ARDUINO Контроллер совместимый с BBC MICRO:BIT

Micro:bit—это компактный самодостаточный микрокомпьютер для обучения программированию на JavaScript и microPython. Плата разработана компанией BBC для проведения уроков в младших классах.

Плата интерактивна и проста в освоении—знакомство с micro:bit можно начинать с семи лет. Яркие светодиоды, программируемые кнопки и встроенный набор датчиков позволяет создавать гаджеты без использования дополнительных модулей.

На плате предусмотрено сразу два микропроцессора ARM Cortex.

Основной процессор обрабатывает пользовательские программы и обеспечивает работу Bluetooth модуля. 

Второй—отвечает за поддержку USB. Подключите плату к компьютеру и она появится в Проводнике как обычная флешка.

Чтобы не возится с подключением внешних модулей, а сразу приступить к созданию гаджетов, инженеры BBC встроили в плату набор сенсоров.

Акселерометр показывает положение платы в пространстве, работает шагомером и реагирует на встряхивание.

Магнитометр используется как компас, детектор металла и скрытой проводки или выступает в роли датчика Холла.

Температура в помещении определяется встроенным в процессор термометром.

На обратной стороне платы собрана матрица из 25 красных светодиодов. На неё выводятся буквы, бегущие строки или простая пиксельная анимация. Девять из них используются в качестве сенсора уровня освещённости.

Для управления платой предусмотрены три кнопки. Одна используется для перезагрузки платы, две другие—программируемые, их назначение зависит от созданной программы.

Светодиоды 9 х 3. Светодиодная матрица физически расположена как 5х5, но аппаратно она реализована в виде массива 9х3 — 9 столбцов по 3 строки. Строка 2 столбца 8 и строка 2 столбца 9 не задействованы.

Управление светодиодной матрицей выполняется при помощи высокоскоростного мультиплексора, генерируемого программным обеспечением контроллера. 

USB Интерфейс. На плате установлен ARM процессор KL26, обрабатывающий протокол USB для USB-коннектора.

С помощью этого процессора, реализован доступ к сохранению данных обычным копированием готового исполняемого файла с вашего ПК на внутренний флеш-накопитель BBC Micro bit. 

Таким простым образом происходит загрузка программы в память главного контроллера. Взаимосвязь с последовательным портом организована через USB-интерфейс.

USB-процессор содержит в себе встроенный регулятор напряжения, понижающий входящее через разъём USB напряжение до 3.3 вольта, на котором работает вся логическая схема Micro:bit.

Максимальный пропускной ток регулятора составляет 120 мА.

В процессоре предусмотрена защита, подавляющая скачки статического напряжения, а также напряжения, выходящего за рамки допустимого питания микроконтроллерной платы.

Рядом с процессором, на плате имеются служебные площадки круглой формы отладочного интерфейса SWD. С их помощью вносится оригинальная заводская прошивка загрузчика, если он, к примеру, повреждён или утерян. Доступ к процессору KL26 через боковой коннектор не предусмотрен.

Датчики движения

Микроконтроллерная плата BBC Micro bit оснащена двумя датчиками положения в пространстве: трёхосевым акселерометром на микросхеме MMA8653FC и трёхосевым магнитометром-компасом на чипе MAG3110 с функцией определения магнитного поля. 

Оба датчика работают на общей шине I2C, связанной с главным контроллером, её выводы расположены на боковом коннекторе (SDA, SCL).

Магнитометр способен генерировать одно внешнее процессорное прерывание для основного контроллера nRF51822, а акселерометр - два внешних процессорных прерываний для того же контроллера.

Индикация событий

Рядом с портом USB размещён яркий светодиод, который постоянно светиться при включенном питании платы. В процессе переноса прошивки в память микроконтроллера, светодиод мигает с частой периодичностью.

Программный сброс

Между портом USB и батарейным коннектором расположена третья кнопка, недоступная для программирования. Она служит исключительно для полного перезапуска микроконтроллерной платы BBC Micro:bit.

Главный микроконтроллер nRF51822

Основной микроконтроллер выполняет библиотечный код и пользовательский код в виде одного двоичного образа (файла с расширением .hex). Код загружается в контроллер через интерфейсный процессор. 

Последовательная USB-связь осуществляется с помощью интерфейсного процессора. 

Все вводы/выводы бокового коннектора соединены с главным микроконтроллером.

Все функции Bluetooth обеспечиваются программным стеком, предустановленным в контроллер nRF51822.

Боковой коннектор

Боковой коннектор — основной разъём для подключения к BBC Micro:bit внешних компонентов. Он обладает набором цифровых, аналоговых, сенсорных, ШИМ и последовательных коммутационных интерфейсов. 

Ряд выводов платы наделён альтернативными функциями с возможностью их отключения через программное обеспечение.