Uživatelská příručka Arduino ATMEGA328 SMD Breadboard
Nadview
Arduino Uno je deska mikrokontroléru založená na ATmega328 (datasheet). Má 14 digitálních vstupních/výstupních pinů (z nichž 6 lze použít jako PWM výstupy), 6 analogových vstupů, 16 MHz krystalový oscilátor, USB připojení, napájecí jack, ICSP header a resetovací tlačítko. Obsahuje vše potřebné pro podporu mikrokontroléru; jednoduše jej připojte k počítači pomocí kabelu USB nebo jej napájejte adaptérem AC-to-DC nebo baterií a můžete začít. Uno se liší od všech předchozích desek v tom, že nepoužívá čip FTDI USB-to-serial. Místo toho obsahuje Atmega8U2 naprogramovaný jako převodník USB na sériový port. „Uno“ znamená v italštině jedno a je pojmenováno u příležitosti nadcházejícího vydání Arduina 1.0. Uno a verze 1.0 budou referenční verze Arduina, které se posunou vpřed. Uno je nejnovější z řady desek USB Arduino a referenční model pro platformu Arduino; pro srovnání s předchozími verzemi se podívejte na index desek Arduino.
Shrnutí
- Mikrokontrolér ATmega328
- Provozní svtage 5 V.
- Vstupní objemtage (doporučeno) 7-12V
- Vstupní objemtage (limity) 6-20V
- Digitální I/O piny 14 (z toho 6 poskytuje PWM výstup)
- Analogové vstupní piny 6
- Stejnosměrný proud na I/O pin 40 mA
- Stejnosměrný proud pro 3.3V Pin 50 mA
- Flash paměť 32 KB (ATmega328), z toho 0.5 KB využívá bootloader
- SRAM 2 KB (ATmega328)
- EEPROM 1 KB (ATmega328)
- Takt 16 MHz
Schématický a referenční design
OREL files: Arduino-uno-reference-design.zip
Schéma: arduino-uno-schematic.pdf
Moc
Arduino Uno lze napájet přes USB připojení nebo pomocí externího napájecího zdroje. Výkon zdroje se volí automaticky. Externí napájení (bez USB) může pocházet buď z adaptéru AC-to-DC (nástěnné bradavice) nebo z baterie. Adaptér lze připojit zasunutím 2.1 mm středového kladného konektoru do napájecího konektoru desky. Vývody z baterie lze zasunout do pinových hlaviček Gnd a Vin konektoru POWER. Deska může pracovat na externím zdroji 6 až 20 voltů. Pokud je však napájeno méně než 7V, 5V kolík může dodávat méně než pět voltů a deska může být nestabilní. Při použití více než 12V je objtagRegulátor se může přehřát a poškodit desku. Doporučený rozsah je 7 až 12 voltů.
Napájecí kolíky jsou následující:
- VIN. Vstupní objtage na desku Arduino, když používá externí zdroj napájení (na rozdíl od 5 voltů z připojení USB nebo jiného regulovaného zdroje napájení). Můžete dodat zvtage přes tento kolík, nebo při napájení objtage přes napájecí konektor, přístup k němu přes tento kolík.
- 5V. Regulovaný napájecí zdroj slouží k napájení mikrokontroléru a dalších komponent na desce. To může pocházet buď z VIN přes palubní regulátor, nebo být napájeno přes USB nebo jiný regulovaný 5V zdroj.
- 3V3. Napájení 3.3 V je generováno palubním regulátorem. Maximální odběr proudu je 50 mA.
- GND. Zemnící kolíky.
Paměť
ATmega328 má 32 KB (s 0.5 KB použitými pro bootloader). Má také 2 KB SRAM a 1 KB EEPROM (které lze číst a zapisovat pomocí knihovny EEPROM).
Vstup a výstup
Každý ze 14 digitálních pinů na Uno lze použít jako vstup nebo výstup pomocí funkcí pinMode(), digitalWrite() a digitalRead(). Pracují na 5 voltů. Každý pin může poskytovat nebo přijímat maximálně 40 mA a má vnitřní pull-up rezistor (ve výchozím nastavení odpojený) 20-50 kOhmů. Navíc některé piny mají
specializované funkce:
- Sériové číslo: 0 (RX) a 1 (TX). Slouží k příjmu (RX) a vysílání (TX) sériových dat TTL. Tyto piny jsou připojeny k odpovídajícím pinům sériového čipu ATmega8U2 USB-to-TTL.
