Для подключения Arduino Due к компьютеру понадобится USB-кабель типа Micro-B. USB-кабель необходим как для питания, так и для прошивки устройства.

Один конец кабеля с разъемом micro-USB вставьте в разъем для программирования Arduino Due (находится возле разъема питания). Для прошивки скетча необходимо в среде программирования Ардуино IDE из меню Tools > Board выбрать пункт Arduino Due (Programming port), а также из меню Tools > Serial Port выбрать соответствующий последовательный порт.

Основные отличия от плат на основе микроконтроллеров ATMEGA

В целом, для программирования и работы с Arduino Due используются те же принципы, что и с другими моделями Ардуино. Однако, есть и несколько ключевых отличий Due от других плат.

Печатная плата Due похожа на модель Arduino Mega 2560.

Напряжение

Микроконтроллер в составе Arduino Due работает от 3.3В, что влечет за собой некоторые ограничения. В частности, напряжение, используемое для питания подключаемых датчиков или управления исполнительными устройствами, так же не может превышать 3.3В. В случае подачи большего напряжения (например, 5В, характерных для большинства плат Ардуино) Arduino Due выйдет из строя.

Устройство может быть запитано, как от USB, так и от разъема питания. Во втором случае, напряжение питания должно лежать в диапазоне от 7В до 12В.

В Arduino Due есть импульсный стабилизатор напряжения с высоким КПД, соответствующий требованиям, предъявляемым USB-хост устройствам. Благодаря этому, Ардуино может служить источником питания для какого-либо USB-гаджета, подключаемого к штатному USB-порту, выполняющего роль хоста. Ардуино может работать в качестве USB-хоста только при питании от внешнего источника.

Последовательные порты на Arduino Due

В Arduino Due есть два USB-порта. Штатный USB-порт (обозначен на рисунке, как Native ) соединен непосредственно с процессором SAM3X и поддерживает последовательную CDC-связь через объект SerialUSB . Второй USB-порт - это порт для программирования (обозначен на рисунке, как Programming port). Он подключен к контроллеру ATMEL 16U2, выступающего в роли USB-UART преобразователя. По умолчанию для загрузки программ и взаимодействия с Ардуино используется порт для программирования.

Преобразователь USB-UART порта для программирования соединен с первым UART`ом контроллера SAM3X. Поэтому программно взаимодействовать с эти портом можно через объект "Serial".

Штатный USB-порт подключен непосредственно к выводам контроллера SAM3X, отвечающим за функцию USB-хоста. Штатный USB-порт позволяет использовать Arduino Due как в качестве внешнего периферийного устройства компьютера (например, USB-мыши или клавиатуры), так и в роли USB-хоста, к которому можно подключать различные устройства (такие, как мышь, клавиатура или Android-смартфон, например). А с помощью объекта "SerialUSB", описанного в языке программирования Ардуино, этот же порт можно использовать и как виртуальный последовательный порт.

Автоматический (программный) сброс

Микроконтроллер SAM3X отличается от AVR-микроконтроллеров тем, что перед перепрошивкой его флеш-памяти, ее содержимое сперва необходимо стереть. Чтобы сделать это вручную, необходимо где-то на секунду зажать кнопку очистки памяти, нажать кнопку Upload в среде Ардуино, а затем нажать кнопку сброса.

Чтобы не повторять эту процедуру каждый раз, она была автоматизирована и может выполнятся программно как через штатный порт, так и через порт для программирования:

Штатный порт

Процедура программной очистки (т.н. "soft-erase") автоматически активируется при закрытия порта, открытого на скорости 1200 бит/с. При это очищается флеш-память контроллера, устройство сбрасывается и стартует загрузчик. Если по какой-либо причине во время этого в процессоре произойдет сбой, то вероятнее всего soft-erase не произойдет, поскольку эта процедура выполняется программно самим контроллером.

Открытие и закрытие штатного порта на скоростях, отличных от 1200 бод, не приведет к перезагрузке контроллера SAM3X. Для того, чтобы использовать программу Serial Monitor для наблюдения данных, отправляемых вашим скетчем, необходимо добавить несколько строк кода в программный блок setup(). Такой фрагмент заставит контроллер SAM3X дождаться открытия порта SerialUSB перед выполнением основной программы:

While (!Serial) ;

Нажатие кнопки сброса на Arduino Due приводит не только к перезагрузке SAM3X, но и к сбросу USB-соединения. В случае, если программа Serial Monitor открыта, то после разрыва соединения необходимо закрыть и заново открыть ее для восстановления сеанса связи.

Порт для программирования

USB-порт для программирования взаимодействует с USB-UART преобразователем Ардуино, который в свою очередь соединен с первым UART`ом микроконтроллера SAM3X (а именно, с выводами RX0 и TX0). Причем микросхема USB-UART преобразователя управляет также выводами Reset и Erase главного микроконтроллера. При открытии последовательного порта, USB-UART преобразователь перед тем, как обмениваться данными с UART`ом контроллера, формирует на выводах Erase и Reset активный уровень сигнала, что приводит к очистке памяти SAM3X. Этот способ более надежен, чем "программная очистка" при использовании штатного USB-порта, и работает даже в случае зависания процессора.

Для программного взаимодействия с этим портом в среде разработки Ардуино используйте объект "Serial". Аналогично построена работа с USB-портом и на Arduino Uno, поэтому все программы, написанные для Uno, будут так же работать и на Due. Кроме того, порт для программирования Arduino Due ведет себя так же, как и последовательный порт Uno, в том плане, что USB-UART преобразователь в составе устройства сбрасывает главный контроллер при каждом открытии последовательного порта.

Нажатие кнопки сброса во время использования порта для программирования не разрывает USB-соединение с компьютером, поскольку сбрасывается только главный контроллер SAM3X.

USB-хост

Arduino Due может работать в качестве USB-хоста для периферийных устройств, подключаемых к порту SerialUSB. Для получения дополнительной информации и примеров кода, см. справку по USB-хост .

Когда Due используется в качестве хоста, он же служит источником питания для подключенного устройства. Поэтому в таком режиме работы настоятельно рекомендуется запитывать Arduino Due от внешнего источника питания.

Разрядность АЦП и ШИМ

В Arduino Due есть возможность изменять разрядность для считывания и формирования аналоговых величин (которые, по умолчанию, равны 10 и 8 битам, соответственно). Максимальная разрядность АЦП и ШИМ составляет 12 бит. Для получения дополнительной информации см. описание функций analogWriteResolution() и analogReadResolution() .

Расширенные возможности SPI

Установка драйверов для Arduino Due

OSX

• В операционной системе OSX установка драйверов не требуется. В зависимости от установленной версии ОС, при подключении устройства к компьютеру должно появится диалоговое окно, предлагающее открыть Сетевые настройки (“Network Preferences”). Кликните "Network Preferences...", дождитесь появления окна и нажмите кнопку "Apply". Arduino Due появится в системе под статусом "Not Configured", но при этом будет работать нормально. Теперь можно выйти из системных настроек.

Windows (протестировано на XP и 7)

Linux

• На Linux установка драйверов не требуется вообще.

Прошивка программы в Arduino Due

С точки зрения пользователя, процесс прошивки программ в Arduino Due осуществляется точно так же, как и в других моделях Ардуино. Несмотря на то, что для прошивки скетчей можно использовать любой USB-порт Due, все же рекомендуется задействовать для этой цели порт для программирования.

Для прошивки своей программы через порт для программирования, сделайте следующее:

• Подключите устройство к компьютеру, подсоединив USB-кабель к порту для программирования Ардуино (этот порт расположен ближе к разъему питания).
• Откройте среду разработки Ардуино.
• В меню "Tools" выберите пункт "Serial Port" и укажите последовательный порт, ассоциированный в системе с Arduino Due
• Из меню "Tools > Boards" выберите пункт "Arduino Due (Programming port)"

После выполнения указанных действий можно прошивать в Ардуино свою программу.

