Arduino ATMEGA328 SMD 麵包板用戶手冊

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Arduino Uno 是一款基於 ATmega328（數據表）的微控制器板。它有 14 個數字輸入/輸出引腳（其中 6 個可用作 PWM 輸出）、6 個模擬輸入、一個 16 MHz 晶體振盪器、一個 USB 連接、一個電源插孔、一個 ICSP 接頭和一個複位按鈕。它包含支持微控制器所需的一切；只需使用 USB 數據線將其連接到計算機，或使用 AC-DC 適配器或電池為其供電即可開始使用。 Uno 與之前的所有開發板不同，因為它不使用 FTDI USB 轉串口驅動芯片。相反，它具有編程為 USB 轉串口轉換器的 Atmega8U2。 “Uno”在意大利語中的意思是一個，命名是為了紀念即將發布的 Arduino 1.0。 Uno 和 1.0 版將成為 Arduino 的參考版本，向前發展。 Uno 是一系列 USB Arduino 開發板中的最新產品，也是 Arduino 平台的參考模型；如需與以前版本的比較，請參閱 Arduino 板的索引。

概括

微控制器 ATmega328
操作量tag5V
輸入音量tage（推薦）7-12V
輸入音量tage（極限）6-20V
數字 I/O 引腳 14 個（其中 6 個提供 PWM 輸出）
模擬輸入引腳 6
每個 I/O 引腳的直流電流 40 mA
3.3V 引腳的直流電流 50 mA
閃存 32 KB (ATmega328)，其中 0.5 KB 用於引導加載程序

靜態隨機存取存儲器 2 KB (ATmega328)
EEPROM 1 KB (ATmega328)
時鐘速度 16 MHz

原理圖和參考設計
鷹 files: Arduino-uno-reference-design.zip
原理圖：arduino-uno-schematic.pdf

力量

Arduino Uno 可以通過 USB 連接或外部電源供電。源的功率是自動選擇的。外部（非 USB）電源可以來自交流轉直流適配器（壁式適配器）或電池。可以通過將 2.1mm 中心正極插頭插入電路板的電源插孔來連接適配器。電池的引線可以插入電源連接器的 Gnd 和 Vin 排針中。該板可以在 6 至 20 伏的外部電源下運行。但是，如果提供的電壓低於 7V，則 5V 引腳可能會提供低於 12 伏的電壓，並且電路板可能不穩定。如果使用超過 XNUMXV，則 voltag調節器可能會過熱並損壞電路板。推薦範圍為 7 至 12 伏。
電源引腳如下：

車牌號輸入音量tage 到 Arduino 板，當它使用外部電源時（而不是來自 USB 連接或其他穩壓電源的 5 伏）。你可以提供卷tage 通過這個引腳，或者，如果提供 voltage 通過電源插孔，通過此引腳訪問它。

5伏。穩壓電源用於為板上的微控制器和其他組件供電。這可以通過板載穩壓器來自 VIN，也可以由 USB 或其他穩壓 5V 電源提供。
3V3。板載穩壓器產生 3.3 伏電源。最大電流消耗為 50 mA。

地線。接地引腳。

記憶
ATmega328 有 32 KB（其中 0.5 KB 用於引導加載程序）。它還具有 2 KB 的 SRAM 和 1 KB 的 EEPROM（可以使用 EEPROM 庫進行讀寫）。

輸入輸出

Uno 上的 14 個數字引腳中的每一個都可以用作輸入或輸出，使用 pinMode()、digitalWrite() 和 digitalRead() 函數。它們的工作電壓為 5 伏。每個引腳可以提供或接收最大 40 mA 的電流，並具有一個 20-50 kOhms 的內部上拉電阻（默認斷開）。此外，一些引腳有
特殊功能：

串行：0 (RX) 和 1 (TX)。用於接收（RX）和發送（TX）TTL串行數據。這些引腳連接到 ATmega8U2 USB-to-TTL 串行芯片的相應引腳。
外部中斷：2 和 3。這些引腳可以配置為在低值、上升沿或下降沿或值發生變化時觸發中斷。有關詳細信息，請參閱 attachInterrupt() 函數。

PWM：3、5、6、9、10、11。通過analogWrite()函數提供8位PWM輸出。
SPI：10 (SS)、11 (MOSI)、12 (MISO)、13 (SCK)。這些引腳支持使用 SPI 庫的 SPI 通信。

LED: 13. 有一個內置的LED 連接到數字引腳13。當引腳為高電平時，LED 點亮，當引腳為低電平時，LED 熄滅。

Uno 有 6 個模擬輸入，標記為 A0 到 A5，每個提供 10 位分辨率（即 1024 個不同的值）。默認情況下，它們的測量範圍是從地到 5 伏，但是否可以使用 AREF 引腳和 analogReference() 函數更改其範圍的上限？此外，一些引腳具有專門的功能：

I2C：4 (SDA) 和 5 (SCL)。支持使用 Wire 庫的 I2C (TWI) 通信。板上還有幾個其他引腳：
AREF。參考卷tage 用於模擬輸入。與 analogReference() 一起使用。

