Freeduino Through-Hole. Первое знакомство.

Аналог Arduino Diecimila

Введение

Лет 7 назад мне уже приходилось сталкиваться с микроконтроллёрами PIC от компании Microchip. Их приходилось программировать специально собранными программаторами, подключаемыми к последовательному порту компьютера. Программы писались на ассемблере.
Прошло время… Недавно я решил объединить два своих увлечения: программирование и электронику. Тогда я обратил внимание на программируемые микроконтроллёры ATmega фирмы Atmel, а точнее, уже готовые платы Freeduino, которые содержат всю необходимую обвязку чипа и готовы для подключения любых дополнительных устройств. Freeduino — это клоны Arduino, полностью совместимые с ними как программно, так и аппаратно. Поискал в Интернете информацию, зашёл на сайт Freeduino.ru (технические характеристики и некоторая информация взята именно с этого сайта) и сделал заказ:

  • Freeduino Through-Hole Kit (Набор для сборки. Самому паять интереснее.)
  • ATmega328 — микроконтроллер
  • WH1602B — ЖК (LCD) индикатор

Получение и сборка

Ровно через неделю я получил заветную бандероль-коробочку.
Бандеролька
Вот её содержимое:
Содержимое бандерольки. Freeduino, LCD, CD
Ещё раз убедился, что почта России не умеет аккуратно перевозить грузы: коробочка от диска покрылась трещинами. К счастью, всё остальное было целым.
На диске находились приложения для программирования микроконтроллёра, документация, схемы сборки и фотографии собранных устройств. Всё это при необходимости можно скачать в Интернете.
Рассмотрим всё подробнее:

Freeduino Through-Hole Kit
Детали для сборки
Freeduino Through-Hole Kit является аналогом Arduino Diecimila. Его технические характеристики таковы:

  • Микроконтроллер: ATmega168 или ATmega328
  • Интерфейс с ПК: USB
  • Тактовая частота: 16 МГц
  • Питание от USB, либо от внешнего источника, выбор с помощью перемычки

Набор поставляется в виде конструктора для самостоятельной сборки, которую может выполнить любой человек, хоть немного умеющий паять. После сборки устройство не требует настройки и сразу готово к использованию.
В комплект входит:

  • Печатная плата
  • 12 конденсаторов (2 из них электролитические)
  • 7 резисторов
  • 1 диод
  • 4 светодиода
  • 1 самовосстанавливающийся предохранитель
  • кварцевый генератор
  • кнопка (для сброса)
  • 2 штыревых вилки (3×2 и 3×1)
  • 2 штыревых гнезда 6×1
  • 2 штыревых гнезда 8×1
  • гнездо USB
  • гнездо питания
  • разъём питания
  • микроконтроллер ATmega328
  • панелька для микроконтроллёра
  • микросхема FT232RL (USB-COM интерфейс)
  • стабилизатор 7805D2T
  • джампер (переключение источника питания)

Печатная плата довольно толстая и прочная (из-за этого у меня возникли небольшие проблемы при впаивании панельки для чипа. У неё довольно короткие ножки. Рекомендую сразу вставить микросхему в панельку, чтобы при нагреве ножки не проваливались). На неё уже припаяны стабилизатор и микросхема FT232RL.
Плата Freeduino Through-Hole
Обратная сторона:
Плата Freeduino Through-Hole
После сборки всё это выглядит вот так (ICSP разъём я впаивать не стал, мне он пока не нужен):
Freeduino Through-Hole в собранном виде

Микроконтроллер ATmega328
ATmega328
Технические характеристики:

  • Цифровые порты ввода/вывода: 14 портов (из них 6 с ШИМ-сигналом)
  • Аналоговые порты ввода: 6 портов
  • ППЗУ (Flash Memory): 32 К, из них 2 К используются загрузчиком
  • ОЗУ (SRAM): 2 Кбайт
  • ПЗУ (EEPROM): 1024 байт
  • Тактовая частота: до 20 МГц (на Arduino-совместимых платах обычно 16 МГц)

Распиновка чипа и соответствие выводам Freeduino:
atmega168pinmap

LCD дисплей WH1602B-YYK-CTK
LCD-дисплей WH1602B-YYK-CTK
LCD-дисплей WH1602B-YYK-CTK (обратная сторона)
Технические характеристики:

  • Тип: знакосинтезирующий (текстовый)
  • Количество символов: 2 строки по 16 символов
  • Подсветка: светодиодная, желто-зеленая
  • Шрифт: латинский и кириллический
  • Габариты (мм): 80x36x14
  • Область вывода (мм): 56×11
  • Напряжение питания (В): 5
  • Интерфейс: HD44780 совместимый

Запуск

Итак, всё собрано 🙂 Теперь подключаем Freeduino к компьютеру, ставим драйвера, запускаем программу «Arduino» и настраиваем её. Выбираем используемую платформу и микроконтроллер:
boardselect
И порт, к которому подключен девайс:

portselect

Теперь попробуем что-нибудь прошить. Для начала возьмём проект «Blink» (File -> Examples -> Basics -> Blink).

