Arduino ATMEGA328 SMD Breadboard Ръководство за потребителя

крайview

Arduino Uno е микроконтролерна платка, базирана на ATmega328 (лист с данни). Има 14 цифрови входно/изходни пина (от които 6 могат да се използват като PWM изходи), 6 аналогови входа, 16 MHz кристален осцилатор, USB връзка, жак за захранване, ICSP конектор и бутон за нулиране. Съдържа всичко необходимо за поддръжка на микроконтролера; просто го свържете към компютър с USB кабел или го захранете с AC-към-DC адаптер или батерия, за да започнете. Uno се различава от всички предходни платки по това, че не използва чипа на драйвера FTDI USB към сериен. Вместо това, той разполага с Atmega8U2, програмиран като USB към сериен конвертор. „Uno“ означава един на италиански и е кръстен, за да отбележи предстоящото издание на Arduino 1.0. Uno и версия 1.0 ще бъдат референтните версии на Arduino, които се движат напред. Uno е най-новият в серия USB Arduino платки и референтният модел за платформата Arduino; за сравнение с предишни версии, вижте индекса на платките Arduino.

Резюме

• Микроконтролер ATmega328
• Работен обемtagд 5V
• Входен обемtage (препоръчително) 7-12V
• Входен обемtage (граници) 6-20V
• Цифрови I/O пинове 14 (от които 6 осигуряват PWM изход)
• Аналогови входни пинове 6
• DC ток на I/O Pin 40 mA
• DC ток за 3.3V Pin 50 mA
• Флаш памет 32 KB (ATmega328), от които 0.5 KB се използват от буутлоудъра
• SRAM 2 KB (ATmega328)
• EEPROM 1 KB (ATmega328)
• Тактова честота 16 MHz

Схематичен и референтен дизайн
ОРЕЛ files: Arduino-uno-reference-design.zip
Схема: arduino-uno-schematic.pdf

Мощност

Arduino Uno може да се захранва чрез USB връзка или с външно захранване. Мощността на източника се избира автоматично. Външно (не-USB) захранване може да идва от AC-към-DC адаптер (стенна брадавица) или батерия. Адаптерът може да се свърже чрез включване на 2.1 мм център-положителен щепсел в жака за захранване на платката. Проводниците от батерия могат да бъдат вкарани в щифтовете Gnd и Vin на конектора POWER. Платката може да работи с външно захранване от 6 до 20 волта. Ако обаче се захранва с по-малко от 7V, щифтът от 5V може да достави по-малко от 12 волта и платката може да е нестабилна. Ако използвате повече от XNUMXV, обtagРегулаторът може да прегрее и да повреди платката. Препоръчителният диапазон е от 7 до 12 волта.
Захранващите щифтове са както следва:

• VIN номер Входящият обtage към платката Arduino, когато използва външен източник на захранване (за разлика от 5 волта от USB връзката или друг регулиран източник на захранване). Можете да предоставите voltage през този щифт, или, ако се доставя voltage през жака за захранване, достъп до него през този щифт.
• 5V. Регулираното захранване се използва за захранване на микроконтролера и други компоненти на платката. Това може да идва или от VIN чрез вграден регулатор, или да се доставя от USB или друго регулирано 5V захранване.
• 3V3. 3.3-волтово захранване се генерира от бордовия регулатор. Максималното потребление на ток е 50 mA.
• GND. Заземени щифтове.

памет
ATmega328 има 32 KB (с 0.5 KB, използвани за буутлоудъра). Освен това има 2 KB SRAM и 1 KB EEPROM (които могат да се четат и записват с EEPROM библиотеката).

