מדריך למשתמש של Arduino ATMEGA328 SMD Breadboard

מֵעַלview

ה-Arduino Uno הוא לוח מיקרו-בקר המבוסס על ATmega328 (גיליון נתונים). יש לו 14 פיני כניסה/פלט דיגיטליים (מתוכם 6 יכולים לשמש כיציאות PWM), 6 כניסות אנלוגיות, מתנד קריסטל 16 מגה-הרץ, חיבור USB, שקע חשמל, כותרת ICSP וכפתור איפוס. הוא מכיל את כל הדרוש לתמיכה במיקרו-בקר; פשוט חבר אותו למחשב באמצעות כבל USB או הפעל אותו באמצעות מתאם AC-to-DC או סוללה כדי להתחיל. ה-Uno שונה מכל הלוחות הקודמים בכך שהוא אינו משתמש בשבב FTDI USB-to-Serial Driver. במקום זאת, הוא כולל את Atmega8U2 מתוכנת כממיר USB לטורי. "Uno" פירושו אחד באיטלקית והוא נקרא לציון השחרור הקרוב של Arduino 1.0. ה-Uno וגרסה 1.0 יהיו גרסאות הייחוס של Arduino, בהמשך הדרך. ה-Uno הוא האחרון בסדרה של לוחות USB Arduino, ודגם הייחוס לפלטפורמת Arduino; להשוואה עם גרסאות קודמות, עיין באינדקס של לוחות Arduino.

תַקצִיר

• מיקרו-בקר ATmega328
• כרך הפעלהtage 5V
• קלט כרךtage (מומלץ) 7-12V
• קלט כרךtage (מגבלות) 6-20V
• פיני קלט/פלט דיגיטלי 14 (מתוכם 6 מספקים פלט PWM)
• פיני קלט אנלוגי 6
• זרם DC לכל פין קלט/פלט 40 mA
• זרם DC עבור 3.3V פין 50 mA
• זיכרון פלאש 32 KB (ATmega328) מתוכם 0.5 KB משמש את טוען האתחול
• SRAM 2 KB (ATmega328)
• EEPROM 1 KB (ATmega328)
• מהירות שעון 16 מגה-הרץ

עיצוב סכמטי והתייחסות
נֶשֶׁר files: Arduino-uno-reference-design.zip
סכמטי: arduino-uno-schematic.pdf

כּוֹחַ

ניתן להפעיל את ה-Arduino Uno באמצעות חיבור USB או באמצעות ספק כוח חיצוני. הספק של המקור נבחר באופן אוטומטי. מתח חיצוני (ללא USB) יכול להגיע ממתאם AC-ל-DC (יבלת קיר) או סוללה. ניתן לחבר את המתאם על ידי חיבור תקע מרכזי בגודל 2.1 מ"מ לשקע החשמל של הלוח. ניתן להכניס מובילים מסוללה לכותרות הפינים Gnd ו-Vin של מחבר POWER. הלוח יכול לפעול על אספקה ​​חיצונית של 6 עד 20 וולט. אם הוא מסופק עם פחות מ-7V, לעומת זאת, פין ה-5V עשוי לספק פחות מחמישה וולט והלוח עלול להיות לא יציב. אם משתמשים ביותר מ-12V, הנפחtagהרגולטור עלול להתחמם יתר על המידה ולפגוע בלוח. הטווח המומלץ הוא 7 עד 12 וולט.
פיני החשמל הם כדלקמן:

• VIN. כרך הקלטtage ללוח Arduino כאשר הוא משתמש במקור מתח חיצוני (בניגוד ל-5 וולט מחיבור ה-USB או מקור מתח מוסדר אחר). אתה יכול לספק כרךtage דרך סיכה זו, או, אם מספקים כרךtage דרך שקע החשמל, גש אליו דרך הסיכה הזו.
• 5V. ספק הכוח המוסדר משמש להפעלת המיקרו-בקר ורכיבים אחרים על הלוח. זה יכול להגיע מ-VIN דרך ווסת מובנה, או להיות מסופק באמצעות USB או ספק 5V מוסדר אחר.
• 3V3. אספקת 3.3 וולט נוצרת על ידי הרגולטור המשולב. משיכת הזרם המקסימלית היא 50 mA.
• GND. סיכות קרקע.

זֵכֶר
ל-ATmega328 יש 32 KB (עם 0.5 KB בשימוש עבור טוען האתחול). יש לו גם 2 KB של SRAM ו-1 KB של EEPROM (שניתן לקרוא ולכתוב עם ספריית EEPROM).