Радиомодуль NRF24L01, OKI 120A2, SD Card Module, Микросхема контроллера коллекторного электродвигателя, Модем M590E GSM GPRS, Часы реального времени DS 3231/DS 1307, Mini 360 на схеме LM2596, L293D, Инфракрасные датчики расстояния, Часы реального времени, HC-SR501, блок питания Mini 360 на схеме LM2596, Контроллер L298N, HC-SR501, GSM GPRS, Модем M590E GSM GPRS, Часы реального времени DS 3231/DS 1307, Модуль Wi-Fi ESP8266-12E, Card Module, Блок питания, Mini 360, L293D, блок питания Mini 360 на схеме LM2596, Радиомодуль, ИК-пульт дистанционного управления, ИК-пульт, Ethernet shield, Микросхема контроллера коллекторного электродвигателя, Микросхема контроллера коллекторного электродвигателя, ИК-пульт дистанционного управления, SD Card Module, Радиомодуль NRF24L01, двигатель OKI, L293D, Шаговый двигатель, Блок питания, L293D, блок питания Mini 360 на схеме LM2596, Карта памяти SD, Ethernet shield, датчик движения HC-SR501, Модуль Wi-Fi ESP8266-12E, Шаговый двигатель OKI 120A2, Шаговый двигатель,

Arduino Due - плата микроконтроллера на базе процессора Atmel SAM3X8E ARM Cortex-M3. Это первая плата Arduino на основе 32-битного микро- контроллера с ARM-ядром.

В отличие от других плат Arduino, Arduino Due работает от 3,3 В. Максимальное напряжение, которое выдерживают входы/выходы, составляет 3,3 В.

Плата Arduino Due

Характеристики платы Arduino Due

Микроконтроллер	AT91SAM3X8E
Рабочее напряжение	3,3 В
	7–12 В
Входное напряжение (предельное)	6–20 В
Цифровые входы/выходы	54 (на 12 из которых реализуется выход ШИМ)
Аналоговые входы
Аналоговые выходы	2 (ЦАП)
Постоянный ток через вход/выход	50 мА
Постоянный ток для вывода 3,3 В	800 мА
Постоянный ток для вывода 5 В	800 мА
Флеш-память	512 Кбайт
ОЗУ	96 Кбайт (два банка: 64 Кбайт и 32 Кбайт)
Тактовая частота	84 МГц

Общие сведения

Arduino Due - это устройство на основе микропроцессора Atmel SAM3X8E ARM Cortex-M3 Это первая плата Ардуино на базе 32-разрядного микроконтроллера ARM. В ее состав входят 54 цифровых вывода (из которых 12 могут работать в качестве ШИМ-выходов), 12 аналоговых входов, 4 UART (аппаратных приемопередатчика, осуществляющих последовательную передачу данных), генератор тактовой частоты на 84 МГц, USB с поддержкой технологии OTG, 2 ЦАП (цифро-аналоговых преобразователя), 2 TWI, разъем питания, разъем SPI, разъем JTAG, кнопка сброса и кнопка очистки памяти.

Внимание: в отличие от других плат Ардуино, рабочее напряжение Arduino Due составляет 3.3В. Соответственно, максимальное напряжение, которое могут выдержать его выводы, равно 3.3В. Подача на вывод большего напряжения (например, 5В) может привести к выходу платы из строя.

В состав устройства входит все необходимое для обеспечения работы микроконтроллера; для начала работы достаточно просто подать питание от AC/DC-адаптера или батарейки, либо подключить его к компьютеру посредством USB-кабеля. Arduino Due совместим со всеми платами расширения, работающими от 3.3В, и соответствует требованиям распиновки 1.0:

• Выводы SDA и SCL (TWI) расположены возле вывода AREF.
• Присутствует вывод IOREF, позволяющий платам расширения подстраиваться под рабочее напряжение Ардуино. Благодаря этому, платы расширения могут быть совместимы как с 3.3В-Ардуино (подобными Due), так и с 5В-Ардуино на основе микроконтроллеров AVR.
• Предусмотрен свободный вывод, зарезервированный для будущих целей.

Преимущества использования ядра ARM

Благодаря использованию 32-разрядного ядра ARM, Arduino Due во многом превосходит типичные платы на базе 8-разрядных микроконтроллеров. Наиболее существенные отличия заключаются в следующем:

• 32-битное ядро позволяет обрабатывать 4х-байтовые данные всего за один такт. (Для получения более подробной информации см. ).
• Тактовая частота - 84 МГц.
• Объем оперативной памяти SRAM составляет 96 КБайт.
• Объем флеш-памяти программ - 512 КБ.
• Наличие DMA-контроллера, позволяющего разгрузить центральный процессор от выполнения ресурсоемких операций с памятью.

Схема, исходный проект и расположение выводов

Расположение выводов: распиновка SAM3X

Питание

Arduino Due может быть запитан от USB либо от внешнего источника питания - тип источника выбирается автоматически.

В качестве внешнего источника питания (не USB) может использоваться сетевой AC/DC-адаптер или аккумулятор/батарея. Штекер адаптера (диаметр - 2.1мм, центральный контакт - положительный) необходимо вставить в соответствующий разъем питания на плате. В случае питания от аккумулятора/батареи, ее провода необходимо подсоединить к выводам Gnd и Vin разъема POWER.

Напряжение внешнего источника питания может быть в пределах от 6 до 20 В. Однако, уменьшение напряжения питания ниже 7В приводит к уменьшению напряжения на выводе 5V, что может стать причиной нестабильной работы устройства. Использование напряжения больше 12В может приводить к перегреву стабилизатора напряжения и выходу платы из строя. С учетом этого, рекомендуется использовать источник питания с напряжением в диапазоне от 7 до 12В.

Ниже перечислены выводы питания, расположенные на плате:

• VIN. Напряжение, поступающее в Arduino непосредственно от внешнего источника питания (не связано с 5В от USB или другим стабилизированным напряжением). Через этот вывод можно как подавать внешнее питание, так и потреблять ток, когда устройство запитано от внешнего адаптера.
• 5V. На вывод поступает напряжение 5В от стабилизатора напряжения на плате, вне независимости от того, как запитано устройство: от адаптера (7 - 12В), от USB (5В) или через вывод VIN (7 - 12В). Запитывать устройство через выводы 5V или 3V3 не рекомендуется, поскольку в этом случае не используется стабилизатор напряжения, что может привести к выходу платы из строя.
• 3V3. 3.3В, поступающие от стабилизатора напряжения на плате. Данный стабилизатор также обеспечивает питание микроконтроллера SAM3X. Максимальный ток, потребляемый от этого вывода, составляет 800 мА.
• GND. Выводы земли.
• IOREF. Этот вывод предоставляет платам расширения информацию о рабочем напряжении микроконтроллера Ардуино. В зависимости от напряжения, считанного с вывода IOREF, плата расширения может переключиться на соответствующий источник питания либо задействовать преобразователи уровней, что позволит ей работать как с 5В, так и с 3.3В-устройствами.

Память

Объем флеш-памяти программ микроконтроллера SAM3X составляет 512 КБ (2 блока по 256 КБ). Устройство выпускается с прошитим загрузчиком, расположенном в отдельной памяти ПЗУ. Объем доступной оперативной памяти SRAM составляет 96 КБ, представляющих собой два смежных банка памяти по 64 КБ и 32 КБ соответственно. Вся доступная память (Flash, ОЗУ и ПЗУ) имеет общее линейное адресное пространство.

Кнопка удаления, расположенная на плате, позволяет очистить Flash-память микроконтроллера SAM3X и стереть текущую загруженную программу. Для этого необходимо нажать и удерживать ее в течение нескольких секунд.

