Arduino ATMEGA328 SMD Breadboard Uporabniški priročnik

konecview

Arduino Uno je mikrokrmilniška plošča, ki temelji na ATmega328 (podatkovni list). Ima 14 digitalnih vhodno/izhodnih pinov (od katerih jih je 6 mogoče uporabiti kot PWM izhode), 6 analognih vhodov, 16 MHz kristalni oscilator, USB povezavo, vtičnico za napajanje, ICSP glavo in gumb za ponastavitev. Vsebuje vse potrebno za podporo mikrokontrolerja; preprosto ga povežite z računalnikom s kablom USB ali ga napajajte z adapterjem AC-to-DC ali baterijo, da začnete. Uno se od vseh predhodnih plošč razlikuje po tem, da ne uporablja gonilniškega čipa FTDI USB-to-serial. Namesto tega ima Atmega8U2, programiran kot pretvornik USB v serijski. "Uno" pomeni ena v italijanščini in je poimenovana tako, da označuje prihajajočo izdajo Arduino 1.0. Uno in različica 1.0 bosta referenčni različici Arduina, ki se premikata naprej. Uno je najnovejši v seriji USB Arduino plošč in referenčni model za platformo Arduino; za primerjavo s prejšnjimi različicami glejte kazalo plošč Arduino.

Povzetek

• Mikrokrmilnik ATmega328
• Delovna zvezatage 5V
• Vhodna voltage (priporočeno) 7-12V
• Vhodna voltage (omejitve) 6-20V
• Digitalni V/I zatiči 14 (od tega 6 zagotavlja izhod PWM)
• Analogni vhodni zatiči 6
• DC tok na I/O Pin 40 mA
• Enosmerni tok za 3.3 V Pin 50 mA
• Flash pomnilnik 32 KB (ATmega328), od tega 0.5 KB uporablja zagonski nalagalnik
• SRAM 2 KB (ATmega328)
• EEPROM 1 KB (ATmega328)
• Hitrost ure 16 MHz

Shematski in referenčni dizajn
OREL files: Arduino-uno-reference-design.zip
Shema: arduino-uno-schematic.pdf

Moč

Arduino Uno lahko napajate preko USB povezave ali z zunanjim napajalnikom. Moč vira se izbere samodejno. Zunanje (ne-USB) napajanje lahko prihaja iz AC-to-DC adapterja (wall-wart) ali baterije. Adapter lahko priključite tako, da v napajalni priključek na plošči priključite 2.1 mm srednji pozitivni vtič. Vodnike iz baterije je mogoče vstaviti v priključke Gnd in Vin konektorja POWER. Plošča lahko deluje na zunanje napajanje od 6 do 20 voltov. Če pa se napaja z manj kot 7 V, lahko zatič 5 V napaja manj kot pet voltov in plošča je lahko nestabilna. Če uporabljate več kot 12 V, voltagRegulator se lahko pregreje in poškoduje ploščo. Priporočeno območje je od 7 do 12 voltov.
Napajalni zatiči so naslednji:

• VIN Vhodni voltage na ploščo Arduino, ko uporablja zunanji vir napajanja (v nasprotju s 5 volti iz povezave USB ali drugega reguliranega vira napajanja). Lahko dobavite voltage skozi ta zatič ali, če dobavlja voltage prek napajalne vtičnice, do njega dostopajte prek tega zatiča.
• 5V. Regulirano napajanje se uporablja za napajanje mikrokontrolerja in drugih komponent na plošči. To lahko prihaja iz VIN prek vgrajenega regulatorja ali pa se napaja prek USB ali drugega reguliranega 5V napajanja.
• 3V3. 3.3-voltno napajanje ustvari vgrajeni regulator. Največja poraba toka je 50 mA.
• GND. Ozemljitveni zatiči.

Spomin
ATmega328 ima 32 KB (pri čemer se 0.5 KB uporablja za zagonski nalagalnik). Ima tudi 2 KB SRAM in 1 KB EEPROM (ki ga je mogoče brati in pisati s knjižnico EEPROM).

