www.arikporat.com

R3 - ( ARDUINO MEGA R3 ) 2560 כרטיס ארדואינו מגה

סקירה כללית .1

כרטיס ארדואינו עם כמות הדקים גדולה במיוחד. המיקרו בקר בכרטיס הוא מיקרו בקר עם ליבת

AVR שנקרא ATmega2560 בארכיטקטורת RISCהסבר המושגים בהמשך העמוד( הוא נמצא(

הדקים100 אריזה שטוחה מרובעת רזה ויש לו TQFP- Thin Quad Flat Packageבאריזה -

הדקים שכל אחד יכול54 של הכרטיס שבה יש 3)ראה השרטוט בהמשך(. אנחנו נסקור את גרסה

PWM – Pulse Width מהדקים אלו יכולים לשמש כיציאות 15לשמש כקלט או פלט, כאשר

Modulator .סוגי תקשורת4 הדקים נוספים הם הדקי כניסות אנאלוגיות , 16 – אפנן רוחב דופק

, מחבר לכניסת מתחUSB - )פורטים של תקשורת טורית( , חיבור לתקשורת UARTטוריות -

ICSP – In Citcuit Serial Programmingמספק כוח, מחבר לצריבת טורית של הזיכרון הפנימי )

מגה הרץ הקובע את מהירות העבודה.16. למיקרו בקר מתחבר גביש של RESET( ומפסק איפוס

, הרחבותRTC , GPS ) כרטיסוני shieldsלכרטיס ניתן לחבר כרטיסי עזר הנקראים "מגנים" –

ARDUINO הוא שיפור של כרטיס ARDUINO MEGA 2560זיכרון ועוד( ליישומים רבים.

MEGA 1280 שבו היה מיקרו בקר ATMega בכרטיס יש רכיב .ATmega16U2שמתוכנת כ

. PC לטורי". רכיב זה תומך בתקשורת שבין הכרטיס למחשב ה USB"ממיר מ

נראה את הכרטיס:1בשרטוט מספר USB שקע 16U2אטמל לדים של התקשורת הטוריתלד שמראה שיש מתח

כניסת מתח ייחוס לממיר 13 עד 0 הדקים 21 עד 14 וולט הדקים 5 הדקים ל 2

7-12v כניסת מתח ישר 5v+3.3v יציאות מתחים15 עד 0הדקים אנאלוגיים vin כניסה/יציאה של

5v מיצב ל 16MHz גביש ATMega2560 מחבר צריבה RESETמפסק RESETיציאה/כניסה ל

3 – כרטיס ארדואינו מגה סדרה 1שרטוט מספר

1

הדקי 22ם עד53

www.arikporat.com

AVR : הוא ראשי תיבות של - Alf )Egil Bogen( and Vegard )Wollan('s RISC processor

הנקראת לארכיטקטורה modifiedשקשורים Harvard architectureארכיטקטורת -

שונים, פיזיים זיכרון אזורי בשני והנתונים מאוחסנים - שבה התכנית מותאמת הרווארד

במרחבי כתובות שונים, אבל יש להם יכולת לקרא נתונים מזיכרון התכנית עם הוראות קריאה

– מחשב עם סט הוראותRISC – Reduced Instructions Set Computer המושג ספציפיות.

מופחת , כך שיחידת הפענוח של הפקודות קטנה יותר ומהירות העבודה גדולה יותר.

: R3 2560תכונות הכרטיס ארדואינו .2

:12 - 7 מתח עבודה V

5זרם מומלץ בהדק קלט / פלט בv 20 הואma :40 . זרם מקסימאלי mA ( ± Sink

– הטבעת זרם כשנסגר זרם דרך ההדק של הכרטיס לאדמה – מסומן ב + או

Source . ) - כאשר הכרטיס מוציא זרם החוצה ואז מסומן כ ,

200זרם מקסימאלי בכל ההדקים יחדma.

3.3זרם בהדק קלט/פלט של הכרטיס כשעובדים עםv: 50 mA±

54 הדקים יכולים לשמש ל 15 הדקים לקלט פלט דיגיטאליים מתוכם PWM .

16 כניסות ל ( הדקים אנאלוגיים ADC.)

זיכרוןFLASH :256 – זיכרון התכנית KBytes 8 ) מתוכםkBytes ל Boot

Loader.)

זיכרוןRAM: 8 KBytes

זיכרוןEEPROM: 4 KBytes

:16תדר העבודה MHz

תקשורות טוריות 4 סוגי תקשורת טוריות : א. 4תמיכה ב USART .ב USB

(.I2C ) נקרא גם wire-2 ד. SPIג.

ATMega2560 תכונות רכיב המיקרו בקר .3

ביט עם תצרוכת הספק נמוכה וביצועים גבוהים.8מיקרו בקר של א.

(Reduced Instructions Set Computer מתקדמת ) RISCארכיטקטורת ב.

135.הוראות – רובן עם זמן ביצוע של מחזור שעון אחד

8*32 ( 8 רגיסטרים בני 32 רגיסטרי עבודה לשימוש כללי.)ביט כל אחד

.פעולה סטאטית מלאה

16עד MIPS 16 בMHz.

מכפל זמן מחזור בתוך הרכיב

סגמנטים של זיכרון בלתי נדיפים עם הישרדות גבוהה.ג.

2

www.arikporat.com

256 קילו בתים מסוג FLASH הנצרבים במעגל בו נמצאים In System

Programming .

4 קילו בתים של EEPROM.

8 קילו בתים של SRAM.פנימי

10000 מחזורי כתיבה ומחיקה של ה FLASH , 100000של ה

EEPROM.

– 25 שנה ב 100 מעלות צלסיוס, 85 שנה ב 20הישארות הנתון בזיכרון

מעלות צלסיוס .

ישנה אפשרות לאזורBoot Code.עם ביטי נעילה בלתי תלויים

על ידי תכנית צריבה בתוך הרכיב .in System# תכנות

# ניתן לקרא בזמן פעולת כתיבה .

נעילת תוכנה לביטחון התוכנה.ד.

קילו בתים לזיכרון תכנית חיצוני64הישרדות : עד

העוזרתATMEL ) ספריה של חברת Atmel QTouch library Supportתמיכה של ה.

למפתחי חומרה/תוכנה(.

, לביטי הנעילהEEPROM וה FLASH לצריבת זיכרונות ה JTAGחיבורי ו.

.debugולפעולת

מאפיינים פריפריאלייםז.

ביט עם קביעת מספר התחלתי ואופן עבודה של8 טיימרים/קאונטרים של 2-

השוואה.

ביט עם קביעת מצב התחלתי ואופני עבודה של16 טיימרים/קאונטרים בני 4-

השוואה ולכידה.

מונה זמן אמת עם מתנד נפרד.-

ביט.8 של PWM ערוצים של 4-

ביטים.16 עד 2 עם רזולוציה ברת תכנות מ PWM ערוצי 12-

יציאת אפנן השוואה.-

ביט.10 של ADC ערוצים של 16-

USART פורטים לתקשורת טורית4-

– ממשק טורי היקפי SPI ( Serial Peripheral Interface.)ממשק טורי -

.wire-2ממשק טורי -

)כלב שמירה( מתוכנתת עם מתנד פנימי נפרד.Watch Dogמערכת -

משווה אנאלוגי .-

)"השכמה"( בשינוי מתח בהדק.wake-upפסיקות ו -

מאפיינים מיוחדים למיקרו בקרח.

3

www.arikporat.com

-RESET ( בהפעלת חשמל וגילוי נפילות מתח בר תכנות Brown-out

Detection.)

מתנד מכויל פנימי.-

מקורות פסיקה פנימיים וחיצוניים.-

,Idle, ADC Noise Reduction, Power-save, Power-down אופני שינה : 6 -

Standby, and Extended Standby

הדקי קלט פלט וזיווד )אריזה(ט.

הדקים54 הדקי קלט פלט ) בכרטיס הארדואינו יש 86 יש ATMega2560לרכיב -

אנאלוגיים(.16דיגיטאליים ועוד

ball-100 עם CBGA. או אריזה TQFP מוליכים )הדקים( באריזה הנקראת 100-

-RoHS/Fully Green."תקן אריזה "ירוק –

40°C to 85°C-טמפרטורת אחסנה : לתעשיה : י.

תצרוכת הספק נמוכה ביותר:יא.

.1MHz , 1.8v : 500µAבמצב פעיל בתדר -

.1.8v ב Power down : 0.1µAבמצב -

דרגת מהירות יב.

- 0 - 2MHz @ 1.8V - 5.5V, 0 - 8MHz @ 2.7V - 5.5

- 0 - 16MHz @ 4.5V - 5.5V

נסכם את הפרטים הכלליים בטבלה הבאה:

4

www.arikporat.com

: סיכום כללי1טבלה

נתונים חשמליים.4ערכים נקובים מקסימלייםא.

: ערכים נקובים מקסימליים.2טבלה

מהטבלה רואים :

מעלות צלסיוס.125 עד פלוס 55הרכיב עובד בתחום טמפרטורות ממינוס

מעלות צלסיוס.150 עד פלוס 65טמפרטורת אחסנה ממינוס

- עד 0.5המתח בכל פין מ Vcc + 0.5 v חוץ מהדק ה( RESET.)

המתח בהדק הRESET- וולט.13 ועד 0.5 מ

וולט.6מתח הפעלה מקסימלי ) מתח ספק ( עד

מילי אמפר.40הזרם בכל הדק

הזרם בהדקי הVcc מילי אמפר.200 והאדמה עד

DCמאפייני ב.

5

www.arikporat.com

.DC : מאפייני 3טבלה

הפרמטרים שנדגיש הם :

וולט.5.5 וולט עד 1.8מתח ספק הכוח מ

' 0מתח כניסה מקסימלי הנחשב עדיין כ - 'VIL 0.3 - הואVcc- שורה ראשונה –

הערךRESET וולט (. בהדקי הגביש וה 1.5 וולט נקבל 5)עבור מתח ספק של

.0.1Vccהוא

' 1מתח כניסה מינימלי הנחשב כ 'VIH 0.6 הואVcc 5 )עבור מתח ספק של

וולט ( . ראה שורה רביעית בטבלה.3וולט זה

מיקרו אמפר ) מראה על1זרם כניסה גם במצב נמוך וגם במצב גבוה הוא

התנגדות כניסה של מגה אוהם(.

- מתח היציאה במצב של גבוהVOH 5 וולט )במתח ספק 4.2 - לא יהיה קטן מ

וולט(.

מתח היציאה במצב של נמוך – VOL 5 וולט ) עם מתח ספק 0.9 – לא יעלה על

מילי אמפר(20וולט וזרם של

ערכו של נגד משיכה למעלהPULL UP קילו אוהם )שורה50 ל 20- - בין

(.2אחרונה בטבלה

6

www.arikporat.com

שרטוט הדקי הכרטיס מהאתר.5

http://yourduino.com/docs/MegaPinOut.png

שבעמוד הבא רואים את הקשר בין ההדקים הדיגיטאליים והאנלוגיים ובין2בשרטוט מספר

הפורטים המתאימים להם. להדקים יש אפשרות לתפקד כהדקי קלט או פלט ויש להם תפקיד

נוסף הרשום ליד כל הדק. הצבע ליד כל הדק מצין את תפקידו. מקרא לצבעים השונים של

ההדקים שבשרטוט:

.5vצבע אדום - צבע שחור – אדמה

צבע אפור כהה – הדק פיזי ברכיב עצמו ) לאצבע צהוב – הדקי בקרה.

בכרטיס(.

ATMegaצבע לבן – תפקיד ההדק ב צבע צהוב בהיר – מספר ההדק של הפורט.

.

צבע ירוק – הדק אנאלוגי.צבע אפור – הדק דיגיטאלי.

צבע תכלת – הדק תקשורת טורית. ) אפנון רוחב דופק (.PWMצבע ורוד – הדק עם

7

www.arikporat.com

: הדקי הארדואינו מגה2שרטוט מספר

8

www.arikporat.com

, הקישור לפורט ותפקיד ההדק לפי צבע. : הדקי הארדואינו מגה2שרטוט מספר

רואים את ההבדלים בין הרכיבים1 מספר רכיבים. בטבלה ATMEGA של AVR במשפחת ה במשפחה:

.ATmega : השווה בין רכיבי ה 1 טבלה

וכמותPWMההבדלים העיקריים הם בגודל הזיכרונות, במספר ההדקים של הרכיב, כמות הדקי

קילו בתים של זיכרון4 קילו בתים זיכרון תכנית, 256 יש ATmega 2560ערוצי תקשורת. ב

EEPROM 8 קילו בתים של RAM, 86 הדקים של 12 הדקי קלט/פלט מתוכם PWM, 4ערוצי

.ADC כניסות ל 16 ו USARTתקשורת טורית

ATMega2560המלבנים המרכיבים את הרכיב .6

. תפקידו העיקריAVR( ה COREבפרק זה נתאר בכלליות את הארכיטקטורה של ליבת )

הוא להבטיח ביצוע תקין של התכנית. מכאן שהוא צריך לגשת לזיכרונות ,CPUשל ה

לבצע חישובים, לבקר על רכיבים פריפריאליים ולנהל פסיקות.

Harvard משתמש בארכיטקטורת AVRכדי להגדיל את הביצועים והעבודה המקבילית, ה

( נפרדים לתכנית ולנתונים. הוראות שבזיכרון התכניתBUSESעם זיכרונות ופסים )

( יחידה. בזמן ביצוע הוראה אחת מביאים אתPIPELININGמבוצעות עם רמת קו צינור )

ההוראה הבאה מזיכרון התכנית. בצורה כזו מאפשרים שהוראות יתבצע ו בכל מחזור שעון.

In System והוא בר תכנות כשהוא בתוך המעגל ) FLASHזיכרון התכנית הוא מסוג

Reprogrammable.)

שבהמשך מתוארים המלבנים המרכיבים את הרכיב. 3בשרטוט מספר

זיכרון התכניתא.

– זהו זיכרון מסוגFLASH PROGRAM MEMORYנראה בצד שמאל למעלה –

FLASH 128 קילו בתים והוא מאורגן כ 256 ) הבזק (, בגודלK*16הסיבה לכך היא שכל .

. 1FFFFh ועד 0 ביטים. תחום הכתובות הוא מ 32 או 16פקודה היא בת

9

www.arikporat.com

)הקשר למחשב וצריבת התכנית (boot : לאזור תכנית ה 2מרחב הזיכרון מתחלק ל

( ,Lock Bitsולאזור תכנית האפליקציה ) היישום(. לשני האזורים יש ביטים של נעילה )

Store Program( - SPM) יש גם את הוראות BOOTלהגנה מפני גניבת התכנה. באזור ה

Memory שמאפשרות צריבה של אזור האפליקציה בזיכרון ה - FLASH.בעזרת המחשב

Boot Loader קילו בתים שייכים ל 8 יש FLASHבכרטיס הארדואינו, בזיכרון תכנית ה

) תוכנה האחראית על הקשר בין כרטיס הארדואינו למחשב( . הזיכרון יכול להיצרב

(. Programming In Systemכשהוא בתוך המעגל שבו הוא נמצא )

.ברגיסטר זהInstruction Registerמתחת לזיכרון התכנית נמצא רגיסטר ההוראה:

שומרים את הפקודה שהבאנו מזיכרון התכנית.

. מערכת זוInstruction Decoderמתחת לרגיסטר ההוראה נמצא את מפענח הפקודה

מפענחת מה אומרת הפקודה שנמצאת ברגיסטר ההוראה והמעבד מוציא שרשרת אותות

בקרה ליחידות שנמצאות בפקודה כדי שהפקודה תתבצע.

