Arduino Nano ATmega328PB: руководство по использованию

Общие сведения

Используйте платформу Arduino Nano с микроконтроллером ATmega328PB для создания различных электронных устройства под свою задумку: от банальной гирлянды до системы «Умный дом». Простота и дружелюбность Arduino позволяет использовать плату от начинающего мейкера до опытного разработчика.

Доступные версии

Мы предлагаем Arduino Nano ATmega328PB в двух вариантах:

• Arduino Nano ATmega328PB (С ногами) — пригодится для мобильных проектов, где каждый миллиметр на счету.
• Arduino Nano ATmega328PB (Без ног) — пригодится для прототипирования на макетной плате.

Подробности

Платформа Arduino Nano ATmega328PB выполнена микроконтроллере Microchip ATmega328PB семейства AVR с тактовой частотой 16 МГц. Процессор обладает тремя видами памяти:

• 32 КБ Flash-памяти, из которых 0,5 КБ используются загрузчиком, который позволяет прошивать Arduino Nano с обычного компьютера через USB. Flash-память постоянна и её предназначение — хранение программ и сопутствующих статичных ресурсов.
• 2 КБ SRAM-памяти, которые предназначены для хранения временных данных, например переменных программы. По сути, это оперативная память платформы. SRAM-память энергозависимая, при выключении питания все данные сотрутся.
• 1 КБ энергонезависимой EEPROM-памяти для долговременного хранения данных, которые не стираются при выключении контроллера. По своему назначению — это аналог жёсткого диска для Arduino.

На плате расположены 22 контакта ввода-вывода для подключения дополнительных модулей и сенсоров:

• Всего контактов: 22
• Контакты с ШИМ: 9 с разрядностью 8 бит
• Контакты с АЦП: 8 с разрядностью до 10 бит
• Аппаратные интерфейсы: 2× UART, 2× SPI, 1× I²C

Все подробности по контактам и интерфейсам платформы читайте в текущей статье в разделе распиновка.

Подключение и настройка

Шаг 1

Подключите платформу Arduino Nano ATmega328PB к компьютеру через кабель USB. При успешном подключении должен загореться индикаторный светодиод PWR.

Шаг 2

Скачайте и установите среду программирования Arduino IDE.

Шаг 3

По умолчанию IDE настроена только на штатные AVR-платы. Для работы с платформой Arduino Nano на микроконтроллере ATmega328PB — добавьте в менеджере плат поддержку платформ на ядре MiniCore.

1. Откройте среду программирования Arduino IDE.



2. Зайдите в настройки Arduino IDE:Файл→Настройки



3. В окне Дополнительные ссылки для менеджера плат введите адрес:

   https://mcudude.github.io/MiniCore/package_MCUdude_MiniCore_index.json

   И нажмите на кнопку OK.
4. Зайдите в менеджер плат:Инструменты→Плата→Менеджер плат



5. Вбейте в поисковое окно строку MiniCore. Найдите в списке соответствующую платформу и нажмите на кнопку Установить.



6. Начнётся установка дополнений, после которой отобразится надпись INSTALLED. Это значит установка завершилась успешно и можно нажимать кнопку Закрыть.



7. Теперь вам доступны к программированию платы из ядра MiniCore, в котором есть семейство микроконтроллеров ATmega328.

Шаг 4

В Arduino IDE выберите семейство контроллеров ATmega328: Инструменты→Плата→MiniCore→ATmega328

Шаг 5

В Arduino IDE выберите контроллер ATmega328PB: Инструменты→Variant→328PB

Шаг 6

В Arduino IDE выберите COM-порт платы Arduino Nano ATmega328PB: Инструменты→Порт→COMx, где x — номер порта платы.

Шаг 7

На этом настройка закончена, смело переходите к примерам работы.

Примеры работы

Маячок

Сделаем привычный «Hello, world» в DIY-мире — соберем маячок.

Что понадобится

• 1× Arduino Nano ATmega328PB
• 1× Кабель «USB Type-A — USB Mini»

Исходный код

Прошейте платформу Arduino Nano ATmega328P кодом ниже.

