Arduino ATMEGA328 SMD Breadboard felhasználói kézikönyv
Felettview
Az Arduino Uno egy mikrovezérlő kártya, amely az ATmega328-on alapul (adatlap). 14 digitális bemeneti/kimeneti érintkezővel rendelkezik (ebből 6 PWM kimenetként használható), 6 analóg bemenettel, 16 MHz-es kristályoszcillátorral, USB csatlakozással, tápcsatlakozóval, ICSP fejléccel és reset gombbal. Mindent tartalmaz, ami a mikrokontroller támogatásához szükséges; egyszerűen csatlakoztassa a számítógéphez USB-kábellel, vagy táplálja egy AC-DC adapterrel vagy akkumulátorral a kezdéshez. Az Uno abban különbözik az összes korábbi kártyától, hogy nem használja az FTDI USB-soros meghajtó chipet. Ehelyett tartalmazza az Atmega8U2-t, amely USB-soros konverterként van programozva. Az „Uno” olaszul egyet jelent, és az Arduino 1.0 közelgő kiadását jelzi. Az Uno és az 1.0-s verzió lesz az Arduino referenciaverziója, amely tovább halad. Az Uno a legújabb az USB Arduino kártyák sorozatában, és az Arduino platform referenciamodellje; a korábbi verziókkal való összehasonlításhoz lásd az Arduino táblák indexét.
Összegzés
- ATmega328 mikrokontroller
- Operation Voltagés 5V
- Input Voltage (ajánlott) 7-12V
- Input Voltage (határértékek) 6-20V
- 14 digitális I/O érintkező (ebből 6 PWM kimenetet biztosít)
- Analóg bemeneti érintkezők 6
- DC áram I/O tűnként 40 mA
- Egyenáram 3.3 V tűhöz 50 mA
- Flash memória 32 KB (ATmega328), ebből 0.5 KB a rendszerbetöltő
- SRAM 2 KB (ATmega328)
- EEPROM 1 KB (ATmega328)
- Órajel 16 MHz
Sematikus és referenciatervezés
SAS files: Arduino-uno-reference-design.zip
Sematikus: arduino-uno-schematic.pdf
Hatalom
Az Arduino Uno tápellátása USB-csatlakozáson keresztül vagy külső tápegységen keresztül történhet. A forrás teljesítményének kiválasztása automatikusan történik. A külső (nem USB) táp AC-DC adapterről vagy akkumulátorról származhat. Az adapter úgy csatlakoztatható, hogy egy 2.1 mm-es középső pozitív csatlakozót csatlakoztat a kártya tápcsatlakozójához. Az akkumulátor vezetékei a POWER csatlakozó Gnd és Vin tűfejébe helyezhetők. A kártya 6 és 20 V közötti külső tápról működhet. Ha azonban 7 V-nál kisebb feszültséggel táplálják, az 5 V-os érintkező 12 V-nál kevesebbet szolgáltathat, és a kártya instabil lehet. Ha XNUMX V-nál nagyobb feszültséget használ, a voltagA szabályozó túlmelegedhet és károsíthatja a kártyát. Az ajánlott tartomány 7-12 volt.
A tápcsatlakozók a következők:
- VIN. Az input voltage az Arduino kártyához, ha az külső áramforrást használ (szemben az USB-csatlakozás vagy más szabályozott áramforrás 5 voltával). Tudod szállítani voltage ezen a tűn keresztül, vagy ha szállít voltage a tápcsatlakozón keresztül ezen a tűn keresztül érheti el.
- 5V. A szabályozott tápegység a mikrokontroller és az alaplapon lévő egyéb alkatrészek táplálására szolgál. Ez származhat a VIN-ről egy fedélzeti szabályozón keresztül, vagy USB-ről vagy más szabályozott 5 V-os tápegységről.
- 3V3. A 3.3 voltos tápfeszültséget a fedélzeti szabályozó állítja elő. A maximális áramfelvétel 50 mA.
- GND. Földelő csapok.
Memória
Az ATmega328 32 KB-val rendelkezik (0.5 KB-ot használ a rendszerbetöltő). 2 KB SRAM és 1 KB EEPROM is van benne (amely az EEPROM könyvtárral olvasható és írható).
Bemenet és Kimenet
Az Uno 14 digitális érintkezője mindegyike használható bemenetként vagy kimenetként a pinMode(), digitalWrite() és digitalRead() függvények használatával. 5 volton működnek. Minden érintkező maximum 40 mA-t tud szolgáltatni vagy fogadni, és 20-50 kOhm belső felhúzó ellenállással rendelkezik (alapértelmezés szerint le van választva). Ezen kívül néhány csap van
speciális funkciók:
- Sorozat: 0 (RX) és 1 (TX). TTL soros adatok fogadására (RX) és átvitelére (TX) szolgál. Ezek a érintkezők az ATmega8U2 USB-TTL soros chip megfelelő érintkezőihez csatlakoznak.