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
/*
  Blink
  Turns on an LED on for one second, then off for one second, repeatedly.
 
  This example code is in the public domain.
 */
 
void setup() {
  // initialize the digital pin as an output.
  // Pin 13 has an LED connected on most Arduino boards:
  pinMode(13, OUTPUT);
}
 
void loop() {
  digitalWrite(13, HIGH);   // set the LED on
  delay(1000);              // wait for a second
  digitalWrite(13, LOW);    // set the LED off
  delay(1000);              // wait for a second
}

Для прошивки необходимо нажать кнопку «Upload». При этом микроконтроллер будет перезагружен, прошит и снова перезагружен. Если всё собрано правильно, то по окончании этого процесса начнёт мигать красный светодиод, который подключен к 13 выводу Freeduino.
Теперь подключим LCD дисплей по следующей схеме (изображение с сайта freeduino.ru):
Подключение LCD
У меня это выглядело вот так 🙂 :
Подключение LCD к Freeduino
Запишем скетч (программу) HelloWorld (File -> Examples -> LiquidCrystal -> HelloWorld).

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
/*
  LiquidCrystal Library - Hello World
 
 Demonstrates the use a 16x2 LCD display.  The LiquidCrystal
 library works with all LCD displays that are compatible with the
 Hitachi HD44780 driver. There are many of them out there, and you
 can usually tell them by the 16-pin interface.
 
 This sketch prints "Hello World!" to the LCD
 and shows the time.
 
  The circuit:
 * LCD RS pin to digital pin 12
 * LCD Enable pin to digital pin 11
 * LCD D4 pin to digital pin 5
 * LCD D5 pin to digital pin 4
 * LCD D6 pin to digital pin 3
 * LCD D7 pin to digital pin 2
 * LCD R/W pin to ground
 * 10K resistor:
 * ends to +5V and ground
 * wiper to LCD VO pin (pin 3)
 
 Library originally added 18 Apr 2008
 by David A. Mellis
 library modified 5 Jul 2009
 by Limor Fried (http://www.ladyada.net)
 example added 9 Jul 2009
 by Tom Igoe
 modified 22 Nov 2010
 by Tom Igoe
 
 This example code is in the public domain.
 
 http://www.arduino.cc/en/Tutorial/LiquidCrystal
 */
 
// include the library code:
#include <LiquidCrystal.h>
 
// initialize the library with the numbers of the interface pins
LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2);
 
void setup() {
  // set up the LCD's number of columns and rows:
  lcd.begin(16, 2);
  // Print a message to the LCD.
  lcd.print("hello, world!");
}
 
void loop() {
  // set the cursor to column 0, line 1
  // (note: line 1 is the second row, since counting begins with 0):
  lcd.setCursor(0, 1);
  // print the number of seconds since reset:
  lcd.print(millis()/1000);
}

На дисплее должна появиться надпись «hello, world!» и время в секундах с момента запуска.
P.S. Я использовал русифицированную библиотеку LiquidCrystalRus.
Hello, World!
Теперь полученному устройству можно найти практическое применение. Например, сделать аппаратный гаджет, который будет показывать различную информацию о компьютере:
аппаратный гаджет :)

В дальнейших постах я постараюсь описать различные устройства на основе микроконтроллера Freeduino.

Информацию по программированию Freeduino/Arduino можно найти по следующим ссылкам:
http://arduino.cc/en/Reference/HomePage — версия на английском языке
http://arduino.ru/Reference — версия на русском языке

Предупреждение!
Автор не несёт ответственности за возможную порчу оборудования. Всё, что вы делаете — вы делаете на свой страх и риск!

Похожие записи:

5 Комментарии “Freeduino Through-Hole. Первое знакомство.

  1. Доброго времени суток. Первый раз делаю что-то подобное. Спаял схему, при включении сначала дисплей показывал только черные квадраты. Подкрутил переменный резистор. Теперь дисплей показывает разные символы попеременно, слэш, нули, черные квадраты и прочее. Программа загруженная в оболочку и через нее в плату не выполняется. Может быть вы сталкивались с таким?

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *