Arduino Zero erklärte
- Was ist Arduino Zero
- Spezifikationen von Arduino Zero
- Merkmale von Arduino Zero
- Programmiersprache für Arduino Zero
- Programmieren des Arduino Zero Board
- ARM -Kernvorteile
- Atmel eingebetteter Debugger
- Leistung
- Arduino Zero Power Pins
- Speicher
- Eingang und Ausgabe
- Abschluss
1. Was ist Arduino Zero
Das Arduino Zero Board ist ein in Atmel SAMD21 ansässiges Board, das erste 32-Bit-Arduino-Vorstand. Es wurde 2015 eingeführt und bietet Entwicklern eine leistungsstarke Plattform, um IoT -Anwendungen zu erstellen. Das Board ist mit der Arduino -Software (IDE) kompatibel und kann mit derselben Arduino -Syntax wie die anderen Arduino -Boards programmiert werden. Es ist eine sehr vielseitige Karte, die für eine Vielzahl von Anwendungen verwendet werden kann, einschließlich Robotik, Automatisierung und mehr.
2. Spezifikationen von Arduino Zero
Das Arduino Zero Board hat die folgenden Spezifikationen:
| Mikrocontroller | ATSAMD21G18, 32-BIT ARM® Cortex® M0+ |
| Betriebsspannung | 3.3v |
| Digitale E/A -Stifte | 20 |
| PWM -Stifte | 3, 4, 5, 6, 8, 9, 10, 11, 12, 13 |
| Uart | 2 (native und Programmierung) |
| Analoge Eingangsstifte | 6, 12-Bit-ADC-Kanäle |
| Analoge Ausgangsstifte | 1, 10-Bit DAC |
| Externe Interrupts | Alle Stifte außer Pin 4 |
| Gleichstrom pro E/A -Pin | 7 ma |
| Flash-Speicher | 256 kb |
| Sram | 32 kb |
| Eeprom | Keiner. Siehe Dokumentation |
| Led_builtin | 13 |
| Taktfrequenz | 48 MHz |
| Länge | 68 mm |
| Breite | 53 mm |
| Gewicht | 12 gr. |
3. Merkmale von Arduino Zero
Das Arduino Zero Board bietet mehrere Funktionen, die es zu einem sehr vielseitigen und leistungsstarken Board machen:
- 32-Bit-Arm Cortex-M0+ Kern
- Es hat einen 256 -KB -Flash -Speicher und einen 32 kb SRAM
- 12-Bit-ADC- und 12 PWM-Ausgänge
- USB 2.0 Host/Geräteport
- 3.3V Logikebene
- EDBG -Debugging -Schnittstelle
4. Programmiersprache für Arduino Zero
Die Programmiersprache, die für die Programmierung des Arduino Zero Board verwendet wird, ist c++. Das Arduino Zero -Board kann mit der Arduino -Software (IDE) programmiert werden, die für Windows, MacOS und Linux verfügbar ist. Die Software bietet einen Code -Editor, einen Compiler und einen seriellen Monitor, der es einfach macht, Code zu schreiben, zu kompilieren und zu debuggen.
5. Programmieren des Arduino Zero Board
Das Hochladen von Code in das Arduino Zero unterscheidet sich von den normalen Arduino -Boards. Als Arduino Zero basiert auf SAMD21, die sich vom AVR -Mikrocontroller unterscheidet, da die meisten der beliebten Arduino -Boards auf AVR -Struktur basieren.
Arduino Zero kommt mit zwei UART -Anschlüssen, einer ist einheimisch und der andere ist a Programmieranschluss. Um Skizzen in Board zu hochladen, wird empfohlen, den Programmierport anstelle des nativen Ports zu verwenden. Dies liegt an der Fähigkeit, die Daten auf Chip zu löschen, sobald Code hochgeladen wurde.
- Programmieranschluss: In Arduino Zero verwendet dieser Port den EDBG und kann das Board mithilfe des USB-to-SWD programmieren. So programmieren Sie Arduino Zero mithilfe dieses Ports aus dem IDE -Portabschnitt und schließen Sie diesen Port mit dem PC über ein USB -Kabel an. Als Referenz ist dieser Port näher am DC -Buchst.
- Einheimischer Port: Der native Port ist direkt mit dem SAMD21 -Mikrocontroller auf der Tafel verbunden. Um den nativen Port zu verwenden, wählen Sie ihn aus dem IDE -Portabschnitt aus und verwenden Sie danach das USB -Kabel, um die Verbindung von Arduino Zero mit dem PC mit diesem Port zu erstellen. Dieser Anschluss befindet sich auf der linken Seite der Reset -Taste, wie im obigen Bild hervorgehoben.
Wie andere Boards, die auf Avrdude Zum Hochladen von Code auf den Mikrocontroller. Der Arduino Zero ist auf BSAC und der Arduino Zero -Programmierport verwendet Openocd.
