Arduino ATMEGA328 SMD Breadboard käyttöopas
Yliview
Arduino Uno on mikro-ohjainkortti, joka perustuu ATmega328:aan (tietolehti). Siinä on 14 digitaalista tulo-/lähtönastaa (joista 6:ta voidaan käyttää PWM-lähtöinä), 6 analogista tuloa, 16 MHz:n kristallioskillaattori, USB-liitäntä, virtaliitin, ICSP-otsikko ja nollauspainike. Se sisältää kaiken tarvittavan mikro-ohjaimen tukemiseen; Liitä se tietokoneeseen USB-kaapelilla tai käynnistä se AC-to-DC-sovittimella tai akulla. Uno eroaa kaikista edellisistä korteista siinä, että se ei käytä FTDI USB-sarja-ohjainsirua. Sen sijaan siinä on Atmega8U2, joka on ohjelmoitu USB-sarjamuuntimeksi. "Uno" tarkoittaa yhtä italiaksi, ja se on nimetty Arduino 1.0:n tulevan julkaisun merkiksi. Uno ja versio 1.0 ovat Arduinon viiteversioita eteenpäin. Uno on uusin Arduino-USB-levyjen sarja ja Arduino-alustan vertailumalli; Katso vertailu aiempiin versioihin Arduino-levyjen hakemistosta.
Yhteenveto
- Mikro-ohjain ATmega328
- Käyttö Voltagja 5V
- Tulo Voltage (suositus) 7-12V
- Tulo Voltage (rajat) 6-20V
- Digitaaliset I/O-nastat 14 (joista 6 tarjoavat PWM-ulostulon)
- Analogisen tulon nastat 6
- DC-virta per I/O-nasta 40 mA
- DC-virta 3.3 V Pin 50 mA
- Flash-muisti 32 kt (ATmega328), josta käynnistyslatain käyttää 0.5 kt
- SRAM 2 kt (ATmega328)
- EEPROM 1 kt (ATmega328)
- Kellotaajuus 16 MHz
Kaavio ja viitesuunnittelu
KOTKA files: Arduino-uno-reference-design.zip
Kaavio: arduino-uno-schematic.pdf
Tehoa
Arduino Uno saa virtansa USB-liitännän tai ulkoisen virtalähteen kautta. Lähteen teho valitaan automaattisesti. Ulkoinen (ei-USB) virta voi tulla joko AC-to-DC-sovittimesta (walt-wart) tai akusta. Sovitin voidaan liittää kytkemällä 2.1 mm:n keskipositiivinen pistoke kortin virtaliittimeen. Akun johdot voidaan kytkeä POWER-liittimen Gnd- ja Vin-nastaihin. Levy toimii ulkoisella 6-20 voltin jännitteellä. Jos se syötetään alle 7 V:n jännitteellä, 5 V:n nasta voi kuitenkin syöttää alle viisi volttia ja kortti voi olla epävakaa. Jos käytät yli 12 V, voltagSäädin voi ylikuumentua ja vahingoittaa korttia. Suositeltu jännitealue on 7-12 volttia.
Virtanastat ovat seuraavat:
- VIN. Syöte voltage Arduino-kortille, kun se käyttää ulkoista virtalähdettä (toisin kuin 5 volttia USB-liitännästä tai muusta säädellystä virtalähteestä). Voit toimittaa voltage tämän tapin kautta tai, jos toimitetaan voltage virtaliitännän kautta pääset siihen käsiksi tämän nastan kautta.
- 5V. Säänneltyä virtalähdettä käytetään mikro-ohjaimen ja muiden levyn komponenttien virtalähteenä. Tämä voi tulla joko VIN:stä sisäisen säätimen kautta tai se voidaan toimittaa USB:n tai muun säädellyn 5 V:n virtalähteen kautta.
- 3V3. 3.3 voltin syöttö tuottaa sisäänrakennetun säätimen. Suurin virranotto on 50 mA.
- GND. Maadoitettu nastat.
Muisti
ATmega328:ssa on 32 kilotavua (0.5 kilotavua käytetään käynnistyslataimessa). Siinä on myös 2 kt SRAM-muistia ja 1 kt EEPROM-muistia (jotka voidaan lukea ja kirjoittaa EEPROM-kirjaston avulla).
Tulo ja lähtö
Jokaista Unon 14 digitaalisesta nastasta voidaan käyttää tulona tai ulostulona pinMode(), digitalWrite() ja digitalRead()-funktioiden avulla. Ne toimivat 5 voltilla. Jokainen nasta voi tuottaa tai vastaanottaa enintään 40 mA, ja siinä on sisäinen vetovastus (oletusarvoisesti irti) 20-50 kOhm. Lisäksi joissain pinsseissä on
erikoistoiminnot:
- Sarja: 0 (RX) ja 1 (TX). Käytetään vastaanottamaan (RX) ja lähettämään (TX) TTL-sarjadataa. Nämä nastat on kytketty vastaaviin ATmega8U2 USB-TO-TTL -sarjasirun nastoihin.
