra PWM

Có bảy chân PWM có trên bo. Nếu bạn đặt bo với jack cắm nguồn hướng lên trên, các chân này sẽ xuất hiện ở phía bên phải của bo. PWM là một quá trình để thu được các kết quả analog bằng các phương tiện kỹ thuật số.

Giao thức giao tiếp

Ba giao thức giao tiếp bao gồm SPI, UART và I2C được tích hợp trên bo mạch. Điều quan trọng cần lưu ý là giao tiếp SPI không có sẵn trên các chân I / O kỹ thuật số như các bo mạch khác, thay vào đó, nó nằm trong header ICSP.

Nguồn điện

Các nguồn điện khác nhau cho nhiều mục đích khác nhau. Chủ yếu, bo mạch hoạt động ở 5V trong khi đó 3.3V là điện áp hoạt động của mỗi chân. Vin là điện áp đầu vào nằm trong khoảng từ +7 đến +12 V. Điện áp này đến từ nguồn điện bên ngoài. Có hai chân nối đất trên bo. AREF là điện áp tham chiếu analog, chủ yếu được sử dụng cho các chân analog. IOREF hữu ích để cấp nguồn và phát triển khả năng tương thích giữa bo mạch này và Arduino Shield. Khi Shield được kết nối với chân này, nó làm mòn điện áp I / O do Bo mạch cung cấp. Shield sử dụng chân IOREF sẽ tương thích với cả 3V3 và 5V. 

ICSP Header

ICPS là viết tắt của In-Circuit Serial Programming - Một tính năng được sử dụng để lập trình Arduino với một Arduino khác. ICSP Header được thêm vào giúp kết nối bo mạch với máy tính để tải sketch lên trong trường hợp không có cổng USB.

Lập trình

Arduino.cc đã giới thiệu phần mềm chính thức được gọi là Arduino IDE, để lập trình module Arduino. Phần mềm này hỗ trợ các hệ điều hành phổ biến như Windows, Linux hoặc MAC. Trước khi bạn tải xuống phần mềm này, hãy đảm bảo phiên bản phần mềm được yêu cầu tương thích với hệ thống của bạn, tức là nếu bạn muốn tải xuống phiên bản App, bạn phải cài đặt Windows 10 trong hệ thống của mình vì phiên bản App không tương thích với Windows 7 hoặc 8.1.

Bạn có thể sẵn sàng để sử dụng phần mềm sau khi cài đặt. Một số chương trình LED đơn giản đã có sẵn trên phần mềm, cho phép bạn bắt đầu làm việc trên bo một cách linh hoạt.

Không cần ổ ghi bên ngoài để ghi mã bên trong module vì nó đi kèm với bộ nạp khởi động tích hợp. Nếu bạn định chèn một bộ điều khiển mới trên module, bạn cần phải cài đặt lại bộ nạp khởi động bằng phần mềm IDE.

Trình theo dõi nối tiếp được thêm vào phần mềm Arduino, giúp bạn thấy mã hoạt động trong thời gian thực khi bạn xác minh và tải mã lên.

Arduino IDE đi kèm với một tùy chọn biên dịch cho phép bạn xem quá trình biên dịch mã ở cuối màn hình khi bạn tải mã lên. Nó tạo ra tệp hex của mã sau đó được chuyển vào bo.

Sự khác biệt giữa Arduino Leonardo và Arduino Uno

Có một chút khác biệt giữa hai bo này về bộ điều khiển được sử dụng, số lượng chân kỹ thuật số, chân PWM và chân dành riêng cho giao tiếp SPI.

Arduino Uno kết hợp với ATmega328 trong khi Arduino Leonardo đi kèm với ATmega32U4.

Tương tự, Uno có 20 chân I / O kỹ thuật số, trong đó 6 chân là chân đầu vào analog và Leo có 23 chân I / O kỹ thuật số, trong đó 12 chân là chân đầu vào analog.

Có 7 chân đầu ra PWM có sẵn trên Leonardo và 6 chân được thêm vào bo Uno.

Uno đi kèm với giao thức SPI trên các chân I / O kỹ thuật số trong khi Leonardo chứa giao tiếp SPI trên các chân ICSP header

Các project và ứng dụng Arduino Leonardo

Bạn không thể bỏ qua tầm quan trọng của module Arduino nếu bạn đang làm việc trong một project có kết nối từ xa với tự động hóa. Arduino Leonardo đi kèm với một loạt các ứng dụng và kết hợp một số thiết bị ngoại vi, giúp bạn không gặp rắc rối khi phải chi quá nhiều tiền để mua các linh kiện bên ngoài. Sau đây là một số ứng dụng chính Arduino có thể được sử dụng như:

Tự động trong công nghiệp

Hệ thống Y tế và An ninh

Tạo bàn phím không dây

Máy phân phối thuốc tự động

Hệ thống nhúng

Project sinh viên

Bàn di chuột USB

Đồng hồ đo mực nước