Вход и изход

Всеки от 14-те цифрови пина на Uno може да се използва като вход или изход, като се използват функциите pinMode(), digitalWrite() и digitalRead(). Работят на 5 волта. Всеки щифт може да осигури или получи максимум 40 mA и има вътрешен издърпващ резистор (изключен по подразбиране) от 20-50 kOhms. В допълнение, някои щифтове имат
специализирани функции:

• Сериен: 0 (RX) и 1 (TX). Използва се за получаване (RX) и предаване (TX) TTL серийни данни. Тези щифтове са свързани към съответните щифтове на ATmega8U2 USB-to-TTL сериен чип.
• Външни прекъсвания: 2 и 3. Тези щифтове могат да бъдат конфигурирани да задействат прекъсване при ниска стойност, нарастващ или спадащ фронт или промяна в стойността. Вижте функцията attachInterrupt() за подробности.
• ШИМ: 3, 5, 6, 9, 10 и 11. Осигурете 8-битов ШИМ изход с функцията analogWrite().
• SPI: 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Тези щифтове поддържат SPI комуникация с помощта на SPI библиотеката.
• Светодиод: 13. Има вграден светодиод, свързан към цифров щифт 13. Когато пинът е с ВИСОКА стойност, светодиодът свети, когато щифтът е с НИСКО ниво, той е изключен.

Uno има 6 аналогови входа, обозначени с A0 до A5, всеки от които осигурява 10 бита резолюция (т.е. 1024 различни стойности). По подразбиране те измерват от земята до 5 волта, но възможно ли е да промените горния край на техния диапазон с помощта на щифта AREF и функцията analogReference()? Освен това някои щифтове имат специализирана функционалност:

• I2C: 4 (SDA) и 5 ​​(SCL). Поддържа I2C (TWI) комуникация с помощта на библиотеката Wire. Има няколко други щифта на дъската:
• AREF. Референтен томtage за аналоговите входове. Използва се с analogReference().
• Нулиране. Поставете този ред на LOW, за да нулирате микроконтролера. Обикновено се използва за добавяне на бутон за нулиране към щитове, които блокират този на дъската.
• Вижте също картографирането между щифтовете на Arduino и портовете ATmega328?.

Комуникация

Arduino UNO има редица съоръжения за комуникация с компютър, друг Arduino или други микроконтролери. ATmega328 осигурява UART TTL (5V) серийна комуникация, която е достъпна на цифрови пинове 0 (RX) и 1 (TX). ATmega8U2 на платката канализира тази серийна комуникация през USB и се появява като виртуален com порт към софтуера на компютъра. Фърмуерът '8U2 използва стандартните USB COM драйвери и не е необходим външен драйвер. В Windows обаче .inf file се изисква. Софтуерът Arduino включва сериен монитор, който позволява прости текстови данни да бъдат изпращани към и от платката Arduino. Светодиодите RX и TX на платката ще мигат, когато данните се предават чрез USB към сериен чип и USB връзка към компютъра (но не и за серийна комуникация на пинове 0 и 1). Библиотека SoftwareSerial позволява серийна комуникация на всеки от цифровите щифтове на Uno. ATmega328 също поддържа I2C (TWI) и SPI комуникация. Софтуерът Arduino включва Wire библиотека за опростяване на използването на I2C шината; вижте документацията за подробности. За SPI комуникация използвайте SPI библиотеката.

Програмиране

Arduino Uno може да се програмира със софтуера Arduino (изтегляне). Изберете „Arduino Uno от менюто Инструменти > Платка (според микроконтролера на вашата платка). За подробности вижте препратката и уроците. ATmega328 на Arduino Uno идва предварително записан с буутлоудър, който ви позволява да качвате нов код в него без използването на външен хардуерен програмист. Той комуникира, използвайки оригиналния протокол STK500 (справка, C заглавие files). Можете също така да заобиколите буутлоудъра и да програмирате микроконтролера чрез заглавката ICSP (In-Circuit Serial Programming); вижте тези инструкции за подробности. Изходният код на фърмуера ATmega8U2 е наличен. ATmega8U2 е зареден с DFU буутлоудър, който може да се активира чрез свързване на джъмпера за запояване на гърба на платката (близо до картата на Италия) и след това нулиране на 8U2. След това можете да използвате софтуера FLIP на Atmel (Windows) или програмиста DFU (Mac OS X и Linux), за да заредите нов фърмуер. Или можете да използвате заглавката на ISP с външен програмист (заменяйки DFU буутлоудъра). Вижте този допринесъл от потребителя урок за повече информация.