- Külső megszakítások: 2 és 3. Ezek a tűk úgy konfigurálhatók, hogy megszakítást váltsanak ki alacsony értéknél, felfutó vagy csökkenő élnél, vagy értékváltozásnál. A részletekért lásd az attachInterrupt() függvényt.
- PWM: 3, 5, 6, 9, 10 és 11. Adjon meg 8 bites PWM kimenetet az analógWrite() függvénnyel.
- SPI: 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Ezek a lábak támogatják az SPI-kommunikációt az SPI-könyvtár használatával.
- LED: 13. A 13-as digitális érintkezőhöz egy beépített LED csatlakozik. Ha a láb HIGH értékű, a LED világít, ha a láb LOW, akkor nem világít.
Az Uno 6 analóg bemenettel rendelkezik, A0-tól A5-ig jelölve, amelyek mindegyike 10 bit felbontást biztosít (azaz 1024 különböző értéket). Alapértelmezés szerint a földről 5 voltra mérnek, bár lehetséges-e megváltoztatni a tartomány felső határát az AREF tűvel és az analogReference() függvény segítségével? Ezenkívül egyes tűk speciális funkciókkal rendelkeznek:
- I2C: 4 (SDA) és 5 (SCL). Támogatja az I2C (TWI) kommunikációt a Wire könyvtár segítségével. A táblán van még néhány gombostű:
- AREF. Reference voltage az analóg bemenetekhez. Az analogReference()-vel használva.
- Visszaállítás. Hozza ezt a sort LOW a mikrokontroller alaphelyzetbe állításához. Általában egy reset gomb hozzáadására szolgál a pajzsokhoz, amelyek blokkolják a táblán lévőt.
- Lásd még az Arduino tűk és az ATmega328 portok közötti leképezést?.
Kommunikáció
Az Arduino UNO számos lehetőséggel rendelkezik a számítógéppel, egy másik Arduino-val vagy más mikrokontrollerekkel való kommunikációhoz. Az ATmega328 UART TTL (5V) soros kommunikációt biztosít, amely a 0 (RX) és 1 (TX) digitális érintkezőkön érhető el. Az alaplapon lévő ATmega8U2 USB-n keresztül csatornázza ezt a soros kommunikációt, és virtuális kommunikációs portként jelenik meg a számítógépen lévő szoftver felé. A '8U2 firmware a szabványos USB COM illesztőprogramokat használja, és nincs szükség külső meghajtóra. Windows rendszeren azonban egy .inf file megkövetelt. Az Arduino szoftver tartalmaz egy soros monitort, amely lehetővé teszi egyszerű szöveges adatok küldését az Arduino kártyára és onnan. Az alaplapon lévő RX és TX LED-ek villognak, amikor adatátvitel történik az USB-soros chipen és az USB-kapcsolaton keresztül a számítógéphez (de nem a 0-s és 1-es érintkezőkön történő soros kommunikációhoz). A SoftwareSerial könyvtár lehetővé teszi a soros kommunikációt az Uno bármelyik digitális érintkezőjén. Az ATmega328 támogatja az I2C (TWI) és az SPI kommunikációt is. Az Arduino szoftver Wire könyvtárat tartalmaz az I2C busz használatának egyszerűsítésére; részletekért lásd a dokumentációt. SPI-kommunikációhoz használja az SPI-könyvtárat.
Programozás
Az Arduino Uno programozható az Arduino szoftverrel (letöltés). Válassza az „Arduino Uno” elemet az Eszközök > Tábla menüből (a kártyán lévő mikrokontrollernek megfelelően). A részletekért lásd a referenciát és az oktatóanyagokat. Az Arduino Uno ATmega328-a előre beégetett rendszerbetöltővel érkezik, amely lehetővé teszi új kód feltöltését külső hardverprogramozó használata nélkül. Az eredeti STK500 protokoll használatával kommunikál (referencia, C fejléc files). Megkerülheti a rendszerbetöltőt és programozhatja a mikrovezérlőt az ICSP (In-Circuit Serial Programming) fejlécen keresztül is; részletekért tekintse meg ezeket az utasításokat. Az ATmega8U2 firmware forráskódja elérhető. Az ATmega8U2 DFU bootloaderrel van feltöltve, amit a tábla hátulján (Olaszország térképe közelében) lévő forrasztó jumper csatlakoztatásával, majd a 8U2 alaphelyzetbe állításával lehet aktiválni. Ezután használhatja az Atmel FLIP szoftverét (Windows) vagy a DFU programozót (Mac OS X és Linux) az új firmware betöltéséhez. Vagy használhatja az ISP fejlécet egy külső programozóval (felülírva a DFU rendszerbetöltőt). További információért tekintse meg ezt a felhasználó által készített oktatóanyagot.
