Посібник користувача макетної плати Arduino ATMEGA328 SMD

Зміст приховати

1 Посібник користувача макетної плати Arduino ATMEGA328 SMD

2 закінченоview

8 Автоматичне (програмне) скидання

9 Фізичні характеристики

10 Еталонний дизайн Arduino UNO

11 Список літератури

12 Пов’язані публікації

Посібник користувача макетної плати Arduino ATMEGA328 SMD

закінченоview

Arduino Uno — це плата мікроконтролера на основі ATmega328 (таблиця даних). Він має 14 цифрових входів/виходів (з яких 6 можна використовувати як ШІМ-виходи), 6 аналогових входів, кварцевий генератор на 16 МГц, USB-з’єднання, роз’єм живлення, роз’єм ICSP і кнопку скидання. Містить все необхідне для підтримки мікроконтролера; просто підключіть його до комп’ютера за допомогою кабелю USB або живіть його за допомогою адаптера змінного струму в постійний струм або акумулятора, щоб почати. Uno відрізняється від усіх попередніх плат тим, що не використовує чіп драйвера FTDI USB-to-serial. Натомість він оснащений Atmega8U2, запрограмованим як перетворювач USB-послідовний. «Uno» італійською мовою означає «один» і названо на честь майбутнього випуску Arduino 1.0. Uno і версія 1.0 стануть еталонними версіями Arduino, які рухаються вперед. Uno є останньою в серії USB-плат Arduino та еталонною моделлю для платформи Arduino; для порівняння з попередніми версіями дивіться покажчик плат Arduino.

Резюме

Мікроконтролер ATmega328
Робочий випtage 5В
Вхідний об'ємtage (рекомендовано) 7-12 В
Вхідний об'ємtagе (межі) 6-20В
Цифрові контакти вводу/виводу 14 (з яких 6 забезпечують вихід ШІМ)
Аналогові входи 6
Постійний струм на контакт введення/виведення 40 мА
Постійний струм для контакту 3.3 В 50 мА
Флеш-пам'ять 32 КБ (ATmega328), з яких 0.5 КБ використовується завантажувачем

SRAM 2 КБ (ATmega328)
EEPROM 1 КБ (ATmega328)
Тактова частота 16 МГц

Схематичне та опорне проектування
ОРЕЛ files: Arduino-uno-reference-design.zip
Схема: arduino-uno-schematic.pdf

потужність

Arduino Uno можна живити через USB-з'єднання або від зовнішнього джерела живлення. Потужність джерела вибирається автоматично. Зовнішнє живлення (не через USB) може надходити від адаптера змінного струму в постійний (настінний пристрій) або акумулятора. Адаптер можна підключити, вставивши центральний плюсовий штекер 2.1 мм у роз’єм живлення плати. Виводи від батареї можна вставити в контактні роз’єми Gnd і Vin роз’єму POWER. Плата може працювати від зовнішнього джерела живлення від 6 до 20 вольт. Проте, якщо напруга живиться менше ніж 7 В, контакт 5 В може подавати менше п’яти вольт, і плата може працювати нестабільно. Якщо використовується понад 12 В, обtagРегулятор може перегрітися та пошкодити плату. Рекомендований діапазон від 7 до 12 вольт.
Виводи живлення такі:

VIN номер Вхідний обсягtage до плати Arduino, коли вона використовує зовнішнє джерело живлення (на відміну від 5 вольт від з’єднання USB або іншого регульованого джерела живлення). Ви можете поставити обtage через цей штифт, або, якщо подається voltage через гніздо живлення, доступ до нього через цей штифт.

5В. Регульоване джерело живлення використовується для живлення мікроконтролера та інших компонентів на платі. Це може надходити або від VIN через бортовий регулятор, або через USB чи інше регульоване джерело живлення 5 В.
3V3. Напруга 3.3 вольта генерується бортовим регулятором. Максимальна сила струму становить 50 мА.

GND. Заземлені шпильки.

Пам'ять
ATmega328 має 32 КБ (із 0.5 КБ, які використовуються для завантажувача). Він також має 2 КБ SRAM і 1 КБ EEPROM (яку можна читати та записувати за допомогою бібліотеки EEPROM).