Автоматично (софтуерно) нулиране

Вместо да изисква физическо натискане на бутона за нулиране преди качване, Arduino Uno е проектиран по начин, който позволява да бъде нулиран от софтуер, работещ на свързан компютър. Една от линиите за контрол на хардуерния поток (DTR) на ATmega8U2 е свързана към линията за нулиране на ATmega328 чрез 100 nano farad кондензатор. Когато тази линия е заявена (взета ниско), линията за нулиране пада достатъчно дълго, за да нулира чипа. Софтуерът Arduino използва тази възможност, за да ви позволи да качвате код чрез просто натискане на бутона за качване в средата на Arduino. Това означава, че буутлоудърът може да има по-кратък таймаут, тъй като понижаването на DTR може да бъде добре координирано с началото на качването.

Тази настройка има и други последици. Когато Uno е свързан към компютър с Mac OS X или Linux, той се нулира всеки път, когато се осъществи връзка към него от софтуер (чрез USB). В продължение на около половин секунда буутлоудърът работи на Uno. Въпреки че е програмиран да игнорира неправилно формирани данни (т.е. всичко освен качване на нов код), той ще прихване първите няколко байта данни, изпратени до платката след отваряне на връзка. Ако скица, изпълнявана на платката, получи еднократна конфигурация или други данни, когато стартира за първи път, уверете се, че софтуерът, с който комуникира, изчаква секунда след отваряне на връзката и преди да изпрати тези данни. Uno съдържа следа, която може да бъде изрязана, за да деактивирате автоматичното нулиране. Подложките от двете страни на следата могат да бъдат запоени заедно, за да я активирате отново. Означено е като „RESET-EN“. Можете също така да можете да деактивирате автоматичното нулиране, като свържете резистор от 110 ома от 5 V към линията за нулиране; вижте тази тема във форума за подробности.

USB защита от свръхток
Arduino Uno има полиетиленов предпазител, който може да се нулира, който предпазва USB портовете на вашия компютър от късо съединение и свръхток. Въпреки че повечето компютри осигуряват собствена вътрешна защита, предпазителят осигурява допълнителен слой защита. Ако към USB порта се приложи повече от 500 mA, предпазителят автоматично ще прекъсне връзката, докато късото или претоварването не бъде отстранено.

Физически характеристики

Максималната дължина и ширина на Uno PCB са съответно 2.7 и 2.1 инча, като USB конекторът и жакът за захранване се простират отвъд предишното измерение. Четирите отвора за винтове позволяват платката да бъде прикрепена към повърхност или кутия. Обърнете внимание, че разстоянието между цифровите щифтове 7 и 8 е 160 mil (0.16″), което не е четно кратно на разстоянието от 100 mil на другите щифтове.

Референтен дизайн на Arduino UNO

Референтните дизайни СЕ ПРЕДОСТАВЯТ „КАКТО Е“ И „С ВСИЧКИ НЕИЗПРАВНОСТИ“. Arduino ОТХВЪРЛЯ ВСИЧКИ ДРУГИ ГАРАНЦИИ, ИЗРИЧНИ ИЛИ КОСВЕНИ, Arduino може да прави промени в спецификациите и описанията на продуктите по всяко време, без предизвестие. Клиентът не трябва да разглежда ПРОДУКТИТЕ, ВКЛЮЧИТЕЛНО, НО НЕ САМО, ВСЯКАКВИ ПОДРАЗБИРАЩИ СЕ ГАРАНЦИИ ЗА ПРОДАВАЕМОСТ ИЛИ ГОДНОСТ ЗА ОПРЕДЕЛЕНА ЦЕЛ разчитат на отсъствието или характеристиките на функции или инструкции, маркирани като „запазени“ или „недефинирани“. Arduino ги запазва за бъдеща дефиниция и не носи никаква отговорност за конфликти или несъвместимости, произтичащи от бъдещи промени в тях. Информацията за продукта на Web Сайтът или материалите подлежат на промяна без предупреждение. Не финализирайте дизайн с тази информация.

Изтеглете PDF: Arduino ATMEGA328 SMD Breadboard Ръководство за потребителя

Референции

• Ръководство за потребителя