קלט ופלט

כל אחד מ-14 הפינים הדיגיטליים ב-Uno יכול לשמש כקלט או פלט, באמצעות פונקציות pinMode(), digitalWrite() ו-digitalRead(). הם פועלים ב-5 וולט. כל פין יכול לספק או לקבל מקסימום 40 mA ויש לו נגד משוך-אפ פנימי (מנותק כברירת מחדל) של 20-50 קילו אוהם. בנוסף, יש סיכות מסוימות
פונקציות מיוחדות:

• סדרתי: 0 (RX) ו-1 (TX). משמש לקליטת (RX) ולשידור (TX) נתונים סדרתיים של TTL. פינים אלה מחוברים לפינים המתאימים של שבב ATmega8U2 USB-to-TTL Serial.
• פסיקות חיצוניות: 2 ו-3. ניתן להגדיר את הפינים האלה כדי להפעיל פסיקה בערך נמוך, קצה עולה או יורד, או שינוי בערך. ראה את הפונקציה attachInterrupt() לפרטים.
• PWM: 3, 5, 6, 9, 10 ו-11. ספק פלט PWM של 8 סיביות עם הפונקציה analogWrite().
• SPI: 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). פינים אלו תומכים בתקשורת SPI באמצעות ספריית SPI.
• LED: 13. ישנו LED מובנה המחובר לפין דיגיטלי 13. כאשר הפין הוא בעל ערך HIGH, הנורית דולקת, כאשר הפין נמוך, הוא כבוי.

ל-Uno יש 6 כניסות אנלוגיות, המסומנות A0 עד A5, שכל אחת מהן מספקת 10 ביטים של רזולוציה (כלומר 1024 ערכים שונים). כברירת מחדל הם מודדים מאדמה ל-5 וולט, אם כי האם ניתן לשנות את הקצה העליון של הטווח שלהם באמצעות פין AREF והפונקציה analogReference()? בנוסף, לחלק מהסיכות יש פונקציונליות מיוחדת:

• I2C: 4 (SDA) ו-5 (SCL). תמכו בתקשורת I2C (TWI) באמצעות ספריית ה-Wire. יש עוד כמה סיכות על הלוח:
• AREF. כרך עזרtage עבור הכניסות האנלוגיות. בשימוש עם analogReference().
• אִתחוּל. הבא את הקו הזה LOW כדי לאפס את המיקרו-בקר. משמש בדרך כלל להוספת כפתור איפוס למגנים שחוסמים את זה שעל הלוח.
• ראה גם את המיפוי בין פיני Arduino ויציאות ATmega328?.

תִקשׁוֹרֶת

ל-Arduino UNO יש מספר מתקנים לתקשורת עם מחשב, ארדואינו אחר או מיקרו-בקרים אחרים. ה-ATmega328 מספק תקשורת טורית מסוג UART TTL (5V), הזמינה בפינים דיגיטליים 0 (RX) ו-1 (TX). ATmega8U2 על הלוח מתעל את התקשורת הטורית הזו דרך USB ומופיע כיציאת COM וירטואלית לתוכנה במחשב. הקושחה '8U2 משתמשת במנהלי התקן USB COM הסטנדרטיים ואין צורך במנהל התקן חיצוני. עם זאת, ב-Windows, .inf file נדרש. תוכנת Arduino כוללת צג טורי המאפשר שליחת נתונים טקסטואליים פשוטים אל וממנו לוח Arduino. נוריות ה-RX וה-TX על הלוח יהבהבו כאשר נתונים מועברים דרך שבב USB לטורי וחיבור USB למחשב (אך לא לתקשורת טורית בפינים 0 ו-1). ספריית SoftwareSerial מאפשרת תקשורת טורית בכל אחד מהפינים הדיגיטליים של Uno. ה-ATmega328 תומך גם בתקשורת I2C (TWI) ו-SPI. תוכנת Arduino כוללת ספריית Wire כדי לפשט את השימוש באפיק I2C; עיין בתיעוד לפרטים. לתקשורת SPI, השתמש בספריית SPI.

תִכנוּת

ניתן לתכנת את Arduino Uno עם תוכנת Arduino (הורדה). בחר "Arduino Uno מתפריט כלים > לוח (לפי המיקרו-בקר בלוח שלך). לפרטים, עיין בהפניה ובמדריכים. ה-ATmega328 ב-Arduino Uno מגיע צרוב מראש עם טוען אתחול המאפשר להעלות אליו קוד חדש ללא שימוש במתכנת חומרה חיצוני. הוא מתקשר באמצעות פרוטוקול STK500 המקורי (הפניה, כותרת C fileס). אתה יכול גם לעקוף את טוען האתחול ולתכנת את המיקרו-בקר דרך כותרת ה-ICSP (In-Circuit Serial Programming); ראה הוראות אלה לפרטים. קוד המקור של קושחת ATmega8U2 זמין. ה-ATmega8U2 טעון עם מאתחול DFU, אותו ניתן להפעיל על ידי חיבור מגשר ההלחמה בגב הלוח (ליד מפת איטליה) ואז איפוס ה-8U2. לאחר מכן תוכל להשתמש בתוכנת FLIP של Atmel (Windows) או במתכנת DFU (Mac OS X ו-Linux) כדי לטעון קושחה חדשה. או שאתה יכול להשתמש בכותרת ISP עם מתכנת חיצוני (החלפת מאתחול DFU). למידע נוסף, עיין במדריך זה שתרמו על ידי המשתמש.