Входы и выходы

• Цифровые входы/выходы: выводы 0 - 53 С использованием функций , и каждый из 54 цифровых выводов может работать в качестве входа или выхода. Рабочее напряжение этих выводов составляет 3.3В. Максимальный выходной ток каждого вывода колеблется в пределах от 3 мА до 15 мА (в зависимости от вывода), а максимальный входной ток - от 6 до 9 мА (в зависимости от вывода). Все выводы сопряжены с внутренними подтягивающими резисторами (по умолчанию отключенными) номиналом 100 кОм. Помимо этого, некоторые из выводов могут выполнять дополнительные функции:

• Последовательный интерфейс Serial: выводы 0 (RX) и 1 (TX)
• Последовательный интерфейс Serial 1: выводы 19 (RX) и 18 (TX)
• Последовательный интерфейс Serial 2: выводы 17 (RX) и 16 (TX)
• Последовательный интерфейс Serial 3: выводы 15 (RX) и 14 (TX)

Используются для получения (RX) и передачи (TX) последовательных данных (уровень напряжения TTL 3.3В). Выводы 0 и 1 соединены с соответствующими выводами микросхемы ATmega16U2, выполняющей роль преобразователя USB-UART.

• ШИМ: выводы со 2 по 13

С помощью функции analogWrite() могут выводить 8-битные аналоговые значения в виде ШИМ-сигнала. Разрядность ШИМ можно изменить с помощью функции analogWriteResolution().

• Интерфейс SPI: выводы SPI (на платах Ардуино разъем ICSP)

С применением данные выводы могут осуществлять связь по интерфейсу SPI. Линии SPI выведены на 6-контактный разъем по центру платы, физически совместимый с Uno, Leonardo и Mega2560. Обратите внимание, что разъем SPI не предназначен для внутрисхемного программирования микроконтроллера SAM3X и может использоваться только для связи с другими SPI-устройствами. Кроме того, в Arduino Due SPI имеет ряд дополнительных возможностей, которые можно использовать с помощью специальных методов.

• Интерфейс CAN: выводы CANRX и CANTX

Данные выводы поддерживают протокол связи CAN, однако на данный момент его реализация в Arduino API пока отсутствует.

• "L" светодиод: вывод 13

Встроенный светодиод, подсоединенный к выводу 13. При отправке значения HIGH светодиод включается, при отправке LOW - выключается. Помимо этого, яркость свечения светодиода можно регулировать, поскольку вывод 13 может работать как ШИМ-выход.

• Интерфейс TWI 1: выводы 20 (SDA) и 21 (SCL)
• Интерфейс TWI 2: выводы SDA1 и SCL1

С использованием данные выводы могут осуществлять связь по интерфейсу TWI.

• Аналоговые входы: выводы A0 - A11

1. В Arduino Due есть 12 аналоговых входов, каждый из которых может представить аналоговое напряжение в виде 12-битного числа (4096 значений). Разрядность АЦП, взаимодействующего с этими выводами, по умолчанию, установлена в 10 бит (для совместимости с другими платами Ардуино). Изменить разрядность АЦП можно с помощью функции AnalogReadResolution"На аналоговые входы Arduino Due можно подавать напряжение в диапазоне от 0 до 3.3В. При подаче большего напряжения микроконтроллер SAM3X может выйти из строя. Функция AnalogReference() в Arduino Due игнорируется.

На плате вывод AREF соединен с выводом опорного напряжения микросхемы SAM3X через резисторный мост. Для использования вывода AREF необходимо выпаять резистор BR1.

• DAC1 и DAC2

Аналоговые выходы 12-битного цифро-аналогового преобразователя. С помощью функции analogWrite() позволяют формировать 4096 различных уровня напряжения. Данные выводы могут использоваться для создания удио-выхода смотреть библиотеку Audio.

Другие выводы на плате:

• AREF

Опорное напряжение АЦП. Используется функцией analogReference().

• Reset

Формирование низкого уровня (LOW) на этом выводе приведет к перезагрузке микроконтроллера. Обычно этот вывод служит для функционирования кнопки сброса на платах расширения.

Связь

Arduino Due предоставляет ряд возможностей для осуществления связи с компьютером, еще одним Ардуино или другими микроконтроллерами, а также с различными устройствами, такими, как телефоны, планшеты, камеры и т.д. В микроконтроллере SAM3X есть один аппаратный UART и три аппаратных USART для реализации последовательных интерфейсов с TTL-уровнем напряжения 3.3В.

USB-порт для программирования на плате взаимодействует с микросхемой ATmega16U2, выполняющую роль USB-UART преобразователя, который при подключении к компьютеру определяется как виртуальный COM-порт. (Для корректной идентификации на Windows-системах потребуется.inf-файл, на системах с OSX и LINUX плата распознается автоматически). Микросхема 16U2 соединена с аппаратным приемопередатчиком UART микроконтроллера SAM3X. Для программирования микроконтроллера через микросхему ATmega16U2 используются выводы RX0 и TX0. В пакет программного обеспечения Ардуино входит специальная программа, позволяющая считывать и отправлять на Ардуино простые текстовые данные. При передаче данных через микросхему-преобразователь USB-UART во время USB-соединения с компьютером, на плате будут мигать светодиоды RX и TX. (При последовательной передаче данных посредством выводов 0 и 1, без использования USB-преобразователя, данные светодиоды не задействуются).

Штатный USB-порт на плате также соединен с контроллером SAM3X и предназначен для последовательной (CDC) передачи данных через USB. Данный порт позволяет Ардуино взаимодействовать с различными приложениями на компьютере (например, Serial Monitor или др.). Использование штатного USB-порта при подсоединении к компьютеру позволяет Arduino Due работать в качестве USB-мыши или клавиатуры. Более подробную информацию об этом см. в справке по библиотекам Mouse и Keyborad.

Штатный USB-порт также может работать как USB-хост и поддерживает подключение периферийных устройств, таких как мыши, клавиатуры или смартфоны. Более подробную информацию об этом см. в справке по библиотеке USBHost.

В микроконтроллере SAM3X также реализована поддержка последовательных интерфейсов TWI и SPI. В программное обеспечение Ардуино входит библиотека Wire, позволяющая упростить работу с шиной I2C; для получения более подробной информации см. документацию. Для работы с интерфейсом SPI используйте библиотеку SPI.

Программирование

Процесс загрузки программ в микроконтроллер SAM3X отличается от процесса прошивки AVR-микроконтроллеров, используемых в других платах Ардуино. Особенность SAM3X заключается в том, что для его перепрошивки требуется предварительно очищать Flash-память контроллера. Такая необходимость обусловлена тем, что процесс загрузки программы контролируется загрузчиком в ПЗУ SAM3X, который запускается только при условии отсутствия программы во Flash-памяти микроконтроллера.

Таким образом, любой из USB-портов может использоваться для прошивки платы. Тем не менее, рекомендуется использовать USB-порт для программирования ("Programming Port" на рисунке) в силу некоторых особенностей процесса очистки памяти микроконтроллера:

• Порт для программирования: Для использования этого порта в среде разработки Arduino IDE в качестве рабочей платы выберите "Arduino Due (Programming Port)". Подсоедините Due к компьютеру, соединив USB-кабель c разъемом для программирования (расположенным ближе к разъему питания). Порт для программирования взаимодействует с микросхемой 16U2, выполняющей роль преобразователя USB-UART. Микросхема 16U2 в свою очередь соединена с первым UART микроконтроллера SAM3X (выводы RX0 и TX0), а также управляет его выводами Reset и Erase. При открытии и закрытии порта на скорости 1200 бод, на выводах Erase и Reset формируется активный уровень, что приводит к очистке памяти микроконтроллера. Таким образом, срабатывает так называемая процедура "аппаратной очистки" перед взаимодействием с UART SAM3X. Этот способ более надежен, чем "программная очистка" при использовании штатного USB-порта, и работает даже в случае зависания процессора. Именно поэтому для прошивки Arduino Due рекомендуется использовать порт для программирования.
• Штатный USB-порт: Для использование этого порта в среде разработки Arduino IDE в качестве рабочей платы выберите "Arduino Due (Naive USB Port)". Штатный USB-порт соединен непосредственно с микроконтроллером SAM3X. Подсоедините Due к компьютеру, соединив USB-кабель со штатным USB-разъемом (расположенным ближе к кнопке сброса). Открытие и закрытие порта на скорости 1200 бод приведет к срабатыванию процедуры "программной очистки", во время которой очищается flash-память, перезагружается микроконтроллер и стартует загрузчик. Поскольку эта процедура выполняется исключительно программой самого микроконтроллера SAM3X, то в случае зависания последнего процесс очистки может не произойти. При этом открытие/закрытие штатного порта на различных скоростях не поможет перезагрузить микроконтроллер.