- Externí přerušení: 2 a 3. Tyto kolíky lze nakonfigurovat tak, aby spouštěly přerušení při nízké hodnotě, vzestupné nebo sestupné hraně nebo změně hodnoty. Podrobnosti najdete ve funkci attachmentInterrupt().
- PWM: 3, 5, 6, 9, 10 a 11. Poskytněte 8bitový výstup PWM pomocí funkce analogWrite().
- SPI: 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Tyto piny podporují SPI komunikaci pomocí knihovny SPI.
- LED: 13. K digitálnímu kolíku 13 je připojena vestavěná LED. Když má kolík hodnotu HIGH, LED svítí, pokud je kolík LOW, nesvítí.
Uno má 6 analogových vstupů, označených A0 až A5, z nichž každý poskytuje rozlišení 10 bitů (tj. 1024 různých hodnot). Ve výchozím nastavení měří od země do 5 voltů, i když je možné změnit horní hranici jejich rozsahu pomocí kolíku AREF a funkce analogReference()? Některé piny mají navíc speciální funkce:
- I2C: 4 (SDA) a 5 (SCL). Podpora I2C (TWI) komunikace pomocí knihovny Wire. Na desce je několik dalších kolíků:
- AREF. Referenční svtage pro analogové vstupy. Používá se s analogReference().
- Resetovat. Pro resetování mikrokontroléru nastavte tento řádek na LOW. Obvykle se používá k přidání resetovacího tlačítka ke štítům, které blokují ten na desce.
- Viz také mapování mezi piny Arduino a porty ATmega328?.
Sdělení
Arduino UNO má řadu zařízení pro komunikaci s počítačem, jiným Arduinem nebo jinými mikrokontroléry. ATmega328 poskytuje sériovou komunikaci UART TTL (5V), která je k dispozici na digitálních pinech 0 (RX) a 1 (TX). ATmega8U2 na desce vede tuto sériovou komunikaci přes USB a jeví se jako virtuální komunikační port pro software v počítači. Firmware '8U2 používá standardní USB COM ovladače a není potřeba žádný externí ovladač. V systému Windows však soubor .inf file je požadováno. Software Arduino obsahuje sériový monitor, který umožňuje odesílání jednoduchých textových dat do az desky Arduino. LED RX a TX na desce budou blikat, když jsou data přenášena přes USB-to-serial čip a USB připojení k počítači (ale ne pro sériovou komunikaci na pinech 0 a 1). Knihovna SoftwareSerial umožňuje sériovou komunikaci na libovolném digitálním pinu Uno. ATmega328 také podporuje komunikaci I2C (TWI) a SPI. Software Arduino obsahuje Wire knihovnu pro zjednodušení použití I2C sběrnice; podrobnosti naleznete v dokumentaci. Pro komunikaci SPI použijte knihovnu SPI.
Programování
Arduino Uno lze naprogramovat pomocí softwaru Arduino (ke stažení). Vyberte „Arduino Uno z nabídky Nástroje > Deska (podle mikrokontroléru na vaší desce). Podrobnosti naleznete v referencích a výukových programech. ATmega328 na Arduino Uno je dodáván předem vypálený s bootloaderem, který vám umožňuje nahrát do něj nový kód bez použití externího hardwarového programátoru. Komunikuje pomocí originálního protokolu STK500 (odkaz, hlavička C files). Můžete také obejít bootloader a naprogramovat mikrokontrolér prostřednictvím záhlaví ICSP (In-Circuit Serial Programming); podrobnosti naleznete v těchto pokynech. Zdrojový kód firmwaru ATmega8U2 je k dispozici. ATmega8U2 je nabitý DFU bootloaderem, který lze aktivovat připojením pájecí propojky na zadní straně desky (poblíž mapy Itálie) a následným resetem 8U2. K nahrání nového firmwaru pak můžete použít software FLIP společnosti Atmel (Windows) nebo programátor DFU (Mac OS X a Linux). Nebo můžete použít hlavičku ISP s externím programátorem (přepsání bootloaderu DFU). Další informace naleznete v tomto návodu přidaném uživateli.