6. ARM -Kernvorteile
Das Arduino Zero basiert auf einem 32-Bit-Armkern, während andere Mikrocontroller die 8-Bit-AVR-Struktur verwenden. Der ARM -Kern ist weiterentwickelt als die AVR -Struktur. Hier sind einige wichtigste Highlights:
- Der Armkern hat eine CPU -Uhr bei 48 MHz.
- Arduino Zero Arm Core verfügt über einen 12 -Kanäle -DMA -Controller, der der CPU in Speicherintensivaufgaben hilft.
- Arduino Zero kann die 4-Byte-Daten sehr einfach mit dem 32-Bit-Armkern über der einzelnen CPU.
- Es hat 32-Bit RTC mit Uhr/Kalenderunterstützung.
- Es kommt mit einem 32-Bit CRC Generator.
- Der Armkern hat einen Zweikanal (I2s) Schnittstelle.
- Es verfügt über einen eingebauten peripheren Touch-Controller (PTC).
7. Atmel eingebetteter Debugger
Das Arduino Zero Board enthält eine Atmel eingebetteter Debugger (EDBG) Chip, der eine Reihe von Debugging- und Programmierfunktionen bietet.
Der EDBG -Chip im Arduino Zero Board kann verwendet werden, um das Board über die zu programmieren und zu debuggen Programmieranschluss, Welches ist der Hafen, der dem DC Power Jack am nächsten liegt. Der Programmierport verwendet den EDBG-Chip als USB-to-SWD-Konverter (Serial Wire Debug), mit dem Sie den SAMD21-Mikrocontroller unter Verwendung des SWD-Protokolls programmieren und debuggen können.
Zusätzlich zu den Programmier- und Debugging -Funktionen bietet der EDBG -Chip auf der Arduino Zero -Board auch eine virtuelle COM -Port -Schnittstelle, mit der Sie über den nativen USB -Anschluss mit der Platine kommunizieren können. Diese Schnittstelle kann für verschiedene Protokolle in Arduino Zero wie UART, SPI und I2C verwendet werden.
8. Leistung
Der Arduino Zero hat zwei verschiedene Kraftquellen wie Arduino Uno:
- USB-Anschluss
- Externe Stromversorgung
Die Platine ist intelligent genug, um die Stromquelle automatisch auszuwählen, sodass Sie zwischen Strommodi wechseln können.
Externe Stromquellen für den Arduino Zero
Externe Stromquellen für den Arduino Zero können von einem AC-to-DC-Adapter oder einer Batterie stammen. Um eine externe Stromquelle zu verbinden, 2.1mm Center-positiver Stecker kann mit einem Arduino Zero DC-Fassbuch verwendet werden. Wir können auch externe Stromquellen direkt mit dem Vin -Stift anschließen, wie wir es in Arduino Uno tun. Dies gibt Ihnen die Flexibilität, die am besten geeignete Stromquelle für Ihr Projekt auszuwählen.
Spannungsbereich für den Arduino Zero
Die Arduino -Zero -Spannung, die sie wie in seinem Datenblatt erwähnt werden kann, liegt zwischen 6 und 20 Volt. Es wird jedoch empfohlen, nicht mehr als 12 V zu verwenden.3v.
Der Betrieb außerhalb dieses Bereichs kann zu einer Beschädigung des Vorstands oder zu einer Underperformance Ihres Projekts führen. Es ist wichtig zu beachten, dass die Spannung der externen Stromquelle die Leistung der Karte beeinflusst.
9. Arduino Zero Power Pins
Arduino Zero hat eine Vielzahl von Stromquellen. Es kann mithilfe verschiedener Quellen angetrieben werden:
Vin Pin: Fahren Sie das Brett an
Wenn Sie eine externe Stromquelle verwenden, um das Arduino Zero -Board zu betreiben, ist der Vin -Stift praktisch,. Dieser Pin ist für den Empfang von Spannungseingang in die Karte verantwortlich. Wenn Sie Spannung über die Strombuchse liefern, können Sie außerdem über diesen Pin darauf zugreifen.
5 V Pin: Regulierter Spannungsausgang
Die Arduino Zero Board verfügt über einen integrierten Regler, der einen regulierten 5-V durch den 5-V-Stift ausgibt. Arduino Zero kann mit einem DC -Buchse oder einem Vin -Stift direkt mit 7 V mit 12 V angeschlossen werden. Diese Spannung wird dann durch einen Regler geleitet, der sie in 5 V umwandelt. Diese 5 V können als Stromquelle für 5 -V -Betriebsssensoren verwendet werden. Achten Sie jedoch darauf, keine Spannung über 5 V oder 3 zu liefern.3V -Stifte, da es den Regler umgehen und die Tafel beschädigen kann.
