Používateľská príručka pre Arduino ATMEGA328 SMD Breadboard
Koniecview
Arduino Uno je doska mikrokontroléra založená na ATmega328 (datasheet). Má 14 digitálnych vstupno/výstupných pinov (z ktorých 6 možno použiť ako PWM výstupy), 6 analógových vstupov, 16 MHz kryštálový oscilátor, USB pripojenie, napájací konektor, ICSP hlavičku a resetovacie tlačidlo. Obsahuje všetko potrebné na podporu mikrokontroléra; Ak chcete začať, jednoducho ho pripojte k počítaču pomocou kábla USB alebo ho napájajte adaptérom AC-to-DC alebo batériou. Uno sa líši od všetkých predchádzajúcich dosiek tým, že nepoužíva čip FTDI USB-to-serial driver. Namiesto toho obsahuje Atmega8U2 naprogramovaný ako prevodník USB na sériový port. „Uno“ znamená v taliančine jedno a je pomenované pri príležitosti nadchádzajúceho vydania Arduina 1.0. Uno a verzia 1.0 budú referenčnými verziami Arduina, ktoré sa posúvajú vpred. Uno je najnovšia zo série dosiek USB Arduino a referenčný model pre platformu Arduino; porovnanie s predchádzajúcimi verziami nájdete v indexe dosiek Arduino.
Zhrnutie
- Mikrokontrolér ATmega328
- Prevádzkový zvtage 5 V.
- Vstupné objtage (odporúčané) 7-12V
- Vstupné objtage (limity) 6-20V
- Digitálne I/O kolíky 14 (z ktorých 6 poskytuje PWM výstup)
- Analógové vstupné kolíky 6
- Jednosmerný prúd na I/O pin 40 mA
- Jednosmerný prúd pre 3.3 V Pin 50 mA
- Flash pamäť 32 KB (ATmega328), z toho 0.5 KB využíva bootloader
- SRAM 2 KB (ATmega328)
- EEPROM 1 KB (ATmega328)
- Frekvencia hodín 16 MHz
Schematický a referenčný dizajn
OROL files: Arduino-uno-reference-design.zip
Schéma: arduino-uno-schematic.pdf
Sila
Arduino Uno je možné napájať cez USB pripojenie alebo pomocou externého napájacieho zdroja. Výkon zdroja sa volí automaticky. Externé napájanie (nie cez USB) môže pochádzať buď z adaptéra striedavého prúdu na jednosmerný prúd (na stene) alebo z batérie. Adaptér je možné pripojiť zasunutím 2.1 mm stredového kladného konektora do napájacieho konektora dosky. Vodiče z batérie je možné vložiť do kolíkov Gnd a Vin konektora POWER. Doska môže pracovať na externom napájaní 6 až 20 voltov. Ak sa však napája menej ako 7 V, kolík 5 V môže napájať menej ako päť voltov a doska môže byť nestabilná. Ak použijete viac ako 12V, objtagRegulátor sa môže prehriať a poškodiť dosku. Odporúčaný rozsah je 7 až 12 voltov.
Napájacie kolíky sú nasledovné:
- VIN. Vstupný objtage na dosku Arduino, keď používa externý zdroj napájania (na rozdiel od 5 voltov z pripojenia USB alebo iného regulovaného zdroja napájania). Môžete dodať objtage cez tento kolík, alebo pri dodávaní objtage cez napájací konektor, prístup k nemu cez tento kolík.
- 5V. Regulovaný zdroj slúži na napájanie mikrokontroléra a ďalších komponentov na doske. Ten môže pochádzať buď z VIN cez zabudovaný regulátor, alebo môže byť napájaný cez USB alebo iný regulovaný 5V zdroj.
- 3V3. Napájanie 3.3 V generuje palubný regulátor. Maximálny odber prúdu je 50 mA.
- GND. Uzemňovacie kolíky.
pamäť
ATmega328 má 32 KB (s 0.5 KB použitých pre bootloader). Má tiež 2 KB SRAM a 1 KB EEPROM (ktoré je možné čítať a zapisovať pomocou knižnice EEPROM).
Vstup a výstup
Každý zo 14 digitálnych pinov na Uno môže byť použitý ako vstup alebo výstup pomocou funkcií pinMode(), digitalWrite() a digitalRead(). Pracujú pri 5 voltoch. Každý kolík môže poskytnúť alebo prijať maximálne 40 mA a má vnútorný pull-up odpor (štandardne odpojený) 20-50 kOhm. Navyše niektoré špendlíky majú
špecializované funkcie:
- Sériové číslo: 0 (RX) a 1 (TX). Používa sa na príjem (RX) a prenos (TX) sériových dát TTL. Tieto kolíky sú pripojené k zodpovedajúcim kolíkom sériového čipu ATmega8U2 USB-to-TTL.