В отличие от других плат Ардуино, для программирования которых используется avrdude, процесс прошивки Arduino Due осуществляется с помощью программы .

Исходный код прошивки микроконтроллера ATmega16U2 доступен в репозитории Ардуино . Прошить микроконтроллер можно через разъем для внутрисхемного программирования ISP с помощью внешнего программатора (в этом случае затрется DFU-загрузчик).

Защита USB от перегрузок

В Arduino Due есть восстанавливаемые предохранители, защищающие USB-порт компьютера от коротких замыканий и перегрузок. Несмотря на то, что большинство компьютеров имеют собственную защиту, такие предохранители обеспечивают дополнительный уровень защиты. Если от USB-порта потребляется ток более 500 мА, предохранитель автоматически разорвет соединение до устранения причин короткого замыкания или перегрузки.

Физические характеристики и совместимость с платами расширения

Максимальная длина и ширина печатной платы Arduino Due составляет 10.2 см и 5.4 см соответственно, с учетом USB-разъемов и разъема питания, выступающих за пределы платы. Три крепежных отверстия позволяют прикреплять плату к поверхности или корпусу. Обратите внимание, что расстояние между цифровыми выводами 7 и 8 не кратно традиционным 2.54 мм и составляет 4 мм.

Arduino Due спроектирован таким образом, чтобы обеспечивать совместимость с большинством плат расширения для Uno, Diecimila или Duemilanove. Расположение основных выводов платы полностью эквивалентно: цифровые выводы 0 - 13 (а также смежные выводы AREF и GND), аналоговые входы 0 - 5, разъем POWER и разъем "ICSP" (SPI) - все выводы расположены на одинаковых расстояниях друг относительно друга. Кроме того, линии основного приемопередатчика UART соединены с одними и теми же выводами (0 и 1). Пожалуйста, обратите внимание, что номера выводов I2C на Arduino Due (20 и 21) отличаются от выводов Duemilanove / Diecimila (аналоговые входы 4 и 5).

Общие сведения

Arduino Due - это устройство на основе микропроцессора Atmel SAM3X8E ARM Cortex-M3 (datasheet). Это первая плата Ардуино на базе 32-разрядного микроконтроллера ARM. В ее состав входят 54 цифровых вывода (из которых 12 могут работать в качестве ШИМ-выходов), 12 аналоговых входов, 4 UART (аппаратных приемопередатчика, осуществляющих последовательную передачу данных), генератор тактовой частоты на 84 МГц, USB с поддержкой технологии OTG, 2 ЦАП (цифро-аналоговых преобразователя), 2 TWI, разъем питания, разъем SPI, разъем JTAG, кнопка сброса и кнопка очистки памяти.

Внимание: в отличие от других плат Ардуино, рабочее напряжение Arduino Due составляет 3.3В. Соответственно, максимальное напряжение, которое могут выдержать его выводы, равно 3.3В. Подача на вывод большего напряжения (например, 5В) может привести к выходу платы из строя.

В состав устройства входит все необходимое для обеспечения работы микроконтроллера; для начала работы достаточно просто подать питание от AC/DC-адаптера или батарейки, либо подключить его к компьютеру посредством USB-кабеля. Arduino Due совместим со всеми платами расширения, работающими от 3.3В, и соответствует требованиям распиновки 1.0:

• Выводы SDA и SCL (TWI) расположены возле вывода AREF.
• Присутствует вывод IOREF, позволяющий платам расширения подстраиваться под рабочее напряжение Ардуино. Благодаря этому, платы расширения могут быть совместимы как с 3.3В-Ардуино (подобными Due), так и с 5В-Ардуино на основе микроконтроллеров AVR.
• Предусмотрен свободный вывод, зарезервированный для будущих целей.

Преимущества использования ядра ARM

Благодаря использованию 32-разрядного ядра ARM, Arduino Due во многом превосходит типичные платы на базе 8-разрядных микроконтроллеров. Наиболее существенные отличия заключаются в следующем:

• 32-битное ядро позволяет обрабатывать 4х-байтовые данные всего за один такт. (Для получения более подробной информации см. описание типа int).
• Тактовая частота - 84 МГц.
• Объем оперативной памяти SRAM составляет 96 КБайт.
• Объем флеш-памяти программ - 512 КБ.
• Наличие DMA-контроллера, позволяющего разгрузить центральный процессор от выполнения ресурсоемких операций с памятью.

Схема, исходный проект и расположение выводов

Характеристики

Микроконтроллер		AT91SAM3X8E
Рабочее напряжение		3.3В
Напряжение питания (рекомендуемое)		7-12В
Напряжение питания (предельное)		6-16В
Цифровые выводы		54 (из них 12 могут работать как ШИМ-выходы)
Аналоговые входы		12
Аналоговые выходы		2 (ЦАП)
Суммарный выходной ток всех выводов (максимальный)		130 мА
Максимальный выходной ток вывода 3.3V		800 мА
Максимальный выходной ток вывода 5V		800 мА
Flash-память		512 КБ в полном объеме доступна пользовательским программам
SRAM		96 КБ (два банка памяти: 64 КБ и 32 КБ)
Тактовая частота		84 МГц

Питание

Arduino Due может быть запитан от USB либо от внешнего источника питания - тип источника выбирается автоматически.

В качестве внешнего источника питания (не USB) может использоваться сетевой AC/DC-адаптер или аккумулятор/батарея. Штекер адаптера (диаметр - 2.1мм, центральный контакт - положительный) необходимо вставить в соответствующий разъем питания на плате. В случае питания от аккумулятора/батареи, ее провода необходимо подсоединить к выводам Gnd и Vin разъема POWER.

Напряжение внешнего источника питания может быть в пределах от 6 до 20 В. Однако, уменьшение напряжения питания ниже 7В приводит к уменьшению напряжения на выводе 5V, что может стать причиной нестабильной работы устройства. Использование напряжения больше 12В может приводить к перегреву стабилизатора напряжения и выходу платы из строя. С учетом этого, рекомендуется использовать источник питания с напряжением в диапазоне от 7 до 12В.

Ниже перечислены выводы питания, расположенные на плате:

• VIN. Напряжение, поступающее в Arduino непосредственно от внешнего источника питания (не связано с 5В от USB или другим стабилизированным напряжением). Через этот вывод можно как подавать внешнее питание, так и потреблять ток, когда устройство запитано от внешнего адаптера.
• 5V. На вывод поступает напряжение 5В от стабилизатора напряжения на плате, вне независимости от того, как запитано устройство: от адаптера (7 - 12В), от USB (5В) или через вывод VIN (7 - 12В). Запитывать устройство через выводы 5V или 3V3 не рекомендуется, поскольку в этом случае не используется стабилизатор напряжения, что может привести к выходу платы из строя.
• 3V3. 3.3В, поступающие от стабилизатора напряжения на плате. Данный стабилизатор также обеспечивает питание микроконтроллера SAM3X. Максимальный ток, потребляемый от этого вывода, составляет 800 мА.
• GND. Выводы земли.
• IOREF. Этот вывод предоставляет платам расширения информацию о рабочем напряжении микроконтроллера Ардуино. В зависимости от напряжения, считанного с вывода IOREF, плата расширения может переключиться на соответствующий источник питания либо задействовать преобразователи уровней, что позволит ей работать как с 5В, так и с 3.3В-устройствами.

Память

Объем флеш-памяти программ микроконтроллера SAM3X составляет 512 КБ (2 блока по 256 КБ). Устройство выпускается с прошитим загрузчиком, расположенном в отдельной памяти ПЗУ. Объем доступной оперативной памяти SRAM составляет 96 КБ, представляющих собой два смежных банка памяти по 64 КБ и 32 КБ соответственно. Вся доступная память (Flash, ОЗУ и ПЗУ) имеет общее линейное адресное пространство.

