Leonardo официальный

Вместе с выходом ArduinoIDE 1.0.1 нас посетила и "новая" плата Leonardo, выпуск которой был настолько основательно задержан, что она уже успела обзавестись массой клонов:



В официальном магазине Arduino ее можно приобрести за 18 EUR со всеми разъемами  или же, немного сэкономив, за 16 EUR, но уже без них:

Изучая схему, можно найти испытанный не одним поколением плат Arduino узел автоматического выбора питания на основе LM358 и полевого транзистора. Цепь питания +3.3В выполнена на отдельном регуляторе LP2985A-33, как и во всех платах, в которых нет USB-TTL моста FTDI232RL.

Есть и некоторые нововведения - впервые в этой серии видим разъем microUSB. Колодки выводов расположены согласно последнему стандарту arduino pinoout 1.0 - с фиксированной позицией SCL, SDA и IOREF. Скопированы и спорные с моей точки зрения "усовершенствования" в виде резистора 1М между ножками кварца, диода в цепи сброса и включенного в параллель внешнему источнику питания диода, лихо закорачивающего источник с неверной полярностью.

Таким образом, никаких сюрпризов в схеме нет - всё самое интересное происходит в программной части (напоминаю, что до момента выхода ArduinoIDE 1.0.1 код ATmega32u4 был практически неработоспособен из коробки - например, чтобы работать с Freeduino 32u4 надо было установить пропатченное ядро).

Бутлоадер

Изменен полностью - ранее он основывался на коде Peter Barrett-а и назывался DiskLoader, теперь же мы имеем модифицированный вариант CDC-бутлоадера из LUFA, под кодовым названием Caterina. Единственное предположение по поводу цели такого перехода - новый код лучше поддерживается - других внятных объяснений я пока не подыскал, особенно в свете удвоившегося размера bootloader-а. Звучит особенно грустно, если вспомнить, что поддержка USB неявно подключается к каждому компилируемому под Leonardo скетчу, для поддержания возможности программного сброса через USB. И вот уже blink занимает 4850 байт (против 1084 при компиляции под UNO!). Невольно вспоминается teensy с его закрытым от общественного взора кодом, но зато и с впечатляющим 512-байтным размером...

Как и раньше, процедура заливки скетча начинается со сброса, и сигналом к этому служит закрытие виртуального COM-порта Leonardo, до этого открытого на скорости 1200. Изменился, впрочем, сам подход к запуску бутлоадера - если раньше управление ему передавалось немедленно, то теперь это происходит через 120 мс, путем установки watchdog-а. Полагаю, авторы стремились дать корректно завершиться собственно процедуре закрытия порта, чтобы она не провоцировала ситуацию с таймаутом на хосте.

Таймаут ожидания заливки скетча в бутлоадере увеличили до 8 секунд! Практика показала, что это действительно правильно: время от времени получаю письма от пользователей Freeduino 32u4, что их плата перестала принимать скетчи по USB. Добиться этого нетрудно - достаточно залить в плату скетч, который ее полностью завешивает, и ArduinoIDE сбросить ее программно уже не сможет. Но когда пользователь нажимает кнопку сброса на плате, и лишь затем - Ctr+U в ArduinoIDE, процесс компиляции и ликновки не успевает уложиться в заданные 6 секунд, и плата вновь зависает. Я всегда рекомендую изменить последовательность - сначала нажимать Ctrl+U и только потом - сброс на плате (ну, или нажать и удерживать сброс, а потом отпустить его - надо просто прицелиться поточнее, и это всегда помогает :) 

Если раньше и бутлоадер, и ядро имели один и тот же PID комбинированного USB-устройства, новый бутлоадер представляется только CDC-устройством, зато имеющим свой собственный PID. Таким образом, Windows попросит установить драйвера дважды - сначала для бутлоадера, затем для скетча.

Ну и последнее изменение - протокол общения с бутлоадером сменился с  'arduino' на 'avr109'. В этом тоже не стоит искать скрытого смысла, поскольку именно avr109 поддерживает CDC-бутлоадер из LUFA.

Ядро

Arduino Leonardo по-прежнему уверенно изображает из себя комбинированное USB-устройство (CDC-модем, мышь и клавиатура - три в одном). 

С точки зрения API все осталось прежним - использовать это многообразие функциональности вы можете  через соответствующие классы Serial, Mouse, Keyboard. Причем интерфейс общения с клавиатурой обогатился функциями-членами press() и release(), которые великолепно понимают "непечатные" символы, и поэтому редактировать исходники ядра, чтобы сделать sendReport публичным (как это, например, потребовалось здесь) отныне не нужно.

Наконец-то пофикшена инициализация таймеров - аппаратный ШИМ одинаково корректно работает на всех выходах.

К сожалению, в ядре по-прежнему есть и недоделки:

• попытка использовать встроенную функцию tone, скорее всего, вызовет повисание скетча, запущенного на ATmega32u4;
• не работают назначаемые пользователем прерывания - через attachInterrupt, это Issue714. Справедливости ради стоит заметить, что работа в этом направлении все-таки ведется, но пока - увы, прерывания в для ATmega32u4 реализованы.

Freeduino 32u4 в ArduinoIDE 1.0.1

Для того, чтобы Freeduino32u4 можно было использовать с ArduinoIDE 1.0.1, потребуется замена бутлоадера - увы, подружить с ней старый вариант на базе DiskLoader мне пока не удалось.

С другой стороны, новый бутлоадер основан на Caterina и позволяет добиться максимальной совместимости с оригинальным Leonardo - изменения касаются только VID/PID и мигания встроенным светодиодом L. Ядро в этом случае тоже остается неизменным - добавляется лишь variant-файл для правильной трансляции номеров пинов.

Расплачиваемся за все это двумя килобайтами памяти программ... если решились - скачайте и распакуйте в каталог с ArduinoIDE 1.0.1 архив, в котором вы найдете:

• готовый hex, для заливания в плату при помощи программатора;
• файл-вариант Arduino-нумерации пинов Freeduino 32u4;
• .inf-файл для Windows (новому бутлоадеру - новы PID :);
• boards.txt.add: секция для добавления к boards.txt;
• Makefile.freeduino32u4 для сборки hex-файла с правильными VID/PID.

Прошивать можно либо из ArduinoIDE, либо из командной строки (например, если у вас AVRDoper):

avrdude -c stk500v2 -P avrdoper -B 3 -p atmega32u4 -F -e -u -U lock:w:0x3f:m -U efuse:w:0xcb:m -U hfuse:w:0xd8:m -U lfuse:w:0xff:m
avrdude -c stk500v2 -P avrdoper -B 1.1 -p atmega32u4 -F -U flash:w:Caterina-Freeduino32u4.hex -U lock:w:0x2f:m


Саму плату можно купить здесь.