// GPIO пин, к которому подключен светодиод
constexpr int PIN_LED = 13;

void setup() {
  // Настраиваем пин со светодиодом в режим выхода
  pinMode(PIN_LED, OUTPUT);
}

void loop() {
  // Зажигаем светодиод
  digitalWrite(PIN_LED, HIGH);
  // Ждём 1000 мс
  delay(1000);
  // Гасим светодиод
  digitalWrite(PIN_LED, LOW);
  // Ждём 1000 мс
  delay(1000);
}

Результат

После прошивки, светодиод начнёт мигать раз в секунду.

Элементы платы

Микроконтроллер ATmega328PB

Платформа Arduino Nano ATmega328PB выполнена микроконтроллере Microchip ATmega328PB семейства AVR с тактовой частотой 16 МГц. Процессор обладает тремя видами памяти:

• 32 КБ Flash-памяти, из которых 0,5 КБ используются загрузчиком, который позволяет прошивать Arduino Nano с обычного компьютера через USB. Flash-память постоянна и её предназначение — хранение программ и сопутствующих статичных ресурсов.
• 2 КБ SRAM-памяти, которые предназначены для хранения временных данных, например переменных программы. По сути, это оперативная память платформы. SRAM-память энергозависимая, при выключении питания все данные сотрутся.
• 1 КБ энергонезависимой EEPROM-памяти для долговременного хранения данных, которые не стираются при выключении контроллера. По своему назначению — это аналог жёсткого диска для Arduino.

Преобразователь USB-UART CH340

Преобразователь USB-UART на чипе CH340 обеспечивает связь микроконтроллера ATmega328PB с USB-портом компьютера. При подключении к ПК — Arduino Nano определяется как виртуальный COM-порт.

Индикаторные светодиоды

Кнопка RESET

Кнопка RESET служит для ручного сброса питания — аналог кнопки RESET обычного компьютера.

Порт USB Mini

Разъём USB Mini предназначен для прошивки и питания платформы Arduino Nano по USB. Для коммуникации понадобится кабель «USB Type-A — USB Mini».

Преобразователь напряжения 5 В

Понижающий преобразователь AMS1117-5 с выходом 5 вольта, обеспечивает напряжением платформу Arduino Nano при питании через пин Vin. Диапазон входного напряжения — от 7 до 12 вольт, на выходе напряжение 5 В с максимальны током 1 А.

Разъём ICSP

Разъём ICSP выполняет две полезные фитчи:

• Транслирует сигнальные пины интерфейса SPI. Линии ICSP-разъёма также продублированы на цифровых пинах 11, 12 и 13.
• Предназначен для загрузки прошивки в микроконтроллер ATmega328PB через внешний программатор для AVR. Одна из таких прошивок — Bootloader для Nano, который позволяет прошивать платформу по USB.

Подробности распиновки ICSP — читайте в текущей статье в разделе распиновка.

Контактные колодки

На плате с двух сторон расположены контакты для подключения питания, внешних модулей и сенсоров.

Все подробности по контактам и интерфейсам платформы читайте в текущей статье в разделе распиновка.

Распиновка

Пины питания

Габаритный чертёж

Размеры Arduino Nano (С ногами)

Размеры Arduino Nano (Без ног)

Характеристики

• Модель: Arduino Nano ATmega328PB
• Интерфейс USB-UART: CH340
• Микроконтроллер: ATmega328PB
• Тактовая частота: 16 МГц
• Flash-память: 32 КБ
• SRAM-память: 2 КБ
• EEPROM-память: 1 КБ
• Входное напряжение питания: 5 В
  • Через USB: 5 В
  • Через пин Vin: 7–12 В
• Напряжение логических уровней: 5 В
• Контакты общего назначения:
  • Всего контактов: 22
  • Контакты с ШИМ: 9 с разрядностью 8 бит
  • Контакты с АЦП: 8 с разрядностью до 10 бит
  • Аппаратные интерфейсы: 2× UART, 2× SPI, 1× I²C

Ресурсы

Мы также рекомендуем к чтению ссылки на статьи, документации и другие вспомогательные материалы по платформе Arduino Nano ATmega328PB.

Магазин

• Arduino Nano ATmega328PB (С ногами)
• Arduino Nano ATmega328PB (Без ног)

Инструкции

• Установка и настройка среды Arduino IDE

Документация

• Datasheet на микроконтроллер ATmega328PB
• Datasheet на USB-UART преобразователь CH340
• Datasheet на понижающий преобразователь напряжения AMS1117-5 с выходом на 5 В