Кнопка удаления, расположенная на плате, позволяет очистить Flash-память микроконтроллера SAM3X и стереть текущую загруженную программу. Для этого необходимо нажать и удерживать ее в течение нескольких секунд.

Входы и выходы

• Цифровые входы/выходы: выводы 0 - 53

• Интерфейс SPI: выводы SPI (на платах Ардуино разъем ICSP)

• Интерфейс CAN: выводы CANRX и CANTX

Данные выводы поддерживают протокол связи CAN, однако на данный момент его реализация в Arduino API пока отсутствует.

• "L" светодиод: вывод 13

Встроенный светодиод, подсоединенный к выводу 13. При отправке значения HIGH светодиод включается, при отправке LOW - выключается. Помимо этого, яркость свечения светодиода можно регулировать, поскольку вывод 13 может работать как ШИМ-выход.

• Интерфейс TWI 1: выводы 20 (SDA) и 21 (SCL)
• Интерфейс TWI 2: выводы SDA1 и SCL1

Другие выводы на плате:

• AREF

Опорное напряжение АЦП. Используется функцией analogReference() .

• Reset

Формирование низкого уровня (LOW) на этом выводе приведет к перезагрузке микроконтроллера. Обычно этот вывод служит для функционирования кнопки сброса на платах расширения.

Связь

Arduino Due предоставляет ряд возможностей для осуществления связи с компьютером, еще одним Ардуино или другими микроконтроллерами, а также с различными устройствами, такими, как телефоны, планшеты, камеры и т.д. В микроконтроллере SAM3X есть один аппаратный UART и три аппаратных USART для реализации последовательных интерфейсов с TTL-уровнем напряжения 3.3В.

USB-порт для программирования на плате взаимодействует с микросхемой ATmega16U2, выполняющую роль USB-UART преобразователя, который при подключении к компьютеру определяется как виртуальный COM-порт. (Для корректной идентификации на Windows-системах потребуется.inf-файл, на системах с OSX и LINUX плата распознается автоматически). Микросхема 16U2 соединена с аппаратным приемопередатчиком UART микроконтроллера SAM3X. Для программирования микроконтроллера через микросхему ATmega16U2 используются выводы RX0 и TX0. В пакет программного обеспечения Ардуино входит специальная программа, позволяющая считывать и отправлять на Ардуино простые текстовые данные. При передаче данных через микросхему-преобразователь USB-UART во время USB-соединения с компьютером, на плате будут мигать светодиоды RX и TX. (При последовательной передаче данных посредством выводов 0 и 1, без использования USB-преобразователя, данные светодиоды не задействуются).

В микроконтроллере SAM3X также реализована поддержка последовательных интерфейсов TWI и SPI. В программное обеспечение Ардуино входит библиотека Wire, позволяющая упростить работу с шиной I2C; для получения более подробной информации см. документацию. Для работы с интерфейсом SPI используйте библиотеку SPI.

Программирование

Процесс загрузки программ в микроконтроллер SAM3X отличается от процесса прошивки AVR-микроконтроллеров, используемых в других платах Ардуино. Особенность SAM3X заключается в том, что для его перепрошивки требуется предварительно очищать Flash-память контроллера. Такая необходимость обусловлена тем, что процесс загрузки программы контролируется загрузчиком в ПЗУ SAM3X, который запускается только при условии отсутствия программы во Flash-памяти микроконтроллера.

Таким образом, любой из USB-портов может использоваться для прошивки платы. Тем не менее, рекомендуется использовать USB-порт для программирования ("Programming Port" на рисунке) в силу некоторых особенностей процесса очистки памяти микроконтроллера:

• Порт для программирования: Для использования этого порта в среде разработки Arduino IDE в качестве рабочей платы выберите "Arduino Due (Programming Port)". Подсоедините Due к компьютеру, соединив USB-кабель c разъемом для программирования (расположенным ближе к разъему питания). Порт для программирования взаимодействует с микросхемой 16U2, выполняющей роль преобразователя USB-UART. Микросхема 16U2 в свою очередь соединена с первым UART микроконтроллера SAM3X (выводы RX0 и TX0), а также управляет его выводами Reset и Erase. При открытии и закрытии порта на скорости 1200 бод, на выводах Erase и Reset формируется активный уровень, что приводит к очистке памяти микроконтроллера. Таким образом, срабатывает так называемая процедура "аппаратной очистки" перед взаимодействием с UART SAM3X. Этот способ более надежен, чем "программная очистка" при использовании штатного USB-порта, и работает даже в случае зависания процессора. Именно поэтому для прошивки Arduino Due рекомендуется использовать порт для программирования.
• Штатный USB-порт: Для использование этого порта в среде разработки Arduino IDE в качестве рабочей платы выберите "Arduino Due (Naive USB Port)". Штатный USB-порт соединен непосредственно с микроконтроллером SAM3X. Подсоедините Due к компьютеру, соединив USB-кабель со штатным USB-разъемом (расположенным ближе к кнопке сброса). Открытие и закрытие порта на скорости 1200 бод приведет к срабатыванию процедуры "программной очистки", во время которой очищается flash-память, перезагружается микроконтроллер и стартует загрузчик. Поскольку эта процедура выполняется исключительно программой самого микроконтроллера SAM3X, то в случае зависания последнего процесс очистки может не произойти. При этом открытие/закрытие штатного порта на различных скоростях не поможет перезагрузить микроконтроллер.

В отличие от других плат Ардуино, для программирования которых используется avrdude, процесс прошивки Arduino Due осуществляется с помощью программы .

Исходный код прошивки микроконтроллера ATmega16U2 доступен в репозитории Ардуино . Прошить микроконтроллер можно через разъем для внутрисхемного программирования ISP с помощью внешнего программатора (в этом случае затрется DFU-загрузчик).

Защита USB от перегрузок

В Arduino Due есть восстанавливаемые предохранители, защищающие USB-порт компьютера от коротких замыканий и перегрузок. Несмотря на то, что большинство компьютеров имеют собственную защиту, такие предохранители обеспечивают дополнительный уровень защиты. Если от USB-порта потребляется ток более 500 мА, предохранитель автоматически разорвет соединение до устранения причин короткого замыкания или перегрузки.

Физические характеристики и совместимость с платами расширения

Максимальная длина и ширина печатной платы Arduino Due составляет 10.2 см и 5.4 см соответственно, с учетом USB-разъемов и разъема питания, выступающих за пределы платы. Три крепежных отверстия позволяют прикреплять плату к поверхности или корпусу. Обратите внимание, что расстояние между цифровыми выводами 7 и 8 не кратно традиционным 2.54 мм и составляет 4 мм.

Arduino Due спроектирован таким образом, чтобы обеспечивать совместимость с большинством плат расширения для Uno, Diecimila или Duemilanove. Расположение основных выводов платы полностью эквивалентно: цифровые выводы 0 - 13 (а также смежные выводы AREF и GND), аналоговые входы 0 - 5, разъем POWER и разъем "ICSP" (SPI) - все выводы расположены на одинаковых расстояниях друг относительно друга. Кроме того, линии основного приемопередатчика UART соединены с одними и теми же выводами (0 и 1). Пожалуйста, обратите внимание, что номера выводов I2C на Arduino Due (20 и 21) отличаются от выводов Duemilanove / Diecimila (аналоговые входы 4 и 5).

Подробная инструкция по работе с Arduino Due (на англ.)

Arduino Due - это мощная Arduino, основанная на 32-битном ARM-процессореAT91SAM3X8E от Atmel. Он обладает тактовой частотой 84 МГц, а его 32-битная архитектура позволяет выполнять большинство операций на целыми числами в 4 байта за один такт.

