Arduino ATMEGA328 SMD Breadboard kasutusjuhend

Läbiview

Arduino Uno on mikrokontrolleri plaat, mis põhineb ATmega328-l (andmeleht). Sellel on 14 digitaalset sisend/väljundviiku (millest 6 saab kasutada PWM-väljundina), 6 analoogsisendit, 16 MHz kristallostsillaator, USB ühendus, toitepesa, ICSP päis ja lähtestusnupp. See sisaldab kõike vajalikku mikrokontrolleri toetamiseks; Alustamiseks ühendage see lihtsalt USB-kaabli abil arvutiga või toiteallika vahelduvvooluadapteri või akuga. Uno erineb kõigist eelmistest plaatidest selle poolest, et see ei kasuta FTDI USB-seeria draiveri kiipi. Selle asemel on sellel Atmega8U2, mis on programmeeritud USB-jadamuundurina. "Uno" tähendab itaalia keeles üht ja selle nimi tähistab Arduino 1.0 peatset väljalaset. Uno ja versioon 1.0 on Arduino võrdlusversioonid, mis liiguvad edasi. Uno on uusim USB Arduino plaatide seerias ja Arduino platvormi võrdlusmudel; Võrdluseks eelmiste versioonidega vaata Arduino plaatide indeksit.

Kokkuvõte

• Mikrokontroller ATmega328
• Operation Voltage 5V
• Sisend Voltage (soovitatav) 7-12V
• Sisend Voltage (piirid) 6-20V
• Digitaalsed I/O kontaktid 14 (millest 6 pakuvad PWM-väljundit)
• Analoogsisendi kontaktid 6
• DC vool I/O kontakti kohta 40 mA
• DC vool 3.3 V viigu jaoks 50 mA
• Välkmälu 32 KB (ATmega328), millest 0.5 KB kasutab alglaadur
• SRAM 2 KB (ATmega328)
• EEPROM 1 KB (ATmega328)
• Kellasagedus 16 MHz

Skemaatiline ja viitekujundus
KOTKAS files: Arduino-uno-reference-design.zip
Skeem: arduino-uno-schematic.pdf

Võimsus

Arduino Uno saab toita USB-ühenduse või välise toiteallikaga. Allika võimsus valitakse automaatselt. Väline (mitte-USB) toide võib tulla kas vahelduvvoolu-alalisvooluadapterilt (seinatüügas) või akult. Adapteri saab ühendada, ühendades 2.1 mm keskmise positiivse pistiku plaadi toitepessa. Aku juhtmed saab sisestada POWER-pistiku Gnd- ja Vin-viigu päistesse. Plaat võib töötada välise toiteallikaga 6 kuni 20 volti. Kui toitepinge on alla 7 V, võib 5 V viik anda vähem kui viis volti ja plaat võib olla ebastabiilne. Kui kasutate rohkem kui 12 V, siis voltagRegulaator võib üle kuumeneda ja plaati kahjustada. Soovitatav vahemik on 7 kuni 12 volti.
Toitejuhtmed on järgmised:

• VIN. Sisend voltage Arduino plaadile, kui see kasutab välist toiteallikat (erinevalt 5 voltist USB-ühendusest või muust reguleeritud toiteallikast). Saate tarnida voltage läbi selle tihvti või kui tarnitakse voltage toitepistiku kaudu pääsete sellele juurde selle tihvti kaudu.
• 5V. Reguleeritud toiteallikat kasutatakse mikrokontrolleri ja muude plaadi komponentide toiteks. See võib tulla VIN-koodist sisseehitatud regulaatori kaudu või USB või muu reguleeritud 5 V toiteallika kaudu.
• 3V3. 3.3-voldise toiteallika genereerib pardaregulaator. Maksimaalne voolutarve on 50 mA.
• GND. Maandatud tihvtid.

Mälu
ATmega328-l on 32 KB (0.5 KB kasutatakse alglaaduri jaoks). Sellel on ka 2 KB SRAM-i ja 1 KB EEPROM-i (mida saab lugeda ja kirjutada EEPROM-i teegiga).

