## mega2560控制器  Mega 2560是基于ATmega2560的主控開發板。Mega2560是采用USB接口的核心電路板。具有54路數字輸入輸出，適合需要大量IO接口的設計。處理器核心是ATmega2560,同時具有54路數字輸入/輸出口，16路模擬輸入，4路UART接口，一個16MHz晶體振蕩器，一個USB口，一個電源插座，一個ICSP header和一個復位按鈕。板上有支持一個主控板的所有資源。 Mega2560也能兼容為NUO設計的擴展板。可以自動選擇3中供電方式：外部直流電源通過電源插座供電；電池連接電源連接器的GND和VIN引腳；USB接口直流供電。  ## VSR-UNO虛實孿生  通過Mixly圖形化編程軟件或ArduinoIDE開發，簡單快速高效的完成程序開發。VSR-UNO通過USB連接到電腦，與VS-Robot進行虛實孿生仿真。使用真實的單片機系統控制虛擬的場景。 ## 技術參數 | 型號 | Mega 2560 | | --- | --- | | 微控制器 | ATmega2560| | 工作電壓 | 5 V | | 輸入電壓（推薦） | 7-12 V | | 輸入電壓（極限） | 6-20 V | | 數字I/O引腳 | 54 | | PWM通道 |15 | | 模擬輸入通道（ADC） | 16 | | 每個I/O直流輸出能力 | 40 mA | | 3.3V端口輸出能力 | 50 mA | | Flash | 256 KB（其中引導程序使用8 KB） | | SRAM |8KB | | EEPROM | 4 KB | | 時鐘速度 | 16 MHz | | 板載LED引腳 | 13 | | 長度 | 101.6 mm | | 寬度 | 53.4 mm | ## 電源 可以通過USB口或者直流電源座給VSR-UNO供電。VSR-UNO帶有自動切換電源功能。 電源引腳如下： **Vin** 電源輸入引腳。當使用外部電源通過DC電源座供電時，這個引腳可以輸出電源電壓。 **5V** 5V電源引腳。使用USB供電時，直接輸出USB提供的5V電壓；使用外部電源供電時，輸出穩壓后的5V電壓。 **3V3** 3.3V 電源引腳。最大輸出能力為50 mA。 **GND** 接地引腳 **IOREF** I/O參考電壓。其他設備可通過該引腳識別開發板I/O參考電壓。 ## 存儲空間 ATmega2560有256k的閃存可存儲程序（其中8kb用作bootloader），有8kb的SRAM和4kb的EEPROM，可以使用EEPROM庫讀寫EEPROM空間。 ## 輸入輸出 54路接口都可作為輸入輸出，并使用5v電壓操作，每個接口的電流最大40mA并且接口有內置20-50千歐的上拉電阻。另外，有的接口有特殊功能。 **Serial（串口）：** Serial 0：0 (RX) and 1 (TX);? Serial 1: 19 (RX) and 18 (TX); Serial 2: 17 (RX) and 16 (TX);? Serial 3: 15 (RX) and 14 (TX). 一共四組串口。其中Serial0也被連接到Tmega16U2 USB-to-TTL Serial芯片（上文有介紹，我們USB連接電腦用的就是這個串口）。RX接收數據，TX傳輸數據。 **External Interrupts（外部中斷）:** 2 (interrupt 0),? 3 (interrupt 1), 18 (interrupt 5),? 19 (interrupt 4),? 20 (interrupt 3),? 21 (interrupt 2)。 每個引腳都可配置成低電平觸發，或者上升、下降沿觸發。 **PWM（脈沖調制）: ** 2~13口； 44~ 46口。 提供8位PWM輸出。 **SPI（串行外設接口）:** 50 (MISO), 51 (MOSI), 52 (SCK), 53 (SS)。 SPI，是一種高速的，全雙工，同步的通信總線，并且在芯片的管腳上只占用四根線，節約了芯片的管腳，同時為PCB的布局上節省空間，提供方便，正是出于這種簡單易用的特性，如今越來越多的芯片集成了這種通信協議。 SPI總線系統是一種同步串行外設接口，它可以使MCU與各種外圍設備以串行方式進行通信以交換信息。外圍設置FLASHRAM、網絡控制器、LCD顯示驅動器、A/D轉換器和MCU等。SPI總線系統可直接與各個廠家生產的多種標準外圍器件直接接口，該接口一般使用4條線：串行時鐘線（SCLK）、主機輸入/從機輸出數據線MISO、主機輸出/從機輸入數據線MOSI和低電平有效的從機選擇線CS（有的SPI接口芯片帶有中斷信號線INT、有的SPI接口芯片沒有主機輸出/從機輸入數據線MOSI）。 SPI的通信原理很簡單，它以主從方式工作，這種模式通常有一個主設備和一個或多個從設備，需要至少4根線，事實上3根也可以（用于單向傳輸時，也就是半雙工方式）。