Характеристики Arduino Due

• 96 Кб SRAM (оперативная память)
• 512 Кб флеш-памяти (для хранения программы)
• Прямой доступ к памяти (DMA) для задач, активно работающих с данными в памяти
• 54 цифровых входов/выходов; 12 из них поддерживают ШИМ (PWM)
• 4 аппаратных последовательных порта (UART)
• 12 аналоговых входов
• 2 цифро-аналоговых преобразователя (DAC) для 2 аналоговых выходов
• 2 шины TWI / I²C
• SPI-разъём
• JTAG-разъём
• Поддержка USB On The Go (USB OTG) для подключения других USB-устройств

Внимание! В отличии от большинства плат Arduino, родным напряжением Arduino Due является 3,3 В, а не 5 В . Соответственно, выходы для логической единицы выдают 3,3 В, а в режиме входа ожидают принимать не более 3,3 В. Подача большего напряжения может повредить процессор! Будьте внимательны при подключении периферии: убедитесь, что она может корректно функционировать в этом диапазоне напряжений.

Контакты Arduino Due

• Цифровые входы/выходы: контакты 0–53. Работают на напряжении 3,3 В. В режиме выхода могут выдавать ток 3 или 15 мА (в зависимости от контакта); в режиме входа - принимать ток 6 или 9 мА (в зависимости от контакта). К контактам также подключены подтягивающие резисторы по 100 кОм, которые по умолчанию выключены, но могут быть включены программно.
• Аппаратные последовательные порты (RX/TX): 0/1, 19/18, 17/16, 15/14. Передача данных осуществляется на уровне 3,3 В. Первая пара также соединена с чипом ATmega16U2, отвечающим за подключение через USB к компьютеру.
• Широтно-имульсная модуляция (ШИМ/PWM): контакты 2–13. Дают возможность выдавать аппаратный шим с разрешением 8 бит (256 градаций).
• SPI - отдельная группа контактов 2×3. На Arduino Due используется только для общения по SPI-интерфейсу с другими устройствами. Он не может быть использован для программирования контроллера, как на других Arduino. По расположению он в точности совпадает с расположением на , Arduino Mega 2560, Arduino Leonardo, а следовательно даёт возможность работы с платами расширения его использующими, таких как Ethernet Shield.
• CAN-шина: контакты CANRX и CANTX. Позволяют использовать Arduino Due в автомобильных сетях. Поддержка с программной стороны пока не реализована производителем.
• Встроенный светодиод: контакт 13 (L). Для простой индикации. В отличии от Arduino Uno и Mega, он поддерживает ШИМ.
• Шины TWI/I²C: 20(SDA)/21(SCL), SDA1/SCL1. Для общения с периферией по синхронному протоколу, через 2 провода.
• Аналоговые входы: контакты A0–A11. Принимают сигнал до 3,3 В. Большее напряжение может вывести процессор из строя. Аналоговые входы предоставляют разрешение до 12 бит (4096 градаций), хотя по умолчанию настроены на разрешение в 10 бит для совместимости со скетчами для других моделей Arduino.
• Цифро-аналоговый преобразователь: контакты DAC1 и DAC2. Позволяют выдавать настоящий аналоговый сигнал с 12-битным разрешением (4096 градации), например, для устройств, связанных с обработкой звука.
• Сброс процессора: RESET. Позволяет аппаратно перезагружать плату.
• Входное напряжение: Vin. Выдаёт напряжение, поданное внешним источником, либо может являться входом для внешнего питания.
• Стабилизированные 5 В: контакт 5V. Позволяет получать ровные 5 В и ток до 800 мА.
• Стабилизированные 3,3 В: контакт 3.3V. Позволяет получать ровные 3,3 В и ток до 800 мА.
• Общая земля: GND.
• Опорное напряжение для плат расширения: IOREF. Платы расширения должны «советоваться» с этим контактом, чтобы правильно определять родное напряжение родительской платы. Arduino Due выдаёт на IOREF 3,3 В.

Память Arduino Due

• На борту SAM3X - 2 блока по 256 Кб флеш-памяти для хранения программы
• Загрузчик (bootloader) располагается в отдельной памяти только для чтения и прошит на заводе Atmel
• Оперативная SRAM-память поделена на 2 банка: 64 и 32 Кб

Любая память доступна для последовательной адресации из программы. Содержимое флеш-памяти (программа) может быть очищено зажатием на несколько секунд кнопки Erase на плате.

Коммуникация

Arduino Due позволяет взаимодействовать с компьютером, другими Arduino, микроконтроллерами и различными устройствами вроде телефонов, планшетов, фотоаппаратов. Для этого плата предоставляет три аппаратных последовательных порта (UART/USART), две шины TWI/I²C, интерфейс SPI и USB-порт.

Один USB-порт (programming) используется для прошивки Arduino Due. Он подключён к чипу ATmega16U2 на плате, который является мостом между USB и аппаратным портом SAM3X, используемым для программирования процессора и связи с компьютером.

Второй USB-порт (native) может использоваться для связи с другими устройствами как в режиме slave (эмуляция мыши, клавиатуры), так и в режиме host (приём данных с фотоаппаратов, управление мышью, клавиатурой, телефоном).

Совместимость

Платформа по своему форм-фактору полностью совпадает с Arduino Mega 2560. Это означает механическую совместимость со всеми платами расширения для Arduino Mega, Arduino Uno, Arduino Leonardo.

Однако, в силу того, что родным является напряжение в 3,3 В, а не 5 В, как на других моделях, стоит обязательно удостоверяться в возможности подключения платы расширения к Arduino Due.

Питание, защита USB и принципы взаимодействия аналогичны другим моделям Arduino.

Габариты Arduino Due

Размер платы составляет 10,16 × 5,3 см (против 6,9 × 5,3 см базовой модели). Гнёзда для внешнего питания и USB выступают на пару миллиметров за обозначенные границы. На плате предусмотрены места для крепления на шурупы или винты. Расстояние между контактами составляет 0,1” (2,54 мм), но в случае 7-го и 8-го контакта - расстояние: 0,16”.

Где купить Arduino

Наборы Arduinoможно купить на официальном сайте и в многочисленных интернет-магазинах.

Наиболее привлекательные цены, постоянные спецпредложения и бесплатная доставка на сайтах китайских магазинов

Плата Arduino Due построена на базе процессора Atmel SAM3X8E ARM Cortex-M3. Это первая плата Arduino на базе 32-битного ARM микроконтроллера. Она имеет 54 цифровых входных/выходных вывода (из которых 12 могут использоваться в качестве ШИМ выходов), 12 аналоговых входов, 4 UART (аппаратных последовательных порта), опорную частоту 84 МГц, USB соединение с возможностью OTG, 2 ЦАП (цифро-аналоговых преобразователя), 2 TWI, разъем питания, разъем SPI, разъем JTAG, кнопку перезагрузки и кнопку стирания.

Внимание : в отличие от других плат Arduino, плата Arduino Due работает с напряжением 3,3В. Максимальное напряжение, которое можно подавать на входные/выходные выводы, составляет 3,3В. Подача на входные/выходные выводы напряжений выше 3,3В может привести к выходу платы из строя.

Плата содержит всё необходимое для работы с микроконтроллером; для того, чтобы начать работу с ней, просто подключите ее к компьютеру с помощью microUSB кабеля или подайте питание от блока питания AC/DC или от батареи. Arduino Due совместима со всеми платами расширения Arduino, которые работают с 3,3В, и совместима с распиновкой Arduino версии 1.0.

Технические характеристики

Микроконтроллер	AT91SAM3X8E
Рабочее напряжение	3,3 В
Входное напряжение (рекомендуемое)	7-12 В
Входное напряжение (предельное)	6-16 В
Цифровые входные/выходные выводы	54 (12 из которых могут использоваться в качестве ШИМ выходов)
Аналоговые входные выводы	12
Аналоговые выходные выводы	2 (ЦАП)
Постоянный ток через входные/выходные выводы	130 мА
Постоянный ток через вывод 3,3 В	800 мА
Постоянный ток через вывод 5 В	800 мА
Флеш-память	512 Кбайт (вся доступна для пользовательских приложений)
Оперативная память SRAM	96 Кбайт (два банка: 64 Кб и 32 Кб)
Тактовая частота	84 МГц
Длина	101,52 мм
Ширина	53,3 мм
Вес	36 г

Документация

Схемы, разводка платы, размеры

Arduino Due является открытой аппаратной платформой. Вы можете изготовить собственную плату, используя следующие файлы:

Преимущества архитектуры ARM

• 32-битное ядро, что позволяет выполнять операции с 4-байтными данными за один такт CPU;
• тактовая частота CPU составляет 84 МГц;
• 96 килобайт SRAM;
• 512 килобайт флеш-памяти для кода программ;
• DMA контроллер, что может освободить CPU от выполнения задач по интенсивной работе с памятью.