Вхід і вихід

Кожен із 14 цифрових контактів на Uno можна використовувати як вхід або вихід за допомогою функцій pinMode(), digitalWrite() і digitalRead(). Вони працюють від 5 вольт. Кожен контакт може видавати або приймати максимум 40 мА і має внутрішній підтягуючий резистор (відключений за замовчуванням) 20-50 кОм. Крім того, деякі шпильки мають
спеціалізовані функції:

Послідовний: 0 (RX) і 1 (TX). Використовується для отримання (RX) і передачі (TX) TTL послідовних даних. Ці контакти з’єднані з відповідними контактами мікросхеми ATmega8U2 USB-to-TTL Serial.
Зовнішні переривання: 2 і 3. Ці контакти можуть бути налаштовані на ініціювання переривання при низькому значенні, наростаючому або спадному фронті або зміні значення. Дивіться функцію attachInterrupt() для отримання додаткової інформації.

ШІМ: 3, 5, 6, 9, 10 і 11. Забезпечте 8-бітний вихід ШІМ за допомогою функції analogWrite().
SPI: 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Ці контакти підтримують зв'язок SPI за допомогою бібліотеки SPI.

Світлодіод: 13. Існує вбудований світлодіод, підключений до цифрового контакту 13. Коли висновок має ВИСОКЕ значення, світлодіод світиться, коли висновок НИЗЬКИЙ, він вимкнений.

Uno має 6 аналогових входів, позначених від A0 до A5, кожен з яких забезпечує 10 біт роздільної здатності (тобто 1024 різних значення). За замовчуванням вони вимірюють від землі до 5 вольт, але чи можна змінити верхню межу їхнього діапазону за допомогою контакту AREF і функції analogReference()? Крім того, деякі піни мають спеціальні функції:

I2C: 4 (SDA) і 5 (SCL). Підтримка зв'язку I2C (TWI) за допомогою бібліотеки Wire. На платі є ще пара контактів:
AREF. Довідковий томtage для аналогових входів. Використовується з analogReference().

Скинути. Переведіть цю лінію в НИЗЬКИЙ, щоб скинути мікроконтролер. Зазвичай використовується для додавання кнопки скидання до щитів, які блокують кнопку на дошці.
Дивіться також зіставлення між контактами Arduino та портами ATmega328?.

спілкування

Arduino UNO має низку засобів для зв’язку з комп’ютером, іншим Arduino або іншими мікроконтролерами. ATmega328 забезпечує послідовний зв'язок UART TTL (5 В), який доступний на цифрових контактах 0 (RX) і 1 (TX). ATmega8U2 на платі передає цей послідовний зв’язок через USB і відображається як віртуальний com-порт для програмного забезпечення на комп’ютері. Прошивка '8U2 використовує стандартні драйвери USB COM, тому зовнішній драйвер не потрібен. Однак у Windows файл .inf file необхідно. Програмне забезпечення Arduino включає послідовний монітор, який дозволяє надсилати прості текстові дані на плату Arduino та з неї. Світлодіоди RX і TX на платі блиматимуть, коли дані передаються через чіп USB-послідовний і USB-підключення до комп’ютера (але не для послідовного зв’язку на контактах 0 і 1). Бібліотека SoftwareSerial дозволяє підключати послідовний зв’язок на будь-якому з цифрових контактів Uno. ATmega328 також підтримує зв'язок I2C (TWI) і SPI. Програмне забезпечення Arduino включає бібліотеку Wire для спрощення використання шини I2C; подробиці дивіться в документації. Для зв’язку SPI використовуйте бібліотеку SPI.

Програмування

Arduino Uno можна програмувати за допомогою програмного забезпечення Arduino (завантажити). Виберіть «Arduino Uno» у меню Інструменти > Плата (відповідно до мікроконтролера на платі). Щоб отримати докладнішу інформацію, перегляньте довідкові та навчальні посібники. ATmega328 на Arduino Uno постачається з попередньо записаним завантажувачем, який дозволяє завантажувати в нього новий код без використання зовнішнього апаратного програматора. Він спілкується за допомогою оригінального протоколу STK500 (посилання, заголовок C files). Ви також можете обійти завантажувач і запрограмувати мікроконтролер через заголовок ICSP (In-Circuit Serial Programming); подробиці дивіться в цих інструкціях. Вихідний код мікропрограми ATmega8U2 доступний. ATmega8U2 завантажено завантажувачем DFU, який можна активувати, підключивши паяну перемичку на задній частині плати (біля карти Італії), а потім скинувши 8U2. Потім ви можете використовувати програмне забезпечення Atmel FLIP (Windows) або програматор DFU (Mac OS X і Linux), щоб завантажити нове мікропрограмне забезпечення. Або ви можете використовувати заголовок ISP із зовнішнім програматором (перезаписуючи завантажувач DFU). Для отримання додаткової інформації перегляньте цей підручник, наданий користувачами.