- Externé prerušenia: 2 a 3. Tieto kolíky môžu byť nakonfigurované tak, aby spúšťali prerušenie pri nízkej hodnote, stúpajúcej alebo klesajúcej hrane alebo pri zmene hodnoty. Podrobnosti nájdete vo funkcii attachmentInterrupt().
- PWM: 3, 5, 6, 9, 10 a 11. Poskytnite 8-bitový výstup PWM s funkciou analogWrite().
- SPI: 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Tieto piny podporujú komunikáciu SPI pomocou knižnice SPI.
- LED: 13. K digitálnemu kolíku 13 je pripojená vstavaná LED. Keď je hodnota kolíka VYSOKÁ, LED svieti, ak je kolík LOW, nesvieti.
Uno má 6 analógových vstupov, označených A0 až A5, z ktorých každý poskytuje 10 bitové rozlíšenie (tj 1024 rôznych hodnôt). V predvolenom nastavení merajú od zeme po 5 voltov, je však možné zmeniť hornú hranicu ich rozsahu pomocou kolíka AREF a funkcie analogReference()? Niektoré piny majú navyše špecializované funkcie:
- I2C: 4 (SDA) a 5 (SCL). Podpora I2C (TWI) komunikácie pomocou knižnice Wire. Na doske je niekoľko ďalších kolíkov:
- AREF. Referenčný zvtage pre analógové vstupy. Používa sa s analogReference().
- Resetovať. Znížte tento riadok na NÍZKU, aby ste resetovali mikrokontrolér. Zvyčajne sa používa na pridanie tlačidla reset na štíty, ktoré blokujú štíty na doske.
- Pozrite si tiež mapovanie medzi pinmi Arduino a portmi ATmega328?.
Komunikácia
Arduino UNO má množstvo zariadení na komunikáciu s počítačom, iným Arduinom alebo inými mikrokontrolérmi. ATmega328 poskytuje sériovú komunikáciu UART TTL (5V), ktorá je dostupná na digitálnych pinoch 0 (RX) a 1 (TX). ATmega8U2 na doske vedie túto sériovú komunikáciu cez USB a javí sa ako virtuálny komunikačný port pre softvér v počítači. Firmvér '8U2 používa štandardné ovládače USB COM a nie je potrebný žiadny externý ovládač. V systéme Windows však súbor .inf file sa vyžaduje. Softvér Arduino obsahuje sériový monitor, ktorý umožňuje odosielanie jednoduchých textových údajov do a z dosky Arduino. LED RX a TX na doske budú blikať, keď sa dáta prenášajú cez USB-to-serial čip a USB pripojenie k počítaču (ale nie pre sériovú komunikáciu na pinoch 0 a 1). Knižnica SoftwareSerial umožňuje sériovú komunikáciu na ktoromkoľvek z digitálnych pinov Uno. ATmega328 tiež podporuje komunikáciu I2C (TWI) a SPI. Softvér Arduino obsahuje knižnicu Wire na zjednodušenie používania zbernice I2C; podrobnosti nájdete v dokumentácii. Na komunikáciu SPI použite knižnicu SPI.
Programovanie
Arduino Uno je možné naprogramovať pomocou softvéru Arduino (stiahnuť). Vyberte „Arduino Uno z ponuky Nástroje > Doska (podľa mikrokontroléra na vašej doske). Podrobnosti nájdete v referencii a návodoch. ATmega328 na Arduino Uno sa dodáva vopred napálený s bootloaderom, ktorý vám umožňuje nahrať doň nový kód bez použitia externého hardvérového programátora. Komunikuje pomocou originálneho protokolu STK500 (odkaz, hlavička C files). Môžete tiež obísť bootloader a naprogramovať mikrokontrolér cez hlavičku ICSP (In-Circuit Serial Programming); podrobnosti nájdete v týchto pokynoch. K dispozícii je zdrojový kód firmvéru ATmega8U2. ATmega8U2 je nabitý bootloaderom DFU, ktorý je možné aktivovať pripojením spájkovacieho mostíka na zadnej strane dosky (v blízkosti mapy Talianska) a následným resetovaním 8U2. Potom môžete použiť softvér FLIP od spoločnosti Atmel (Windows) alebo programátor DFU (Mac OS X a Linux) na načítanie nového firmvéru. Alebo môžete použiť hlavičku ISP s externým programátorom (prepísanie bootloaderu DFU). Viac informácií nájdete v tomto návode od používateľov.