ביטים . הוא17 שלו Program Counterמימין לזיכרון התכנית נמצא את מונה התוכנית

מראה מאיזו כתובת בזיכרון התכנית מביאים את הפקודה לביצוע. בסיום כל הבאת פקודה

כדי להצביע על הכתובת הבאה1מזיכרון התכנית אל רגיסטר ההוראה המונה מתקדם ב

בזיכרון.

ATmega2560 : מבנה הרכיב 3שרטוט

10

www.arikporat.com

מרחב זיכרון הנתוניםב.

קילו בתים במרחב זיכרון הנתונים לפי המיפוי64בשרטוט הבא ניתן לראות שניתן לחבר

הבא:

– מרחב זיכרון הנתונים4שרטוט מספר

רגיסטרי עבודה . הם יוסברו בסעיף הבא. 32 הכתובות הראשונות שייכות ל 32

רגיסטרים לשימוש כללי עבור רכיבי קלט/פלט שבתוך הרכיב ) מצביע מחסנית64בהמשך יש

וכו'(.

רגיסטרים לקלט/פלט לרכיבים קלט / פלט חיצוניים. כאן נמצא לדוגמא את416לאחריהם יש

הרגיסטרים של הפסיקות.

פנימי שיוסבר בהמשך.SRAM קילו בתים של 8 נמצא 21FFh עד 200hבין הכתובות

חיצוני.RAM ניתן לחבר FFFFh עד 2200hמכתובת

רגיסטרי עבודהג.

General Purpose 8*32 רגיסטרים למטרה כללית. 32במרכז השרטוט רואים

Registers הרגיסטרים נקראים . R0 עד R31 ביט וזמן הגישה8 . כל רגיסטר הוא של

ALU - Arithmatic Logicאליו הוא מחזור שעון יחיד. זה מאפשר לבצע פעולות עם ה

Unit .16 רגיסטרים של 3 רגיסטרים אלו יכולים לשמש כ 32 מתוך 6 במחזור שעון יחיד

ביט להצבעה על מרחב הנתונים . אחד מהשלושה יכול להצביע על כתובת בזיכרון תכנית

X רגיסטרים אלו נקראים 3 (. Look Up Tables עבור טבלאות המרה )FLASHה

Y ו Z 5 כמתואר בשרטוט מספר.

11

www.arikporat.com

רגיסטרי עבודה 32 : 5שרטוט 6 מחולקים כפי שנראה בשרטוט מספר X Y Zהרגיסטרים

X Y Z : רגיסטרים 6שרטוט מספר

רגיסטרים אלו יכולים בנוסף לתפקידם הכללי להצביע על כתובות באזור הנתונים .

ALUיחידה אריתמטית לוגית – ד.

שבה מבוצעות הפעולות האריתמטיותALUמתחת למלבן של רגיסטרי העבודה נראה את ה

) חשבוניות ( והלוגיות. היחידה תומכת בפעולות אריתמטיות ולוגיות בין רגיסטרים או בין

רגיסטר וקבוע. פעולות על רגיסטר בודד מבוצעות במחזור שעון יחיד. רגיסטר הסטאטוס

שנמצא מעל רגיסטרי העבודה, נותן אינפורמציה לגבי התוצאה של הפעולה שבוצעה.

קטגוריות : אריתמטיות, לוגיות ופעולות על ביטים. חלק3 מחולקות ל ALUהעולות ב

מהביצועים מאפשר פעולות כפל גם עבור מספרים מסומנים או לא מסומנים ופעולות עם

שברים.

SRAMזיכרון ה.