Vhod in izhod

Vsakega od 14 digitalnih zatičev na Uno lahko uporabite kot vhod ali izhod z uporabo funkcij pinMode(), digitalWrite() in digitalRead(). Delujejo pri 5 voltih. Vsak zatič lahko zagotovi ali sprejme največ 40 mA in ima notranji vlečni upor (privzeto izklopljen) 20–50 kOhmov. Poleg tega imajo nekateri žebljički
specializirane funkcije:

• Serijski: 0 (RX) in 1 (TX). Uporablja se za sprejem (RX) in prenos (TX) TTL serijskih podatkov. Ti zatiči so povezani z ustreznimi zatiči serijskega čipa ATmega8U2 USB-to-TTL.
• Zunanje prekinitve: 2 in 3. Te zatiče je mogoče konfigurirati tako, da sprožijo prekinitev pri nizki vrednosti, naraščajočem ali padajočem robu ali spremembi vrednosti. Za podrobnosti si oglejte funkcijo attachInterrupt().
• PWM: 3, 5, 6, 9, 10 in 11. Zagotovite 8-bitni izhod PWM s funkcijo analogWrite().
• SPI: 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Ti zatiči podpirajo komunikacijo SPI z uporabo knjižnice SPI.
• LED: 13. Na digitalni pin 13 je vgrajena LED. Ko ima pin VISOKO vrednost, LED sveti, ko je pin LOW, je izklopljen.

Uno ima 6 analognih vhodov, označenih z A0 do A5, od katerih vsak zagotavlja 10 bitov ločljivosti (tj. 1024 različnih vrednosti). Privzeto merijo od tal do 5 voltov, čeprav je mogoče spremeniti zgornjo mejo njihovega obsega z uporabo zatiča AREF in funkcije analogReference()? Poleg tega imajo nekateri zatiči posebne funkcije:

• I2C: 4 (SDA) in 5 (SCL). Podprite komunikacijo I2C (TWI) z uporabo knjižnice Wire. Na plošči je še nekaj zatičev:
• AREF. Referenčni voltage za analogne vhode. Uporablja se z analogReference().
• Ponastaviti. Postavite to vrstico na NIZKO, da ponastavite mikrokrmilnik. Običajno se uporablja za dodajanje gumba za ponastavitev na ščite, ki blokirajo tistega na plošči.
• Oglejte si tudi preslikavo med zatiči Arduino in vrati ATmega328?.

Komunikacija

Arduino UNO ima številne možnosti za komunikacijo z računalnikom, drugim Arduinom ali drugimi mikrokrmilniki. ATmega328 zagotavlja serijsko komunikacijo UART TTL (5V), ki je na voljo na digitalnih nožicah 0 (RX) in 1 (TX). ATmega8U2 na plošči kanalizira to serijsko komunikacijo prek USB-ja in se prikaže kot navidezna com vrata za programsko opremo v računalniku. Vdelana programska oprema '8U2 uporablja standardne gonilnike USB COM in zunanji gonilnik ni potreben. Vendar pa je v sistemu Windows datoteka .inf file je potrebno. Programska oprema Arduino vključuje serijski monitor, ki omogoča pošiljanje preprostih besedilnih podatkov na ploščo Arduino in z nje. LED-lučki RX in TX na plošči bosta utripali, ko se podatki prenašajo prek USB-serijskega čipa in povezave USB z računalnikom (vendar ne za serijsko komunikacijo na nožicah 0 in 1). Knjižnica SoftwareSerial omogoča serijsko komunikacijo na katerem koli od digitalnih zatičev Uno. ATmega328 podpira tudi komunikacijo I2C (TWI) in SPI. Programska oprema Arduino vključuje knjižnico Wire za poenostavitev uporabe vodila I2C; za podrobnosti si oglejte dokumentacijo. Za komunikacijo SPI uporabite knjižnico SPI.

Programiranje

Arduino Uno je mogoče programirati s programsko opremo Arduino (prenos). Izberite »Arduino Uno v meniju Orodja > Plošča (glede na mikrokrmilnik na vaši plošči). Za podrobnosti si oglejte referenco in vadnice. ATmega328 na Arduino Uno je že pripravljen z zagonskim nalagalnikom, ki vam omogoča nalaganje nove kode brez uporabe zunanjega programatorja strojne opreme. Komunicira z uporabo originalnega protokola STK500 (referenca, glava C files). Lahko tudi obidete zagonski nalagalnik in programirate mikrokrmilnik prek glave ICSP (zaporedno programiranje v vezju); za podrobnosti glejte ta navodila. Izvorna koda vdelane programske opreme ATmega8U2 je na voljo. ATmega8U2 je naložen z zagonskim nalagalnikom DFU, ki ga lahko aktivirate tako, da povežete mostiček za spajkanje na zadnji strani plošče (v bližini zemljevida Italije) in nato ponastavite 8U2. Nato lahko uporabite programsko opremo Atmel FLIP (Windows) ali programator DFU (Mac OS X in Linux) za nalaganje nove vdelane programske opreme. Lahko pa uporabite glavo ISP z zunanjim programatorjem (prepišete zagonski nalagalnik DFU). Za več informacij si oglejte to vadnico, ki so jo prispevali uporabniki.