Sisend ja Väljund

Kõiki Uno 14 digitaalset kontakti saab kasutada sisendi või väljundina, kasutades funktsioone pinMode (), digitalWrite () ja digitalRead (). Need töötavad 5 voltiga. Iga kontakt võib anda või vastu võtta maksimaalselt 40 mA ja sellel on sisemine tõmbetakisti (vaikimisi lahti ühendatud) 20-50 kOhm. Lisaks on mõned tihvtid
spetsiaalsed funktsioonid:

• Seerianumber: 0 (RX) ja 1 (TX). Kasutatakse TTL jadaandmete vastuvõtmiseks (RX) ja edastamiseks (TX). Need tihvtid on ühendatud ATmega8U2 USB-TO-TTL jadakiibi vastavate tihvtidega.
• Välised katkestused: 2 ja 3. Neid kontakte saab konfigureerida käivitama katkestust madala väärtuse, tõusva või langeva serva või väärtuse muutuse korral. Üksikasju vaadake funktsioonist attachInterrupt().
• PWM: 3, 5, 6, 9, 10 ja 11. Andke 8-bitine PWM-väljund funktsiooniga analogWrite().
• SPI: 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Need kontaktid toetavad SPI-teeki kasutades SPI-suhtlust.
• LED: 13. Digitaalse viiguga 13 on ühendatud sisseehitatud LED. Kui viik on HIGH väärtus, põleb LED, kui viik on LOW, siis see kustub.

Unol on 6 analoogsisendit, tähistusega A0 kuni A5, millest igaüks annab 10 bitti eraldusvõimet (st 1024 erinevat väärtust). Vaikimisi mõõdavad nad maandusest 5 volti, kuigi kas on võimalik muuta nende vahemiku ülemist otsa, kasutades AREF-tihvti ja funktsiooni analogReference()? Lisaks on mõnel tihvtil erifunktsioonid:

• I2C: 4 (SDA) ja 5 (SCL). Toetage I2C (TWI) sidet Wire teegi abil. Tahvlil on veel paar tihvti:
• AREF. Viide voltage analoogsisendite jaoks. Kasutatakse koos analoogReference().
• Lähtesta. Viige see rida LOW, et mikrokontroller lähtestada. Tavaliselt kasutatakse lähtestusnupu lisamiseks kilpidele, mis blokeerivad laual oleva nupu.
• Vaadake ka Arduino tihvtide ja ATmega328 portide vahelist kaardistamist?.

Suhtlemine

Arduino UNO-l on mitmeid võimalusi arvuti, teise Arduino või muude mikrokontrolleritega suhtlemiseks. ATmega328 pakub UART TTL (5V) jadasidet, mis on saadaval digitaalsete kontaktide 0 (RX) ja 1 (TX) jaoks. Plaadil olev ATmega8U2 kanaliseerib seda jadasidet USB kaudu ja kuvatakse arvuti tarkvara virtuaalse sidepordina. Püsivara '8U2 kasutab standardseid USB COM-draivereid ja välist draiverit pole vaja. Windowsis on aga .inf file on vajalik. Arduino tarkvara sisaldab jadamonitori, mis võimaldab lihtsaid tekstiandmeid Arduino plaadile ja sealt välja saata. Plaadil olevad RX ja TX LED-tuled vilguvad, kui andmeid edastatakse USB-jadakiibi ja USB-ühenduse kaudu arvutisse (kuid mitte 0 ja 1 jadaühenduse jaoks). SoftwareSeriali teek võimaldab jadasidet mis tahes Uno digitaalse viiguga. ATmega328 toetab ka I2C (TWI) ja SPI sidet. Arduino tarkvara sisaldab Wire teeki, et lihtsustada I2C siini kasutamist; vaadake üksikasju dokumentatsioonist. SPI-suhtluseks kasutage SPI teeki.

Programmeerimine

Arduino Unot saab programmeerida Arduino tarkvaraga (allalaadimine). Valige menüüst Tööriistad > Tahvel Arduino Uno (vastavalt teie plaadil olevale mikrokontrollerile). Lisateavet leiate viitest ja õpetustest. Arduino Uno ATmega328 on eelpõletatud alglaaduriga, mis võimaldab teil sellesse uut koodi üles laadida ilma välist riistvara programmeerijat kasutamata. See suhtleb algse STK500 protokolli abil (viide, C-päis files). Samuti saate alglaadurist mööda minna ja mikrokontrolleri programmeerida läbi ICSP (In-Circuit Serial Programming) päise; vaadake üksikasju nendest juhistest. ATmega8U2 püsivara lähtekood on saadaval. ATmega8U2 on laaditud DFU alglaaduriga, mille saab aktiveerida, ühendades plaadi tagaküljel (Itaalia kaardi lähedal) jootehüppaja ja seejärel lähtestades 8U2. Seejärel saate uue püsivara laadimiseks kasutada Atmeli FLIP-tarkvara (Windows) või DFU-programmeerijat (Mac OS X ja Linux). Või võite kasutada ISP päist välise programmeerijaga (kirjutades DFU alglaaduri üle). Lisateabe saamiseks vaadake seda kasutaja kaasatud õpetust.