הסטאטי נשמרים הנתונים. בזיכרון זה נמצאת גם המחסנית שבה נשמרתRAMבזיכרון ה

SRAMכתובת החזרה בפסיקות ובקריאה לפרוצדורה. המחסנית ממוקמת ביעילות ב

. יש לאתחל את מצביעSRAMוכתוצאה מכך גודל המחסנית תלוי בשימוש שנעשה ב

12

www.arikporat.com

מיד עם תחילת התכנית לפני שקוראים לפרוצדורה או)SP ) Stack Pointerהמחסנית

( שוניםAddressing Modes אופני מיעון ) 5 ב SRAMשמתבצעת פסיקה. ניתן לפנות ל

.AVRהנתמכים על ידי ארכיטקטורת ה

STACK POINTER המחסנית ומצביע המחסנית –

מצביע המחסנית מראה מאיזו כתובת במחסנית מוציאים נתון או לאיזו כתובת מכניסים נתון

למחסנית. השימוש במחסנית הוא בעיקר לשמירה של נתונים זמניים, משתנים מקומיים

)אוטומטים( ושמירת כתובת החזרה בפסיקות ופרוצדורות. שמירת הנתונים במחסנית

(. לדוגמא51 ולא כמו במיקרו בקר 8086מתחילה מכתובת גבוהה לכתובת נמוכה ) כמו ב

תחסר ממצביע המחסנית. יש להגדיר את מצביע המחסנית למיקום הרצויPUSHפקודת

200hלפני שמזמנים פרוצדורה או מתבצעת פסיקה. חייבים לשים במצביע ערך גדול מ

לכתובת האחרונהRESET הפנימי( והוא נטען אוטומטית לאחר SRAM) כתובת ראשונה ב

3 וכאשר תיכנס כתובת החזרה הוא ירד ב PUSH בפקודת 1הפנימי. המצביע ירד ב SRAMב

RET ובפקודת 1 הוא יגדל ב POP ( . בפקודת 1FFFFh ל 0) הכתובת יכולה להיות בין

.3 מפסיקה הוא יגדל ב RETIמפרוצדורה או

ביט במרחב הקלט/פלט. הוא מורכב8 רגיסטרים של 2 הוא בן AVRמצביע המחסנית ב

.7מחלק נמוך וגבוה כפי שנראה בשרטוט מספר

: מצביע המחסנית7שרטוט מספר

הואRESET . הערך ההתחלתי אחרי 5Dh - 5Fhמצביע המחסנית תופס את הכתובות

41FFh שהיא הכתובת האחרונה ב SRAM (.4 הפנימי )ראה שרטוט מספר

מרחב הקלט/פלטו.

–SPI SP כתובות לתפקוד פריפריאלי של רגיסטרי בקרה, 64מרחב זיכרון הקלט/פלט מכיל

מצביע המחסנית ושאר תפקודי קלט/פלט לרכיבי קלט / פלט שבתוך הרכיב. ניתן לגשת

הרגיסטרים של קובץ הרגיסטרים הכללים, כלומר32אליהם ישירות או במיקום שאחרי

.5Fh עד 20hלכתובות

13

www.arikporat.com

EEPROMזיכרון הנתונים ז.

קילו4 לנתונים בנפח של EEPROM יש זיכרון 3 בשרטוט מספר SRAMמתחת לרכיב ה

בתים. בזיכרון זה שאיננו מחיק ניתן לשמור נתונים שהמשתמש הכניס במהלך ריצת התכנית

ורוצים שיישמרו גם לאחר הפסקות חשמל והרצה חדשה של התכנית ) כמו סיסמה(. הוא

מחזורי100000מאורגן במרחב זיכרון נפרד שממנו ניתן לקרא או לכתב לו בייט. ניתן לבצע

נמצאים באזור רגיסטרי הקלט /EEPROMכתיבה / מחיקה. הרגיסטרים בעזרתם פונים ל

פלט הפנימיים.

I/O LINES קווי קלט / פלט - ח.

הדקי קלט פלט מתוכנתים שכל אחד מהם ניתן לתכנות האם הוא יהיה קלט או86למיקרו יש

8 , סה"כ PORTH ועד PORTAפלט. ההדקים שייכים לפורטים לפי הסדר הבא : מ

פורטים. כל הפורטים הם של11 . סה"כ PORTL ועד PORTJ פורטים מ 3פורטים, ועוד

הדקים של פורטים. ניתן86 הדקים. מכאן שיש סה"כ 6 הוא של PORTG ביטים ורק 8

לתכנת כל הדק בנפרד או לתכנת את כל הדקי הפורט יחד.

INTERRUPT UNITיחידת הפסיקה ט.