- Ulkoiset keskeytykset: 2 ja 3. Nämä nastat voidaan konfiguroida laukaisemaan keskeytys alhaisella arvolla, nousevalla tai laskevalla reunalla tai arvon muutoksella. Katso lisätietoja attachInterrupt()-funktiosta.
- PWM: 3, 5, 6, 9, 10 ja 11. Tarjoa 8-bittinen PWM-lähtö analogWrite()-funktiolla.
- SPI: 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Nämä nastat tukevat SPI-tietoliikennettä SPI-kirjaston avulla.
- LED: 13. Digitaaliseen nastaan 13 on kytketty sisäänrakennettu LED. Kun pinni on HIGH-arvo, LED palaa, kun nasta on LOW, se ei pala.
Unossa on 6 analogista tuloa, jotka on merkitty A0 - A5, joista jokainen tarjoaa 10 bitin resoluution (eli 1024 eri arvoa). Oletuksena ne mittaavat maadosta 5 volttiin, vaikka voidaanko niiden alueen yläpäätä muuttaa AREF-nastalla ja analogReference()-funktiolla? Lisäksi joissakin nastaissa on erikoistoimintoja:
- I2C: 4 (SDA) ja 5 (SCL). Tukee I2C (TWI) -viestintää Wire-kirjaston avulla. Taululla on pari muuta nastaa:
- AREF. Viite voitage analogisille tuloille. Käytetään analogReference() kanssa.
- Nollaa. Tuo tämä rivi LOW nollataksesi mikro-ohjaimen. Yleensä käytetään nollauspainikkeen lisäämiseen kilpiin, jotka estävät levyllä olevan painikkeen.
- Katso myös Arduino-nastat ja ATmega328-portit?.
Viestintä
Arduino UNO:ssa on useita mahdollisuuksia kommunikoida tietokoneen, toisen Arduinon tai muiden mikro-ohjainten kanssa. ATmega328 tarjoaa UART TTL (5V) -sarjaviestinnän, joka on saatavilla digitaalisilla nastoilla 0 (RX) ja 1 (TX). Kortilla oleva ATmega8U2 kanavoi tämän sarjaliikenteen USB:n kautta ja näkyy virtuaalisena com-porttina tietokoneen ohjelmistoon. '8U2-laiteohjelmisto käyttää tavallisia USB COM -ajureita, eikä ulkoista ohjainta tarvita. Kuitenkin Windowsissa .inf file vaaditaan. Arduino-ohjelmisto sisältää sarjanäytön, joka mahdollistaa yksinkertaisen tekstidatan lähettämisen Arduino-levylle ja sieltä pois. Kortin RX- ja TX-LED-valot vilkkuvat, kun tietoja siirretään USB-sarjasirun ja USB-liitännän kautta tietokoneeseen (mutta ei sarjaliikennettä varten nastoissa 0 ja 1). SoftwareSerial-kirjasto mahdollistaa sarjaliikenteen missä tahansa Unon digitaalisessa nastassa. ATmega328 tukee myös I2C (TWI)- ja SPI-viestintää. Arduino-ohjelmisto sisältää Wire-kirjaston, joka yksinkertaistaa I2C-väylän käyttöä; katso lisätietoja dokumentaatiosta. Käytä SPI-viestintään SPI-kirjastoa.
Ohjelmointi
Arduino Uno voidaan ohjelmoida Arduino-ohjelmistolla (lataus). Valitse Arduino Uno Tools > Board -valikosta (levylläsi olevan mikro-ohjaimen mukaan). Katso lisätietoja viitteestä ja opetusohjelmista. Arduino Unon ATmega328 on valmiiksi poltettu käynnistyslataimella, jonka avulla voit ladata siihen uutta koodia ilman ulkoisen laitteisto-ohjelmoijan käyttöä. Se kommunikoi käyttämällä alkuperäistä STK500-protokollaa (viite, C-otsikko files). Voit myös ohittaa käynnistyslataimen ja ohjelmoida mikro-ohjaimen ICSP (In-Circuit Serial Programming) -otsikon kautta; katso lisätietoja näistä ohjeista. ATmega8U2-laiteohjelmiston lähdekoodi on saatavilla. ATmega8U2 on ladattu DFU-käynnistyslataimella, joka voidaan aktivoida liittämällä levyn takaosassa oleva juotoshyppää (lähellä Italian karttaa) ja nollaamalla 8U2. Tämän jälkeen voit ladata uuden laiteohjelmiston Atmelin FLIP-ohjelmistolla (Windows) tai DFU-ohjelmoijalla (Mac OS X ja Linux). Tai voit käyttää ISP-otsikkoa ulkoisen ohjelmoijan kanssa (korvaamalla DFU-käynnistyslataimen). Katso lisätietoja tästä käyttäjien toimittamasta opetusohjelmasta.