Автоматичне (програмне) скидання

Замість того, щоб вимагати фізичного натискання кнопки скидання перед завантаженням, Arduino Uno розроблено таким чином, що дозволяє скинути його за допомогою програмного забезпечення, запущеного на підключеному комп’ютері. Одна з апаратних ліній керування потоком (DTR) ATmega8U2 підключена до лінії скидання ATmega328 через конденсатор 100 нанофарад. Коли ця лінія стверджується (береться низькою), лінія скидання падає на достатню довжину, щоб скинути мікросхему. Програмне забезпечення Arduino використовує цю можливість, щоб дозволити вам завантажувати код, просто натиснувши кнопку завантаження в середовищі Arduino. Це означає, що завантажувач може мати коротший тайм-аут, оскільки зниження DTR може бути добре скоординовано з початком завантаження.

Ця установка має інші наслідки. Коли Uno підключено до комп’ютера з Mac OS X або Linux, він скидається щоразу, коли до нього встановлюється з’єднання з програмного забезпечення (через USB). Протягом наступних півсекунди або близько того завантажувач працює на Uno. Хоча він запрограмований на ігнорування неправильних даних (тобто будь-що, окрім завантаження нового коду), він перехопить перші кілька байтів даних, надісланих на плату після відкриття з’єднання. Якщо скетч, що працює на платі, отримує одноразову конфігурацію або інші дані під час першого запуску, переконайтеся, що програмне забезпечення, з яким він спілкується, чекає секунду після відкриття з’єднання та перед надсиланням цих даних. Uno містить слід, який можна вирізати, щоб вимкнути автоматичне скидання. Накладки з обох боків траси можна спаяти разом, щоб знову ввімкнути її. Він позначений як «RESET-EN». Ви також можете вимкнути автоматичне скидання, підключивши резистор 110 Ом від 5 В до лінії скидання; подробиці див. у цій темі форуму.

Захист від перевантаження USB
Arduino Uno має поліетиленовий запобіжник, що перезавантажується, який захищає USB-порти вашого комп’ютера від коротких замикань і перевантаження по струму. Хоча більшість комп’ютерів забезпечують власний внутрішній захист, запобіжник забезпечує додатковий рівень захисту. Якщо на USB-порт подається струм понад 500 мА, запобіжник автоматично розриває з’єднання, доки коротке замикання або перевантаження не буде усунено.

Фізичні характеристики

Максимальна довжина та ширина друкованої плати Uno становлять 2.7 та 2.1 дюйма відповідно, а роз’єм USB та роз’єм живлення виходять за попередні розміри. Чотири отвори для гвинтів дозволяють прикріпити плату до поверхні або корпусу. Зауважте, що відстань між цифровими контактами 7 і 8 становить 160 мил (0.16 дюйма), що не є парним кратним інтервалу в 100 мил між іншими контактами.

Еталонний дизайн Arduino UNO

Еталонні зразки НАДАЮТЬСЯ «ЯК Є» ТА «З УСІМА НЕДОЛІКАМИ». Arduino ВІДМОВЛЯЄТЬСЯ ВІД УСІХ ІНШИХ ГАРАНТІЙ, ЯВНИХ АБО НЕПРЯМИХ, Arduino може вносити зміни до специфікацій та опису продукту в будь-який час без попередження. Клієнт не повинен розглядати ПРОДУКТИ, ВКЛЮЧАЮЧИ, АЛЕ НЕ ОБМЕЖУЮЧИСЬ, БУДЬ-ЯКІ НЕПРЯМІ ГАРАНТІЇ ПРИДАТНОСТІ ДЛЯ ПРОДАЖУ АБО ПРИДАТНОСТІ ДЛЯ КОНКРЕТНОЇ МЕТИ, покладаючись на відсутність або характеристики будь-яких функцій чи інструкцій, позначених як «зарезервовано» або «не визначено». Arduino зберігає їх для майбутнього визначення та не несе жодної відповідальності за конфлікти чи несумісність, що виникають через майбутні зміни до них. Інформація про продукт на Web Сайт або матеріали можуть бути змінені без попередження. Не завершуйте дизайн за допомогою цієї інформації.