Automatikus (szoftver) visszaállítás
Ahelyett, hogy a feltöltés előtt meg kellene nyomni a reset gombot, az Arduino Uno úgy lett megtervezve, hogy lehetővé tegye a visszaállítást a csatlakoztatott számítógépen futó szoftverrel. Az ATmega8U2 egyik hardveres áramlásvezérlő vonala (DTR) egy 328 nanofarad kondenzátoron keresztül csatlakozik az ATmega100 reset vonalához. Amikor ez a vonal érvényesül (alacsony szintre csökkent), a reset vonal elég hosszúra esik a chip alaphelyzetbe állításához. Az Arduino szoftver ezt a képességet használja arra, hogy lehetővé tegye a kód feltöltését az Arduino környezetben található feltöltési gomb egyszerű megnyomásával. Ez azt jelenti, hogy a bootloadernek rövidebb időtúllépése lehet, mivel a DTR csökkentése jól összehangolható a feltöltés kezdetével.
Ennek a beállításnak más vonatkozásai is vannak. Ha az Uno egy Mac OS X vagy Linux rendszert futtató számítógéphez csatlakozik, minden alkalommal újraindul, amikor szoftverről (USB-n keresztül) csatlakozik hozzá. A következő fél másodpercig a rendszerbetöltő fut az Uno-n. Míg úgy van programozva, hogy figyelmen kívül hagyja a hibás formájú adatokat (azaz bármit, ami egy új kód feltöltése nem történik meg), a kapcsolat megnyitása után elfogja a kártyára küldött első néhány bájtot. Ha egy kártyán futó vázlat az első indításkor egyszeri konfigurációs vagy egyéb adatot kap, győződjön meg arról, hogy a szoftver, amellyel kommunikál, vár egy másodpercet a kapcsolat megnyitása után és az adatok elküldése előtt. Az Uno tartalmaz egy nyomkövetést, amely levágható az automatikus visszaállítás letiltásához. A nyomvonal mindkét oldalán lévő párnák összeforraszthatók, hogy újra engedélyezhető legyen. „RESET-EN” felirattal van ellátva. Az automatikus visszaállítást úgy is letilthatja, hogy egy 110 ohmos ellenállást csatlakoztat 5 V-ról a reset vezetékre; lásd ezt a fórumtémát a részletekért.
USB túláram védelem
Az Arduino Uno egy visszaállítható polibiztosítékkal rendelkezik, amely megvédi számítógépe USB-portjait a rövidzárlattól és a túláramtól. Bár a legtöbb számítógép saját belső védelmet biztosít, a biztosíték egy extra védelmi réteget biztosít. Ha az USB-portra több mint 500 mA kerül, a biztosíték automatikusan megszakítja a kapcsolatot, amíg a rövidzárlatot vagy a túlterhelést meg nem szüntetik.
Fizikai jellemzők
Az Uno PCB maximális hossza és szélessége 2.7, illetve 2.1 hüvelyk, az USB-csatlakozó és a tápcsatlakozó pedig túlmutat a korábbi méreten. Négy csavarlyuk lehetővé teszi a tábla rögzítését egy felülethez vagy házhoz. Vegye figyelembe, hogy a 7-es és 8-as digitális érintkezők közötti távolság 160 mil (0.16 hüvelyk), ami nem páros többszöröse a többi érintkező 100 miles távolságának.
Arduino UNO Referencia Design
A referenciaterveket „AHOGY VAN” ÉS „MINDEN HIBÁVAL KIADVA”. Az Arduino MINDEN EGYÉB KIFEJEZETT VAGY VÉLEMEZTETETT GARANCIÁT ELLENÜL. Az Arduino bármikor, előzetes értesítés nélkül módosíthatja a specifikációkat és a termékleírásokat. A Vevő nem tekintheti a TERMÉKEKET, BELEÉRTVE, AZ ELADHATÓSÁGRA VAGY BIZTOS CÉLRA VALÓ ALKALMASSÁGRA VONATKOZÓ BÁRMILYEN VÉLEMEZTETT GARANCIÁT, BELEÉRTVE, BELEÉRTVE, AZOKRA KÉSZÜLT, AZOKRA VONATKOZÓAN azonban nem tekintheti a „fenntartott” vagy „meghatározatlan” megjelölésű jellemzők vagy utasítások hiányára vagy jellemzőire. Az Arduino fenntartja ezeket a jövőbeli definíciókra, és semmilyen felelősséget nem vállal a jövőbeni módosításokból eredő konfliktusokért vagy összeférhetetlenségekért. A termékinformációk a Web A webhely vagy az anyagok előzetes értesítés nélkül változhatnak. Ne fejezze be a tervet ezzel az információval.
Letöltés PDF: Arduino ATMEGA328 SMD Breadboard felhasználói kézikönyv