בצד ימין למעלה. ליחידה יש רגיסטר בקרה3היחידה נמצאת בסכמה המלבנית בשרטוט

במרחב הקלט/פלט עם תוספת של ביט אפשור פסיקה גלובאלי נוסף הנמצא ברגיסטר

פסיקות חיצוניות, פסיקות8 סוגי פסיקה הכוללים 57 . היחידה מנהלת I bitהסטאטוס ונקרא

טיימרים , פסיקות תקשורת למיניהן ופסיקת משווה אנאלוגי. לכל הפסיקות יש וקטור פסיקה

נפרד )כתובת פסיקה( הנמצא בטבלת ווקטור הפסיקה. לפסיקות יש עדיפות בהתאם למיקום

בווקטור הפסיקה. ככל שווקטור הכתובת נמוך יותר, העדיפות גבוהה יותר. לדוגמא : אחרי

RESET בזיכרון התכנית )יש0 )הנחשבת גם היא כפסיקה( התכנית מתחילה בכתובת

אפשרויות נוספות שלא נפרט כאן( וזו נחשבת הפסיקה עם העדיפות הגבוהה ביותר. הפסיקה

ולה עדיפות גבוהה מאלו שאחריה. לכל2 הנמצאת בכתובת 0הבאה היא פסיקה חיצונית

' כדי לאפשר את הפסיקה המסוימת )בנוסף יש לתת1פסיקה יש אפשור משלה ויש לשים '

אפשור לביט גלובאלי ברגיסטר הסטאטוס(. פסיקות יכולות להיות ממוסכות )חסומות(

אוBLB02 ( כאשר ביטי הנעילה Program Counterאוטומטית בתלות במונה התכנית - )

BLB12 דבר זה משפר את בטיחות התוכנה. כאשר נענים לפסיקה, הביט1 מתוכנתים ל .

1 מאופס ולא מאפשר קבלת פסיקות נוספות. הוא מוחזר אוטומטית ל I bitהגלובאלי

' בתכנית פסיקה ואז נוכל לקבל פסיקה בתוך פסיקה )1 . אפשר לכתוב אליו 'RETIבפקודת

nested .)

14

www.arikporat.com

SPIיחידת י.

הוא ממשק היקפי טורי -SPI . ה 3היחידה נמצאת מתחת ליחידת הפסיקה בשרטוט מספר

Serial Peripheral Interfaceהמשמש לתקשורת טורית. זהו ממשק תקשורת לחיבור -

. בעזרת ממשק זה צורבים את זיכרון התכניתRTC , כמו רכיבי קול או SPIרכיבים ב

שברכיב.

- טיימר כלב שמירהWATCH DOG TIMER יא.

. תפקיד המערכת הזו לאתחל את3 בשרטוט מספר SPIהיחידה נמצאת מתחת ליחידת ה

התוכנה במידה והתוכנה "התבלבלה". כאשר מתכנתים תוכנה ייתכן שלא לוקחים את כל

שממנו היא לא יוצאת.loopהאפשרויות בחשבון, ויכול לקרות מצב שהתכנית "תקועה" ב

מקרה של תקיעת תוכנה יכול לקרות גם על ידי רעש אקראי שייכנס למערכת. כדי להתגבר

על תופעה כזו יש את מערכת ה "כלב שמירה". כאשר התוכנה "תקועה" ולא חוזרת לנקודה

מסוימת קבועה שהיא צריכה לעבור דרכה )שבה נותנים הוראה לטיימר לספור מהתחלה(,

בתוכנה (.RESETהטיימר מסיים לספור ונותן פסיקה המפעילה את התוכנה מהתחלה )כמו

ANALOG COMPERATORמשווה אנאלוגי – יב.

. ניתן לבצע השוואהAIN1 ו AIN0בתוך המיקרו יש משווה אנאלוגי המשווה בין הכניסות

– כדיIDLE מתחים אנאלוגיים. ניתן להשתמש במשווה במצב של הורדת הספק – 2בין

להפעיל את המערכת מחדש ועוד יישומים שונים.

I/O MODULES n עד I/O MODULE 1 יג.