Automatický (softvérový) reset
Namiesto fyzického stlačenia tlačidla reset pred nahrávaním je Arduino Uno navrhnutý tak, aby ho bolo možné resetovať pomocou softvéru spusteného na pripojenom počítači. Jedna z liniek riadenia toku hardvéru (DTR) ATmega8U2 je pripojená k resetovacej linke ATmega328 cez kondenzátor 100 nano farad. Keď je táto línia potvrdená (nízka), línia resetovania klesne dostatočne dlho na to, aby resetoval čip. Softvér Arduino využíva túto schopnosť, aby vám umožnil nahrať kód jednoduchým stlačením tlačidla nahrávania v prostredí Arduino. To znamená, že bootloader môže mať kratší časový limit, pretože zníženie DTR môže byť dobre koordinované so začiatkom nahrávania.
Toto nastavenie má ďalšie dôsledky. Keď je Uno pripojený buď k počítaču so systémom Mac OS X alebo Linux, resetuje sa vždy, keď sa k nemu pripojí softvér (cez USB). Nasledujúcu približne pol sekundy bootloader beží na Uno. Aj keď je naprogramovaný tak, aby ignoroval chybné dáta (tj čokoľvek okrem nahrávania nového kódu), zachytí prvých pár bajtov dát odoslaných na dosku po otvorení spojenia. Ak skica bežiaca na doske pri prvom spustení dostane jednorazovú konfiguráciu alebo iné údaje, uistite sa, že softvér, s ktorým komunikuje, po otvorení spojenia a odoslaní týchto údajov sekundu čaká. Uno obsahuje stopu, ktorú možno orezať, aby sa deaktivoval automatický reset. Podložky na oboch stranách stopy je možné spájať, aby ste ju znova aktivovali. Má označenie „RESET-EN“. Môžete tiež zakázať automatický reset pripojením 110-ohmového odporu z 5V k resetovacej linke; podrobnosti nájdete v tomto vlákne fóra.
USB Overcurrent Protection
Arduino Uno má resetovateľnú poly poistku, ktorá chráni USB porty vášho počítača pred skratmi a nadprúdom. Hoci väčšina počítačov poskytuje svoju vlastnú vnútornú ochranu, poistka poskytuje ďalšiu vrstvu ochrany. Ak sa na port USB aplikuje viac ako 500 mA, poistka automaticky preruší spojenie, kým sa neodstráni skrat alebo preťaženie.
Fyzikálne vlastnosti
Maximálna dĺžka a šírka dosky plošných spojov Uno sú 2.7 a 2.1 palca, pričom konektor USB a napájací konektor presahujú pôvodný rozmer. Štyri otvory pre skrutky umožňujú pripevnenie dosky k povrchu alebo puzdru. Všimnite si, že vzdialenosť medzi digitálnymi kolíkmi 7 a 8 je 160 mil (0.16"), čo nie je párny násobok vzdialenosti 100 mil medzi ostatnými kolíkmi.
Referenčný dizajn Arduino UNO
Referenčné návrhy SÚ POSKYTOVANÉ „TAK AKO SÚ“ A „ZO VŠETKÝMI CHYBAMI“. Arduino ODMIETA VŠETKY OSTATNÉ ZÁRUKY, VÝSLOVNÉ ALEBO IMPLICITNÉ, Arduino môže kedykoľvek bez upozornenia zmeniť špecifikácie a popisy produktov. Zákazník nesmie považovať PRODUKTY, VRÁTANE, ALE NIE, AKÉKOĽVEK IMPLIKOVANÉ ZÁRUKY PREDAJNOSTI ALEBO VHODNOSTI NA KONKRÉTNY ÚČEL, sa spoliehať na absenciu alebo charakteristiky akýchkoľvek funkcií alebo pokynov označených ako „vyhradené“ alebo „nedefinované“. Arduino si ich vyhradzuje pre budúcu definíciu a nenesie žiadnu zodpovednosť za konflikty alebo nekompatibility vyplývajúce z budúcich zmien. Informácie o produkte na Web Stránka alebo materiály sa môžu zmeniť bez upozornenia. Nedokončujte návrh s týmito informáciami.
Stiahnite si PDF: Používateľská príručka pre Arduino ATMEGA328 SMD Breadboard