Samodejna (programska) ponastavitev

Namesto da zahteva fizični pritisk gumba za ponastavitev pred nalaganjem, je Arduino Uno zasnovan tako, da omogoča ponastavitev s programsko opremo, ki se izvaja na povezanem računalniku. Ena od linij za nadzor pretoka strojne opreme (DTR) ATmega8U2 je povezana z linijo za ponastavitev ATmega328 prek kondenzatorja 100 nano faradov. Ko je ta linija uveljavljena (prevzeta nizko), linija ponastavitve pade dovolj dolgo, da ponastavi čip. Programska oprema Arduino uporablja to zmožnost, da vam omogoči nalaganje kode s preprostim pritiskom gumba za nalaganje v okolju Arduino. To pomeni, da ima lahko zagonski nalagalnik krajšo časovno omejitev, saj je znižanje DTR lahko dobro usklajeno z začetkom nalaganja.

Ta postavitev ima druge posledice. Ko je Uno povezan z računalnikom z operacijskim sistemom Mac OS X ali Linux, se ponastavi vsakič, ko je z njim vzpostavljena povezava iz programske opreme (prek USB-ja). Naslednje pol sekunde ali več se na Uno izvaja zagonski nalagalnik. Čeprav je programiran tako, da ignorira nepravilno oblikovane podatke (tj. karkoli razen nalaganja nove kode), bo prestregel prvih nekaj bajtov podatkov, poslanih na ploščo po vzpostavitvi povezave. Če skica, ki se izvaja na plošči, prejme enkratno konfiguracijo ali druge podatke, ko se prvič zažene, se prepričajte, da programska oprema, s katero komunicira, počaka sekundo po odprtju povezave in preden pošlje te podatke. Uno vsebuje sled, ki jo je mogoče izrezati, da onemogočite samodejno ponastavitev. Blazinice na obeh straneh sledi lahko spajkate skupaj, da jo ponovno omogočite. Označeno je z "RESET-EN". Morda boste lahko tudi onemogočili samodejno ponastavitev tako, da priključite 110-ohmski upor iz 5 V na linijo za ponastavitev; za podrobnosti si oglejte to nit foruma.

Prenapetostna zaščita USB
Arduino Uno ima ponastavljivo poli varovalko, ki ščiti vrata USB vašega računalnika pred kratkimi stiki in prevelikim tokom. Čeprav večina računalnikov nudi lastno notranjo zaščito, varovalka zagotavlja dodatno plast zaščite. Če je na vrata USB priključenih več kot 500 mA, bo varovalka samodejno prekinila povezavo, dokler kratkega stika ali preobremenitve ne odpravite.

Fizične značilnosti

Največja dolžina in širina tiskanega vezja Uno sta 2.7 oziroma 2.1 palca, pri čemer priključek USB in vtičnica za napajanje presegata prejšnjo dimenzijo. Štiri luknje za vijake omogočajo pritrditev plošče na površino ali ohišje. Upoštevajte, da je razdalja med digitalnima zatičema 7 in 8 160 milov (0.16″), kar ni sodo večkratnik razmika 100 milov drugih zatičev.

Referenčni dizajn Arduino UNO

Referenčni modeli SO NA VOLJO »TAKŠNI, KOT SO« IN »Z VSEMI NAPAKAMI«. Arduino ZAVRAČA VSA DRUGA JAMSTVA, IZRECNA ALI POSREDNA, Arduino lahko kadar koli spremeni specifikacije in opise izdelkov brez predhodnega obvestila. Stranka ne sme šteti, da bi se IZDELKI, VKLJUČNO, VENDAR NE OMEJENO NA, KAKRŠNE KOLI POSREDNE GARANCIJE ZA PRODAJO ALI PRIMERNOST ZA DOLOČEN NAMEN zanašali na odsotnost ali značilnosti katerih koli funkcij ali navodil, označenih kot »rezervirano« ali »nedefinirano«. Arduino si jih pridržuje za prihodnje definicije in ne prevzema nikakršne odgovornosti za spore ali nezdružljivosti, ki izhajajo iz prihodnjih sprememb teh. Informacije o izdelku na Web Spletno mesto ali gradivo se lahko spremeni brez predhodnega obvestila. Ne dokončajte dizajna s temi informacijami.

Prenos PDF-ja: Arduino ATMEGA328 SMD Breadboard Uporabniški priročnik

Reference

• Uporabniški priročnik