Automatický (softwarový) reset
Namísto fyzického stisknutí tlačítka reset před nahráním je Arduino Uno navrženo tak, aby jej bylo možné resetovat pomocí softwaru spuštěného na připojeném počítači. Jedna z hardwarových linek řízení toku (DTR) ATmega8U2 je připojena k resetovací lince ATmega328 přes kondenzátor 100 nano farad. Když je tato čára potvrzena (přijata nízko), resetovací čára klesne na dostatečně dlouhou dobu, aby resetoval čip. Software Arduino využívá tuto schopnost, aby vám umožnil nahrát kód pouhým stisknutím tlačítka pro nahrávání v prostředí Arduino. To znamená, že bootloader může mít kratší časový limit, protože snížení DTR lze dobře koordinovat se začátkem nahrávání.
Toto nastavení má další důsledky. Když je Uno připojeno k počítači se systémem Mac OS X nebo Linux, resetuje se pokaždé, když se k němu připojíte ze softwaru (přes USB). Následující zhruba půl sekundy zavaděč běží na Uno. I když je naprogramován tak, aby ignoroval chybně tvarovaná data (tj. cokoli kromě nahrání nového kódu), zachytí prvních pár bajtů dat odeslaných na desku po otevření spojení. Pokud skica běžící na desce při svém prvním spuštění obdrží jednorázovou konfiguraci nebo jiná data, ujistěte se, že software, se kterým komunikuje, po otevření spojení a před odesláním těchto dat sekundu čeká. Uno obsahuje stopu, kterou lze oříznout a deaktivovat tak automatický reset. Podložky na obou stranách stopy lze připájet k sobě a znovu ji aktivovat. Je označena „RESET-EN“. Můžete také deaktivovat automatický reset připojením 110ohmového odporu z 5V k resetovacímu vedení; podrobnosti naleznete v tomto vláknu fóra.
USB Overcurrent Protection
Arduino Uno má resetovatelnou poly pojistku, která chrání USB porty vašeho počítače před zkraty a nadproudem. Ačkoli většina počítačů poskytuje svou vlastní vnitřní ochranu, pojistka poskytuje další vrstvu ochrany. Pokud je do USB portu přivedeno více než 500 mA, pojistka automaticky přeruší spojení, dokud neodstraní zkrat nebo přetížení.
Fyzikální vlastnosti
Maximální délka a šířka Uno PCB jsou 2.7 a 2.1 palce, s konektorem USB a napájecím konektorem přesahujícím původní rozměr. Čtyři otvory pro šrouby umožňují připevnění desky k povrchu nebo pouzdru. Všimněte si, že vzdálenost mezi digitálními kolíky 7 a 8 je 160 mil (0.16″), což není sudý násobek vzdálenosti 100 mil mezi ostatními kolíky.
Referenční design Arduino UNO
Referenční vzory JSOU POSKYTOVÁNY „TAK JAK JSOU“ A „SE VŠEMI CHYBAMI“. Arduino ODMÍTÁ VŠECHNY OSTATNÍ ZÁRUKY, VÝSLOVNÉ NEBO PŘEDPOKLÁDANÉ, Arduino může kdykoli bez upozornění provádět změny specifikací a popisů produktů. Zákazník nesmí brát v úvahu, že PRODUKTY, VČETNĚ, ALE NE VÝHRADNĚ, JAKÉKOLI PŘEDPOKLÁDANÉ ZÁRUKY PRODEJNOSTI NEBO VHODNOSTI PRO KONKRÉTNÍ ÚČEL spoléhat na absenci nebo vlastnosti jakýchkoli funkcí nebo pokynů označených jako „rezervováno“ nebo „nedefinováno“. Arduino si je vyhrazuje pro budoucí definici a nenese žádnou odpovědnost za konflikty nebo nekompatibilitu vyplývající z jejich budoucích změn. Informace o produktu na Web Stránky nebo materiály se mohou bez upozornění změnit. Nedokončujte návrh pomocí těchto informací.
Stáhnout PDF: Uživatelská příručka Arduino ATMEGA328 SMD Breadboard