Питание

Arduino Due может получать питание либо через подключение USB, либо от внешнего источника питания. Источник питания выбирается автоматически.

Внешнее (не USB) питание может подаваться либо от AC/DC адаптера, либо от батареи. Адаптер может быть подключен с помощью 2,1 мм разъема питания с положительным контактом в центре. Питание от батареи может быть подано на выводы Vin и GND разъема POWER.

Плата может работать от внешнего питания от 6 до 20 вольт. Если подается питание меньше, чем 7 вольт, то на выводе 5V питание может составлять менее пяти вольт, и плата может начать работать нестабильно. Если используется питание более 12В, регулятор напряжения может перегреться и повредить плату. Рекомендуется использовать напряжение питания в диапазоне от 7 до 12 вольт.

Выводы питания:

• Vin . Вход питания платы при использовании внешнего источника питания (используется при отсутствии 5 вольт от USB подключения или от другого регулируемого источника питания). Вы можете подать питание через этот вывод, или, если напряжение питания подается через разъем питания, то это напряжение 5В будет доступно и на этом выводе.
• 5V . С этого вывода можно взять регулируемое напряжение 5В с выхода регулятора на плате. Плата может питаться через разъем питания (7-12В), через USB разъем (5В) или через вывод Vin на плате (7-12В). Подача напряжения через выводы 5V и 3.3V обходит регулятор и может повредить плату. Поэтому не советуем подавать питание на плату через эти выводы.
• 3V3 . Питание 3,3 вольта, выдаваемое регулятором на плате. Максимальный ток 800 мА. Этот регулятор также обеспечивает питанием микроконтроллер SAM3X.
• GND . Выводы земли.
• IOREF . Этот вывод обеспечивает опорное напряжение, с которым работает микроконтроллер. Правильно, сконфигурированная плата расширения, может прочитать напряжение на выводе IOREF и выбрать подходящий источник питания или перевести буферы выходов для работы с напряжением либо 5В, либо 3,3В.

Память

SAM3X обладает 512 килобайтами (2 блока по 256 Кб) флэш-памяти для хранения кода программы. Загрузчик заранее прошит на заводе Atmel и хранится в выделенной для этого ROM памяти. Доступная SRAM память расположена в двух смежных банках 64 Кб и 32 Кб. Вся доступная память (Flash, RAM и ROM) может быть доступна напрямую через плоское адресное пространство.

Также возможно стирание флеш-памяти SAM3X с помощью кнопки стирания, расположенной на плате. Это удалит из MCU загруженный код программы. Чтобы стереть код, нажмите и удерживайте кнопку Erase несколько секунд при поданном на плату питании.

Входы и выходы

Каждый из 54 цифровых выводов Arduino Due может быть использован и как вход, и как выход, с помощью функций pinMode() , digitalWrite() и digitalRead . Они работают с напряжением 3,3 вольта. Каждый вывод может обеспечить ток (в качестве источника) от 3 мА до 15 мА в зависимости от вывода, а также потреблять ток от 6 мА до 9 мА в зависимости от вывода. Они также имеют внутренний подтягивающий резистор (по умолчанию отключен) 100 кОм.

Также некоторые выводы обладают специальными функциями:

• последовательный порт: 0 (RX) и 1 (TX); последовательный порт 1: 19 (RX) и 18 (TX); последовательный порт 2: 17 (RX) и 16 (TX); последовательный порт 3: 15 (RX) и 14 (TX) . Выводы используются для приема (RX) и передачи (TX) последовательных данных с TTL уровнями 3,3 вольта. Выводы 0 и 1 также подключены к соответствующим выводам преобразователя USB-TTL на ATmega16U2;
• ШИМ: выводы со 2 по 13 . Обеспечивают 8-битный ШИМ выход с помощью функции analogWrite() . Разрешение ШИМ может быть изменено с помощью функции analogWriteResolution() ;
• SPI: разъем SPI (разъем ICSP на других платах Arduino) . Эти выводы поддерживают связь через SPI с помощью соответствующей библиотеки. SPI выводы подключены к 6-пиновому разъему в центре, который физически совместим с платами Arduino Uno, Leonardo и Mega2560. Разъем SPI может использоваться только для связи с другими SPI устройствами, но не для программирования SAM3X по технологии внутрисхемного программирования. SPI в Arduino Due обладает расширенными возможностями, которые могут использоваться с расширенных SPI методов для Due;
• CAN: CANRX и CANTX . Эти выводы поддерживают связь по протоколу CAN, но он еще не поддерживается Arduino API;
• светодиод: 13 . Встроенный светодиод подключен к цифровому выводу 13. При высоком уровне на выводе светодиод загорается, при низком - гаснет. Также возможно менцание светодиода, так как цифровой вывод 15 является еще и ШИМ выходом;
• TWI 1: 20 (SDA) и 21 (SCL), TWI 2: SDA1 и SCL1 . Поддерживают связь через TWI с помощью библиотеки Wire . SDA1 и SCL1 могут управляться с помощью класса Wire1 , поставляемого библиотекой Wire . В отличие от SDA и SCL, имеющих внутренние подтягивающие резисторы, SDA1 и SCL1 такими резисторами не обладают. Поэтому для использования Wire1 необходимо добавление двух подтягивающих резисторов на линии SDA1 и SCL1;
• Аналоговые входы: выводы от A0 до A11 . Arduino Due обладает 16 аналоговыми входами, каждый из которых обеспечивает 12-битное разрешение (т.е. 4096 разных значений). По умолчанию для совместимости с другими платами Arduino разрешение чтения устанавливается равным 10 бит. Разрешение АЦП можно изменить с помощью функции analogReadResolution() . Аналоговые входы Arduino Due измеряют напряжение от 0 до максимального значения 3,3 вольт. Подача напряжения более 3,3В на выводы Arduino Due может вывести из строя микросхему SAM3X. Функция analogReference() игнорируется платой Arduino Due. Вывод AREF подключен к выводу опорного аналогового напряжения SAM3X через резисторный мост. Для использования вывода AREF необходимо выпаять резистор BR1 на плате;
• DAC1 и DAC2 . Эти выводы обеспечивают настоящие аналоговые выходы с 12-битным разрешением (4096 уровней) с помощью функции analogWrite() . Эти выводы могут использоваться для создания аудиовыхода с помощью библиотеки Audio .

Еще пара выводов:

• AREF . Опорное напряжение для аналоговых входов. Используется совместно с analogReference() ;
• Reset . Низкий уровень на этом выводе приводит к перезагрузке микроконтроллера. Обычно используется для добавления кнопки сброса на платы расширения, закрывающей доступ к кнопке сброса на самой плате Arduino.