איפוס אוטומטי (תוכנה).

במקום לדרוש לחיצה פיזית על כפתור האיפוס לפני העלאה, ה-Arduino Uno מתוכנן בצורה שמאפשרת לאפס אותו על ידי תוכנה הפועלת במחשב מחובר. אחד מקווי בקרת זרימת החומרה (DTR) של ה-ATmega8U2 מחובר לקו האיפוס של ה-ATmega328 באמצעות קבל של 100 ננו פארד. כאשר הקו הזה מוצהר (נלקח נמוך), קו האיפוס יורד מספיק זמן כדי לאפס את השבב. תוכנת Arduino משתמשת ביכולת זו כדי לאפשר לך להעלות קוד פשוט על ידי לחיצה על כפתור ההעלאה בסביבת Arduino. משמעות הדבר היא שלמטעין האתחול יכול להיות פסק זמן קצר יותר, מכיוון שהורדת ה-DTR יכולה להיות מתואמת היטב עם תחילת ההעלאה.

להגדרה הזו יש השלכות נוספות. כאשר ה-Uno מחובר למחשב עם Mac OS X או Linux, הוא מתאפס בכל פעם שמתחבר אליו מתוכנה (דרך USB). במשך חצי השניה הבאה בערך, טוען האתחול פועל על ה-Uno. בזמן שהוא מתוכנת להתעלם מנתונים שגויים (כלומר כל דבר מלבד העלאה של קוד חדש), הוא יירט את הבתים הראשונים של נתונים שנשלחים ללוח לאחר פתיחת חיבור. אם סקיצה שפועלת על הלוח מקבלת תצורה חד פעמית או נתונים אחרים כשהיא מתחילה, ודא שהתוכנה איתה היא מתקשרת ממתינה שנייה לאחר פתיחת החיבור ולפני שליחת הנתונים הללו. ה-Uno מכיל עקבות שניתן לחתוך כדי להשבית את האיפוס האוטומטי. ניתן להלחים את הרפידות משני צידי הרצועה כדי להפעיל אותה מחדש. זה מסומן "RESET-EN". ייתכן שתוכל גם להשבית את האיפוס האוטומטי על ידי חיבור נגד 110 אוהם מ-5V לקו האיפוס; עיין בשרשור זה בפורום לפרטים.

הגנה מפני זרם יתר של USB
ל-Arduino Uno יש נתיך פולי שניתן לאפס המגן על יציאות ה-USB של המחשב שלך מפני קצרים וזרם יתר. למרות שרוב המחשבים מספקים הגנה פנימית משלהם, הפתיל מספק שכבת הגנה נוספת. אם מופעל על יציאת ה-USB יותר מ-500 mA, הנתיך ישבור אוטומטית את החיבור עד להסרת הקצר או עומס היתר.

מאפיינים פיזיים

האורך והרוחב המקסימליים של ה-Uno PCB הם 2.7 ו-2.1 אינץ' בהתאמה, כאשר מחבר ה-USB ושקע החשמל משתרעים מעבר לממד הקודם. ארבעה חורי ברגים מאפשרים לחבר את הלוח למשטח או למארז. שים לב שהמרחק בין פינים דיגיטליים 7 ו-8 הוא 160 מיל (0.16 אינץ'), לא כפולה שווה של המרווח של 100 מיליליטר של הפינים האחרים.

Arduino UNO Reference Design

עיצובי עזר מסופקים "כמות שהם" ו"עם כל התקלות". Arduino מתנער מכל אחריות אחרת, מפורשת או משתמעת, Arduino עשויה לבצע שינויים במפרטים ובתיאורי המוצרים בכל עת, ללא הודעה מוקדמת. אסור ללקוח להתייחס למוצרים, לרבות אך לא מוגבל, כל אחריות משתמעת של סחירות או התאמה למטרה מסוימת להסתמך על היעדר או מאפיינים של תכונות או הוראות כלשהן המסומנות "שמורה" או "לא מוגדרת". Arduino שומרת את אלה להגדרה עתידית ולא תישא באחריות כלשהי לעימותים או אי התאמה הנובעים משינויים עתידיים בהם. מידע המוצר על Web האתר או החומרים כפופים לשינויים ללא הודעה מוקדמת. אל תסיים עיצוב עם מידע זה.

הורד PDF: מדריך למשתמש של Arduino ATMEGA328 SMD Breadboard

הפניות

• מדריך למשתמש