Automaatne (tarkvara) lähtestamine

Selle asemel, et nõuda enne üleslaadimist lähtestamisnupu füüsilist vajutamist, on Arduino Uno loodud viisil, mis võimaldab selle lähtestada ühendatud arvutis töötava tarkvara abil. Üks ATmega8U2 riistvara voolu juhtimisliinidest (DTR) on ühendatud ATmega328 lähtestusliiniga 100 nanofaradi kondensaatori kaudu. Kui see rida on kinnitatud (võetud madalaks), langeb lähtestamisjoon piisavalt pikaks, et kiip lähtestada. Arduino tarkvara kasutab seda võimalust, et võimaldada teil koodi üles laadida, vajutades lihtsalt Arduino keskkonnas üleslaadimisnuppu. See tähendab, et alglaaduri ajalõpp võib olla lühem, kuna DTR-i langetamist saab üleslaadimise algusega hästi koordineerida.

Sellel seadistusel on muid tagajärgi. Kui Uno on ühendatud Mac OS X või Linuxiga arvutiga, lähtestub see iga kord, kui sellega tarkvara kaudu (USB kaudu) ühendus luuakse. Järgmise poole sekundi jooksul töötab alglaadur Unol. Kuigi see on programmeeritud ignoreerima valesti vormindatud andmeid (st kõike peale uue koodi üleslaadimise), püüab see pärast ühenduse avamist kinni esimesed paar baiti plaadile saadetud andmeid. Kui plaadil töötav sketš saab esmakordsel käivitamisel ühekordse konfiguratsiooni või muid andmeid, veenduge, et tarkvara, millega see suhtleb, ootaks pärast ühenduse avamist ja enne nende andmete saatmist sekundi. Uno sisaldab jälge, mida saab automaatse lähtestamise keelamiseks lõigata. Jälje mõlemal küljel olevad padjad saab selle uuesti lubamiseks kokku joota. Sellel on silt "RESET-EN". Samuti võite automaatse lähtestamise keelata, ühendades 110-oomise takisti 5 V pingest lähtestusliiniga; vaadake üksikasju sellest foorumi lõimest.

USB liigvoolukaitse
Arduino Unol on lähtestatav polükaitse, mis kaitseb teie arvuti USB-porte lühiste ja ülevoolu eest. Kuigi enamik arvuteid pakub oma sisemist kaitset, pakub kaitse täiendavat kaitsekihti. Kui USB-porti rakendatakse rohkem kui 500 mA, katkestab kaitse automaatselt ühenduse, kuni lühis või ülekoormus on eemaldatud.

Füüsikalised omadused

Uno PCB maksimaalne pikkus ja laius on vastavalt 2.7 ja 2.1 tolli, kusjuures USB-pistik ja toitepesa ulatuvad varasemast mõõtmest kaugemale. Neli kruviauku võimaldavad plaadi kinnitada pinna või korpuse külge. Pange tähele, et digitaalsete tihvtide 7 ja 8 vaheline kaugus on 160 miili (0.16 tolli), mis ei ole teiste tihvtide 100-millise vahe paariskordne.

Arduino UNO võrdlusdisain

Võrdlusdisainid ON ESITATUD „NAGU ON” JA „KÕIGI VEATEGA”. Arduino VÄLJAB KÕIKIDEST MUUDEST OTSESELT VÕI KAUDSELT GARANTIIDEST, Arduino võib tehnilisi andmeid ja tootekirjeldusi igal ajal ette teatamata muuta. Klient ei tohi arvestada, et TOOTED, KAASA arvatud, KUID MITTE PIIRATUD, MISKI KAUDSEID GARANTIID KAUBANDUSLIKU VÕI KONKREETSEKS EESMÄRGIKS SOBIVUSE KOHTA, tuginevad mis tahes funktsioonide või juhiste puudumisele või omadustele, mis on märgitud „reserveeritud” või „määratlemata”. Arduino jätab need edaspidiseks määratluseks ja ei vastuta nende tulevastest muudatustest tulenevate konfliktide või kokkusobimatuste eest. Tooteteave lehel Web Saiti või materjale võidakse ette teatamata muuta. Ärge viimistlege selle teabega kujundust.

Laadige alla PDF: Arduino ATMEGA328 SMD Breadboard kasutusjuhend

Viited

• Kasutusjuhend