也是所有基于SPI的設備共有的，它們是SDI（數據輸入）、SDO（數據輸出）、SCLK（時鐘）、CS（片選）。 （1）MOSI– SPI總線主機輸出/ 從機輸入（SPI Bus Master Output/Slave?Input）； （2）MISO– SPI總線主機輸入/ 從機輸出（SPI Bus Master Input/Slave?Output)； （3）SCLK –時鐘信號，由主設備產生； （4）CS – 從設備使能信號，由主設備控制（Chip select），有的IC此pin腳叫SS。 其中CS是控制芯片是否被選中的，也就是說只有片選信號為預先規定的使能信號時（高電位或低電位），對此芯片的操作才有效。這就允許在同一總線上連接多個SPI設備成為可能。 接下來就負責通訊的3根線了。通訊是通過數據交換完成的，這里先要知道SPI是串行通訊協議，也就是說數據是一位一位的傳輸的。這就是SCLK時鐘線存在的原因，由SCK提供時鐘脈沖，SDI，SDO則基于此脈沖完成數據傳輸。數據輸出通過?SDO線，數據在時鐘上升沿或下降沿時改變，在緊接著的下降沿或上升沿被讀取。完成一位數據傳輸，輸入也使用同樣原理。這樣，在至少8次時鐘信號的改變（上沿和下沿為一次），就可以完成8位數據的傳輸。在點對點的通信中，SPI接口不需要進行尋址操作，且為全雙工通信，顯得簡單高效。在多個從設備的系統中，每個從設備需要獨立的使能信號，硬件上比I2C系統要稍微復雜一些。 例：現有1，2號設備支持SPI接口，則可以都掛到主控的SPI線上，之后如果要控制1號設備，則由主控發送CS=1號，選中1號設備，那么1號設備就可以通過MOSI，MISO兩根線在SCLK時鐘控制下和主機進行通信了。 **LED：** 13引腳。這是板上自帶的LED燈，高電平亮，低電平滅。 **TWI：** 20 (SDA) 和21 (SCL)。 TWI（Two—wire Serial Interface）接口是對I2C總線接口的繼承和發展，完全兼容I2C總線，具有硬件實現簡單、軟件設計方便、運行可靠和成本低廉的優點。TWI由一根時鐘線和一根傳輸數據線組成，以字節為單位進行傳輸。TWI\_SCL\\TWI\_SDA是TWI總線的信號線。?SDA是雙向數據線，SCL是時鐘線SCL。在TWI總線上傳送數據，首先送最高位，由主機發出啟動信號，SDA在SCL 高電平期間由高電平跳變為低電平，然后由主機發送一個字節的數據。數據傳送完畢，由主機發出停止信號，SDA在SCL 高電平期間由低電平跳變為高電平。 **模擬輸入：** Mega2560有16個模擬輸入,每個提供10位的分辨率(即2^10=1024個不同的值)。默認情況下他們測量0到5v值。可以通過改變AREF引腳和analogReference()?功能改變他們變化范圍的上界。 **AREF：** 是AD轉換的參考電壓輸入端（模擬口輸入的電壓是與此處的參考電壓比較的）。完成功能。 例: 參考電壓是5V，AD精度是10位的， 在模擬輸入端輸入2.5V，AD轉換結果就是512（1024×（5/2.5）） **Reset：** 復位端口。接低電平會使單片機復位，復位按鍵按下時，會使該端口接到低電平，從而讓mega2560復位。 ## 指示燈（LED) mega2560帶有4個LED指示燈，作用分別如下： **ON：** 電源指示燈。當mega通電時，ON燈會點亮。 **TX：** 串口發送指示燈。當使用USB連接到計算機且mega2560向計算機傳輸數據時，TX燈會點亮。 **RX：** 串口接收指示燈。當使用USB連接到計算機且mega2560接收到計算機傳來的數據時，RX燈會點亮。 **LED：** 可編程控制指示燈。該LED通過特殊電路連接到VSR-UNO的13號引腳，當13號引腳為高電平或高阻態時，該LED 會點亮；低電平時，不會點亮。可以通過程序或者外部輸入信號，控制該LED亮滅。 ## 通信 mega2560具備多種通信接口，可以和計算機、其他mega2560或者其他控制器通信。 ATmega328P 提供了UART TTL (5V)串口通信，其位于0 (RX) 和1 (TX)兩個引腳上。VSR-UNO上的CH340將串口轉換成USB，使得ATmega328P 能和計算機通信。VSR-UNO上的RX\\TX兩個LED可以指示當前VSR-UNO的通信狀態。 ATmega2560也支持I2C (TWI)和SPI通信。 ## 自動復位 一些開發板在上傳程序前需要手動復位，而mega2560的設計不需要如此，在mega2560連接電腦后可以由程序控制其復位。在Tmega16U2 USB-to-TTL Serial上的DTR信號端，經過一個100nf 的電容，連接到ATmega328 的復位引腳。 當計算機發出DTR信號時（低電平），復位端將得到一個足夠長的脈沖信號，從而復位ATmega2560。在Arduino IDE中點擊上傳程序，在上傳前即會觸發復位，從而運行引導程序，完成程序上傳。