Automaattinen (ohjelmiston) nollaus
Sen sijaan, että vaadittaisiin fyysistä palautuspainikkeen painamista ennen lataamista, Arduino Uno on suunniteltu siten, että se voidaan nollata liitetyssä tietokoneessa toimivalla ohjelmistolla. Yksi ATmega8U2:n laitteiston virtauksen ohjauslinjoista (DTR) on kytketty ATmega328:n nollauslinjaan 100 nanofaradin kondensaattorin kautta. Kun tämä viiva vahvistetaan (alhaiseksi), palautusviiva putoaa tarpeeksi pitkäksi sirun nollaamiseksi. Arduino-ohjelmisto käyttää tätä ominaisuutta mahdollistaakseen koodin lataamisen yksinkertaisesti painamalla latauspainiketta Arduino-ympäristössä. Tämä tarkoittaa, että käynnistyslataimella voi olla lyhyempi aikakatkaisu, koska DTR:n alentaminen voi olla hyvin koordinoitua latauksen alkamisen kanssa.
Tällä asetuksella on muita vaikutuksia. Kun Uno liitetään joko Mac OS X- tai Linux-tietokoneeseen, se nollautuu aina, kun siihen muodostetaan yhteys ohjelmistosta (USB:n kautta). Seuraavan puolen sekunnin ajan käynnistyslatain on käynnissä Unossa. Vaikka se on ohjelmoitu jättämään huomioimatta virheellisesti muotoiltuja tietoja (eli kaikkea muuta kuin uuden koodin lataamista), se sieppaa ensimmäiset muutamat tavut kortille lähetetystä datasta yhteyden avaamisen jälkeen. Jos kortilla käynnissä oleva sketch saa kertaluonteisia konfigurointi- tai muita tietoja käynnistyessään, varmista, että ohjelmisto, jonka kanssa se kommunikoi, odottaa hetken yhteyden avaamisen jälkeen ja ennen näiden tietojen lähettämistä. Uno sisältää jäljen, joka voidaan leikata automaattisen nollauksen poistamiseksi käytöstä. Jäljen molemmilla puolilla olevat tyynyt voidaan juottaa yhteen, jotta se voidaan ottaa uudelleen käyttöön. Se on merkitty "RESET-EN". Voit myös poistaa automaattisen nollauksen käytöstä kytkemällä 110 ohmin vastuksen 5 V:stä nollauslinjaan; katso lisätietoja tästä foorumin ketjusta.
USB-ylivirtasuojaus
Arduino Unossa on nollattava polysulake, joka suojaa tietokoneesi USB-portteja oikosululta ja ylivirroilta. Vaikka useimmat tietokoneet tarjoavat oman sisäisen suojauksensa, sulake tarjoaa ylimääräisen suojakerroksen. Jos USB-porttiin syötetään yli 500 mA, sulake katkaisee yhteyden automaattisesti, kunnes oikosulku tai ylikuormitus poistetaan.
Fyysiset ominaisuudet
Uno-piirilevyn enimmäispituus ja -leveys ovat 2.7 ja 2.1 tuumaa, ja USB-liitin ja virtaliitin ulottuvat edellisen mittasuhteen ulkopuolelle. Neljä ruuvinreikää mahdollistavat levyn kiinnittämisen pintaan tai koteloon. Huomaa, että digitaalisten nastojen 7 ja 8 välinen etäisyys on 160 mil (0.16 tuumaa), ei muiden nastojen 100 milin välin parillinen monikerta.
Arduino UNO -viitesuunnittelu
Referenssimallit TOIMITETAAN ”SELLAISENAAN” JA ”KAIKIN VIOIDEN KANSSA”. Arduino KIISTÄÄ KAIKISTA MUISTA TAKUITA, NIMENOMAISIA TAI OLUETTUJA, Arduino voi tehdä muutoksia teknisiin tietoihin ja tuotekuvauksiin milloin tahansa ilman erillistä ilmoitusta. Asiakas ei saa katsoa, että TUOTTEET, MUKAAN LUKIEN MUKAAN RAJOITTUMAT, MYÖNTIKELPOISUUDESTA TAI TIETTYYN TARKOITUKSEEN SOVELTUVAT OLETETUT TAKUUT, riippuvat minkään "varattu" tai "määrittämätön" ominaisuuksien tai ohjeiden puuttumisesta tai ominaisuuksista. Arduino varaa ne tulevaa määrittelyä varten, eikä sillä ole minkäänlaista vastuuta ristiriidoista tai yhteensopimattomuudesta, joka johtuu niihin tulevista muutoksista. Tuotetiedot osoitteessa Web Sivustoa tai materiaaleja voidaan muuttaa ilman erillistä ilmoitusta. Älä viimeistele suunnittelua näillä tiedoilla.
Lataa PDF: Arduino ATMEGA328 SMD Breadboard käyttöopas