3.3 V Pin: On-Board-Regler
Der On-Board-Regler erzeugt eine 3.3V -Versorgung für den Vorstand. Dies 3.3 V wird an Bordperipheriegeräte einschließlich des SAMD21 -Mikrocontrollers übergeben. Dies 3.3V kann auch von der Onboard 3 ausgeben werden.3 V Pin und die maximale Strommenge, die wir aus Arduino Zero 3 zeichnen können.3 V Pin beträgt 800 mA.
GND -Pin: Erde des Bretts
Die Null -Board verfügt über mehrere Bodentifte (GND), die dazu beitragen. Sie können sie verwenden, um die Komponenten zu erden, die Sie mit dem Board verbinden.
Ioref Pin: Spannungsreferenz
Der IOREF -Pin liefert die Spannungsreferenz für den Betrieb des Mikrocontroller -Betriebs. Dieser Stift hilft dem Arduino Zero -Board, die beste Stromquelle für ihre Arbeit auszuwählen. Es ermöglicht auch dem Spannungsübersetzer, der dem Arduino Board hilft, mit 3 zu arbeiten.3v.
10. Speicher
Die Speicherverteilung von Arduino Zero (SAMD21) lautet wie folgt:
| Speicher | Wert |
| Flash-Speicher | 256 kb |
| Sram | 32 kb |
| Eeprom | 16 kb |
11. Eingang und Ausgabe
Der Arduino Zero hat insgesamt 20 Allzweck -E/A -Stifte. Im Folgenden finden Sie einige Spezifikationen dieser GPIO -Stifte:
- Arduino Zero Pins können mit den Arduino -Programmierfunktionen wie PinMode (), digitalwrite () und digitalRead () gesteuert werden.
- Arduino Zero PWM -Stifte sind 3, 4, 5, 6, 8, 9, 10, 11, 12, 13. Zu diesen Stiften zugreifen Analogwrite () Funktion wird verwendet.
- Alle diese Stifte arbeiten bei 3.3 Volt.
- Jede dieser Stifte hat eine maximale Kapazität des Versenks von bis zu 7 mA. Diese Stifte haben auch einen internen Pull-up-Widerstand von 20-50 Kohms. Diese Widerstände werden standardmäßig auf Arduino Zero getrennt.
Für einige zusätzliche Stifte von Arduino Zero mit spezialisierter Funktion:
- Analoge Eingänge: A0 bis A5 (6 Kanäle). Jede dieser Stifte hat 12 Bit Auflösung. Standardmäßig wird die Referenz von Boden auf 3 festgelegt.3V, die Obergrenze für ADC kann jedoch mit der Funktion Analogreference () eingestellt werden.
- Digitale Eingangsausgangsstifte: 0 bis 13.
- PWM -Ausgangsstifte: 0 bis 13.
- SPI -Schnittstelle: SPI Mosi (Pin 11), SPI Miso (Pin 12), SPI SCK (Pin 13).
- I2C -Schnittstelle: SDA (Pin 20) und SCL (Pin 21).
- UART -Schnittstelle: RX (Pin 0) und TX (Pin 1).
- Native USB -Schnittstelle: Native USB -Port (Programmieranschluss).
- DAC -Ausgang: DAC0 und DAC1.
- SWD -Debugging -Schnittstelle: Swdio und swclk.
- Stift zurücksetzen: Stift zurücksetzen.
- Externe Interrupts: Es ist auf allen Arduino Zero Pin außer Pin 4 erhältlich.
- TWI: SDA/SCL Pin. Es unterstützt die TWI -Kommunikation. Um TWI zu etablieren, wird eine Arduino -Drahtbibliothek verwendet.
- Aref: Referenzspannungsstift für analoge Werte. Kann mit der Funktion Analogreference () gesteuert werden.
- Zurücksetzen: Dies wird für eine Linie oder ein Board zurückgesetzt. Es kann den Mikrocontroller zurücksetzen, indem er seine Linie auf niedrig bringt.
Beachten Sie einige der oben genannten Pins haben auch eine doppelte Funktion. Zum Beispiel können Pins 0 und 1 als digitale E/A oder als UART -Schnittstelle verwendet werden. In ähnlicher Weise können Pins 11, 12 und 13 als SPI -Schnittstelle oder als digitales E/O verwendet werden.
Abschluss
Das Arduino Zero Board ist ein leistungsstarkes und vielseitiges Board, das perfekt für Anfänger und fortschrittliche Benutzer ist. Mit seinen fortschrittlichen Funktionen, der Kompatibilität mit der Arduino -Software (IDE) und einer Vielzahl von Anwendungen ist das Arduino Zero Board eine gute Wahl für alle, die elektronische Projekte erstellen möchten. Wenn Sie die in diesem Handbuch beschriebenen Schritte befolgen, können Sie problemlos mit dem Arduino Zero Board beginnen und Ihre eigenen Projekte erstellen.