מתחת למשווה האנאלוגי ומתארים את כל המודולים3מלבנים אלו נמצאים בשרטוט מספר

שבתוך המיקרו בקר. בין המודולים נציין את :

– מונה זמן אמתRTC - Real Time Counter

6 מונים / טיימרים עם אופן עבודה של השוואה ו PWM. 4 מודולים של USART.) תקשורת טורית( 2תקשורת WIRE הנקראת גם I2C. ADC כניסות אנאלוגיות.16 ביט עם 10 של ממשקJTAG.

. שרטוטים ברורים יותר8השרטוט החשמלי של כרטיס הארדואינו נראה בשרטוט מספר

.10 ו 9הם

15

www.arikporat.com

הוא המלבן הגדול שנמצא מצד שמאל. ATmega2560הרכיב

האחראי על התקשורת בין הכרטיס למחשב. 16U2המלבן מימין הוא הרכיב

. לכאן מכניסים מתח ישר מספק כוחUinלמעלה מצד שמאל רואים את שקע כניסת המתח

דואגת שלא ייכנס מתחD1 וולט. הדיודה 5 וולט. המתח יעבור למערכת הייצוב ל 12 ל 7בין

Uin.הפוך שעלול לשרוף את מעגלי האלקטרוניקה

הדקי2 וולט, אדמה ו 5 קווים: USB 4 . ל 16U2 מתחבר מצד מעל רכיב ה USBשקע ה

.USBVcc ונקרא 500mA וולט עובר דרך פיוז של 5נתון. מתח ה

וולט ממיצב המתח ובין המתח של ה5המעגל בצד ימין למטה הוא מעגל שמפריד בין מתח ה

3.3 קצת יותר מ R6 וולט המתח על 6.6 הגדול מ Uin . כאשר מגיע USB וולט שמגיע מה 5

ברוויה החיובית שלו. דבר זה גורם גם לIC7A ( והמגבר שרת R10וולט )מחלק מתח עם

IC7B שני מגברי השרת בתוך ג'וק מסוג (( LM358להיות ברוויה החיובית ולהכניס לקטעון )

שמגיע לצד שמאל שלהם אל צדUSB וולט מה 5 והם לא יעבירו את מתח ה T2 ו T1את

וולט יגיע מספק הכוח החיצוני ולא5ימין שלהם ) כשהטרנזיסטורים יהיו ברוויה( ולכן מתח ה

. אם לא מחברים מתח ספק חיצוני אז שני מגברי השרת ברוויה השלילית,USBמה

וולט לכרטיס.5 עובר מצד שמאל לצד ימין כמתח ה USBהטרנזיסטורים ברוויה ומתח ה

טרנזיסטורים כדי לחלק את הזרם ביניהם. 2לקחו

16

www.arikporat.com

: המעגל החשמלי של כרטיס הארדואינו מגה8 שרטוט מספר

דואגים22pF הקבלים הקטנים של 2 של המיקרו בקר. 34 ו 33 מתחבר בין הדקים 16MHzגביש של

לתת הזזת מופע קטנה כדי לקבל את תנאי המשוב החיובי של ברקהאוזן.

וR5 = 10K שמורכב מ RESET של הרכיב המגיעה ממעגל ה RESETמעל הגביש יש את כניסת ה

C11=100nF הנמצאים למעלה במרכז. ביניהם יש קו להדק ה RESET פעולת ה 30 שמספרו . RESET

. המתח על הקבל גדלRESET והמיקרו מקבל 0 . ברגע חיבור החשמל המתח על הקבל 0מתבצעת על ידי

(.RESET' תסתיים פעולת ה 1' מינימום )מתח כניסה מינימאלי הנחשב '1וכאשר יגיע ל '

מתחת למעגל הגביש יש מספר קבלים המתחברים בין קו המתח והאדמה ותפקידם סינון.

17

www.arikporat.com

בהגדלה8 : החלק השמאלי של הכרטיס שבשרטוט מספר 9שרטוט מספר

18

www.arikporat.com

- בהגדלה.8 : שרטוט חשמלי של החלק הימני שבשרטוט 10שרטוט מספר

19