Таблица соответствия между выводами Arduino Due и портами SAM3X

Номер вывода Arduino Due	Название вывода SAM3X	Название соответствующего вывода Arduino Due	Максимальный выходной ток (мА)	Максимальный потребляемый ток (мА)
0	PA8	RX0	3	6
1	PA9	TX0	15	9
2	PB25	Цифровой вывод 2	3	6
3	PC28	Цифровой вывод 3	15	9
4	Подключен и к PA29 , и к PC26	Цифровой вывод 4	15	9
5	PC25	Цифровой вывод 5	15	9
6	PC24	Цифровой вывод 6	15	9
7	PC23	Цифровой вывод 7	15	9
8	PC22	Цифровой вывод 8	15	9
9	PC21	Цифровой вывод 9	15	9
10	Подключен и к PA28 , и к PC29	Цифровой вывод 10	15	9
11	PD7	Цифровой вывод 11	15	9
12	PD8	Цифровой вывод 12	15	9
13	PB27	Цифровой вывод 13 / желтый светодиод "L"	3	6
14	PD4	TX3	15	9
15	PD5	RX3	15	9
16	PA13	TX2	3	6
17	PA12	RX2	3	6
18	PA11	TX1	3	6
19	PA10	RX1	3	6
20	PB12	SDA	3	6
21	PB13	SCL	3	6
22	PB26	Цифровой вывод 22	3	6
23	PA14	Цифровой вывод 23	15	9
24	PA15	Цифровой вывод 24	15	9
25	PD0	Цифровой вывод 25	15	9
26	PD1	Цифровой вывод 26	15	9
27	PD2	Цифровой вывод 27	15	9
28	PD3	Цифровой вывод 28	15	9
29	PD6	Цифровой вывод 29	15	9
30	PD9	Цифровой вывод 30	15	9
31	PA7	Цифровой вывод 31	15	9
32	PD10	Цифровой вывод 32	15	9
33	PC1	Цифровой вывод 33	15	9
34	PC2	Цифровой вывод 34	15	9
35	PC3	Цифровой вывод 35	15	9
36	PC4	Цифровой вывод 36	15	9
37	PC5	Цифровой вывод 37	15	9
38	PC6	Цифровой вывод 38	15	9
39	PC7	Цифровой вывод 39	15	9
40	PC8	Цифровой вывод 40	15	9
41	PC9	Цифровой вывод 41	15	9
42	PA19	Цифровой вывод 42	15	9
43	PA20	Цифровой вывод 43	3	6
44	PC19	Цифровой вывод 44	15	9
45	PC18	Цифровой вывод 45	15	9
46	PC17	Цифровой вывод 46	15	9
47	PC16	Цифровой вывод 47	15	9
48	PC15	Цифровой вывод 48	15	9
49	PC14	Цифровой вывод 49	15	9
50	PC13	Цифровой вывод 50	15	9
51	PC12	Цифровой вывод 51	15	9
52	PB21	Цифровой вывод 52	3	6
53	PB14	Цифровой вывод 53	15	9
54	PA16	Аналоговый вход 0	3	6
55	PA24	Аналоговый вход 1	3	6
56	PA23	Аналоговый вход 2	3	6
57	PA22	Аналоговый вход 3	3	6
58	PA6	Аналоговый вход 4	3	6
59	PA4	Аналоговый вход 5	3	6
60	PA3	Аналоговый вход 6	3	6
61	PA2	Аналоговый вход 7	3	6
62	PB17	Аналоговый вход 8	3	6
63	PB18	Аналоговый вход 9	3	6
64	PB19	Аналоговый вход 10	3	6
65	PB20	Аналоговый вход 11	3	6
66	PB15	DAC0	3	6
67	PB16	DAC1	3	6
68	PA1	CANRX	3	6
69	PA0	CANTX	15	9
70	PA17	SDA1	3	6
71	PA18	SCL2	15	9
72	PC30	светодиод "RX"	15	9
73	PA21	светодиод "TX"	3	6
74	PA25	(MISO)	15	9
75	PA26	(MOSI)	15	9
76	PA27	(SCLK)	15	9
77	PA28	(NPCS0)	15	9
78	PB23	(не подключен)	15	9
USB	PB11	ID	15	9
USB	PB10	VBOF	15	9

Связь

Плата Arduino Due обладает рядом возможностей для связи с компьютером, с другой платой или с другими микроконтроллерами, а также с различными устройствами, например, с телефонами, планшетами, камерами и т.д. SAM3X обеспечивает один аппаратный UART порт и три аппаратных USART порта для последовательной связи с TTL уровнями (3,3 вольта).

Порт программирования подключен к микроконтроллеру ATmega16U2, который обеспечивает виртуальный COM порт для связи с программным обеспечением на компьютере (для опознания устройства Windows машинам понадобится inf-файл, машины на OSX и Linux определят плату, как COM порт, автоматически). ATmega16U2 также подключена к аппаратному порту UART SAM3X. Последовательный порт на выводах RX0 и TX0 обеспечивает связь COM-USB для программирования платы через микроконтроллер ATmega16U2. Arduino IDE включает в себя монитор последовательного порта, который позволяет посылать и принимать от платы простые текстовые данные. Светодиоды RX и TX на плате загораются при передаче данных через микросхему ATmega16U2 и USB соединение (но не при передаче данных через выводы 0 и 1 последовательного порта).

Собственный USB порт подключен к SAM3X. Это позволяет использовать последовательную (CDC) связь поверх USB. Это обеспечивает последовательное соединение с монитором последовательного порта или с другими приложениями на вашем компьютере. Это также позволяет Arduino Due имитировать USB мышь или клавиатуру, подключенную к компьютеру. Для использования этой возможности посмотрите на документацию библиотек Mouse и Keyboard .

Собственный USB порт может также работать, как USB хост для подключенных периферийных устройств, например, мышь, клавиатура и смартфон.

SAM3X также поддерживает связь через TWI и SPI. Arduino IDE включает в себя библиотеку Wire для упрощения использования шины TWI. Для связи через SPI используется библиотека SPI .

Программирование

Arduino Due может быть прошит с помощью Arduino IDE.

Загрузка скетчей на SAM3X отличается от загрузки на AVR микроконтроллеры, установленные на другие платы Arduino, так как перед перепрограммированием необходимо стереть флеш-память. Загрузка кода управляется памятью ROM в SAM3X, которая запускается, только когда флеш-память контроллера пуста.

Плату можно запрограммировать через любой из USB портов, хотя рекомендуется использовать порт программирования, так как он поддерживает стирание микросхемы:

• Порт программирования: для использования этого порта выберите в Arduino IDE "Arduino Due (Programming Port)". Подлкючите Arduino Due к вашему компьютеру через порт программирования (ближайший к разъему питания). Порт программирования использует ATmega16U2 в качестве преобразователя "USB - последовательный порт", подключенного к первому порту UART SAM3X (RX0 и TX0). У ATmega16U2 есть два вывода, подключенных к выводам Reset и Erase SAM3X. Открытие и закрытие порта программирования, подключенного на скорости 1200 бит/с, вызывает процедуру «аппаратного стирания» микросхемы SAM3X, активируя выводы Erase и Reset SAM3X перед установлением соединения через UART. Рекомендуется использовать этот порт для программирования Arduino Due. Этот способ более надежен, чем «программное стирание», которое используется совместно с собственным портом, и будет работать, даже если главный микропроцессор будет поврежден.
• Собственный порт: для использования этого порта выберите в Arduino IDE "Arduino Due (Native USB Port)". Собственный USB порт подключен непосредственно к SAM3X. Подлкючите Arduino Due к вашему компьютеру через собственный USB порт (ближайший к кнопке перезагрузки). Открытие и закрытие собственного порта, подключенного на скорости 1200 бит/с, вызывает процедуру «программного стирания»: флеш-память стирается и плата перезапускается с загрузчиком. Если MCU по какой-то причине поврежден, то, вероятно, программное стирание работать не будет, так как эта процедура в SAM3X выполняется полностью программно. Открытие и закрытие собственного порта на других скоростях передачи не приводит к перезагрузке SAM3X.

В отличие от других плат Arduino, которые используют avrdude для прошивки, Arduino Due использует bossac.

Прошивка ATmega16U2 доступна в репозитории Arduino. Вы можете использовать разъем ISP с внешним программатором (перезаписывающим DFU загрузчик).

Защита USB от перегрузки по току

Arduino Due имеет самовосстанавливающийся предохранитель, который защищает USB порты вашего компьютера от короткого замыкания и перегрузки по току. Несмотря на то, что большинство компьютеров обеспечивают свою собственную внутреннюю защиту, этот предохранитель дает дополнительный уровень защиты. Если ток через USB порт превышает 500 мА, предохранитель автоматически разрывает соединение, пока короткое замыкание или перегрузка не будут устранены.