重置。將這條線拉低以重置微控制器。通常用於將重置按鈕添加到屏蔽板上的屏蔽按鈕。
另請參閱 Arduino 引腳和 ATmega328 端口之間的映射？。

溝通

Arduino UNO 具有許多用於與計算機、另一個 Arduino 或其他微控制器進行通信的工具。 ATmega328 提供 UART TTL (5V) 串行通信，可在數字引腳 0 (RX) 和 1 (TX) 上使用。電路板上的 ATmega8U2 通過 USB 引導這種串行通信，並作為計算機軟件的虛擬 com 端口出現。 '8U2 固件使用標準 USB COM 驅動程序，無需外部驅動程序。但是，在 Windows 上，.inf file 是必須的。 Arduino 軟件包括一個串行監視器，它允許將簡單的文本數據發送到 Arduino 板或從 Arduino 板發送。當數據通過 USB 轉串口芯片和 USB 連接傳輸到計算機時，電路板上的 RX 和 TX LED 會閃爍（但對於引腳 0 和 1 上的串行通信則不會）。 SoftwareSerial 庫允許在 Uno 的任何數字引腳上進行串行通信。 ATmega328 還支持 I2C (TWI) 和 SPI 通信。 Arduino 軟件包括一個 Wire 庫，以簡化 I2C 總線的使用；有關詳細信息，請參閱文檔。對於 SPI 通信，請使用 SPI 庫。

程式設計

Arduino Uno 可以使用 Arduino 軟件（下載）進行編程。從“工具”>“電路板”菜單中選擇“Arduino Uno”（根據電路板上的微控制器）。有關詳細信息，請參閱參考資料和教程。 Arduino Uno 上的 ATmega328 預燒有引導加載程序，允許您在不使用外部硬件編程器的情況下向其上傳新代碼。它使用原始的 STK500 協議進行通信（參考，C 頭 file秒）。您還可以繞過引導加載程序並通過 ICSP（在線串行編程）接頭對微控制器進行編程；有關詳細信息，請參閱這些說明。 ATmega8U2 固件源代碼可用。 ATmega8U2 加載了一個 DFU bootloader，可以通過連接電路板背面的焊接跳線（意大利地圖附近）然後重置 8U2 來激活它。然後，您可以使用 Atmel 的 FLIP 軟件 (Windows) 或 DFU 編程器（Mac OS X 和 Linux）加載新固件。或者您可以將 ISP 標頭與外部編程器一起使用（覆蓋 DFU 引導加載程序）。有關詳細信息，請參閱此用戶提供的教程。

自動（軟件）重置

Arduino Uno 的設計方式允許它通過連接的計算機上運行的軟件進行重置，而不是在上傳之前需要物理按下重置按鈕。 ATmega8U2 的硬件流控制線 (DTR) 之一通過 328 納法拉電容器連接到 ATmega100 的複位線。當這條線被斷言（拉低）時，復位線下降足夠長的時間來復位芯片。 Arduino 軟件使用此功能讓您只需在 Arduino 環境中按下上傳按鈕即可上傳代碼。這意味著引導加載程序可以有更短的超時時間，因為 DTR 的降低可以與上傳開始很好地協調。

此設置還有其他含義。當 Uno 連接到運行 Mac OS X 或 Linux 的計算機時，每次從軟件（通過 USB）建立連接時它都會重置。在接下來的半秒左右，引導加載程序在 Uno 上運行。雖然它被編程為忽略格式錯誤的數據（即除了上傳新代碼之外的任何數據），但它會在連接打開後攔截發送到電路板的前幾個字節的數據。如果板上運行的草圖在第一次啟動時收到一次性配置或其他數據，請確保與其通信的軟件在打開連接後和發送此數據之前等待一秒鐘。 Uno 包含一條跡線，可以將其切斷以禁用自動復位。跡線兩側的焊盤可以焊接在一起以重新啟用它。它被標記為“RESET-EN”。您也可以通過將一個 110 歐姆的電阻從 5V 連接到復位線來禁用自動復位；有關詳細信息，請參閱此論壇主題。

USB 過流保護
Arduino Uno 有一個可重置的聚乙烯保險絲，可保護您計算機的 USB 端口免受短路和過流的影響。雖然大多數計算機都提供自己的內部保護，但保險絲提供了額外的保護層。如果 USB 端口上的電流超過 500 mA，保險絲會自動斷開連接，直到短路或過載消除。

物理特性

Uno PCB 的最大長度和寬度分別為 2.7 英寸和 2.1 英寸，USB 連接器和電源插孔超出了以前的尺寸。四個螺絲孔允許將電路板連接到表面或外殼。請注意，數字引腳 7 和 8 之間的距離為 160 mil (0.16″)，不是其他引腳 100 mil 間距的偶數倍。

Arduino UNO 參考設計

參考設計“按原樣”提供且“包含所有缺陷”。 Arduino 否認所有其他明示或暗示的保證，Arduino 可能隨時更改規格和產品說明，恕不另行通知。客戶不得將產品（包括但不限於對適銷性或特定用途適用性的任何默示保證）視為依賴於標記為“保留”或“未定義”的任何功能或說明的缺失或特徵。 Arduino 保留這些以供將來定義，並且對因將來更改它們而引起的衝突或不兼容不承擔任何責任。上的產品信息 Web 網站或材料如有更改，恕不另行通知。不要使用此信息完成設計。