Arduino ATMEGA328 SMD 面包板用户手册

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Arduino Uno 是一款基于 ATmega328（数据表）的微控制器板。它有 14 个数字输入/输出引脚（其中 6 个可用作 PWM 输出）、6 个模拟输入、一个 16 MHz 晶体振荡器、一个 USB 连接、一个电源插孔、一个 ICSP 接头和一个复位按钮。它包含支持微控制器所需的一切；只需使用 USB 数据线将其连接到计算机，或使用 AC-DC 适配器或电池为其供电即可开始使用。 Uno 与之前的所有开发板不同，因为它不使用 FTDI USB 转串口驱动芯片。相反，它具有编程为 USB 转串口转换器的 Atmega8U2。 “Uno”在意大利语中的意思是一个，命名是为了纪念即将发布的 Arduino 1.0。 Uno 和 1.0 版将成为 Arduino 的参考版本，向前发展。 Uno 是一系列 USB Arduino 开发板中的最新产品，也是 Arduino 平台的参考模型；如需与以前版本的比较，请参阅 Arduino 板的索引。

概括

微控制器 ATmega328
操作量tag5V
输入音量tage（推荐）7-12V
输入音量tage（极限）6-20V
数字 I/O 引脚 14 个（其中 6 个提供 PWM 输出）
模拟输入引脚 6
每个 I/O 引脚的直流电流 40 mA
3.3V 引脚的直流电流 50 mA
闪存 32 KB (ATmega328)，其中 0.5 KB 用于引导加载程序

静态随机存取存储器 2 KB (ATmega328)
EEPROM 1 KB (ATmega328)
时钟速度 16 MHz

原理图和参考设计
鹰 files: Arduino-uno-reference-design.zip
原理图：arduino-uno-schematic.pdf

力量

Arduino Uno 可以通过 USB 连接或外部电源供电。源的功率是自动选择的。外部（非 USB）电源可以来自交流转直流适配器（壁式）或电池。可以通过将 2.1mm 中心正极插头插入电路板的电源插孔来连接适配器。电池的引线可以插入电源连接器的 Gnd 和 Vin 排针中。该板可以在 6 至 20 伏的外部电源下运行。但是，如果提供的电压低于 7V，则 5V 引脚可能会提供低于 12 伏的电压，并且电路板可能不稳定。如果使用超过 XNUMXV，则 voltag调节器可能会过热并损坏电路板。推荐范围为 7 至 12 伏。
电源引脚如下：

车牌号输入音量tage 到 Arduino 板，当它使用外部电源时（而不是来自 USB 连接或其他稳压电源的 5 伏）。你可以提供卷tage 通过这个引脚，或者，如果提供 voltage 通过电源插孔，通过此引脚访问它。

5伏。稳压电源用于为板上的微控制器和其他组件供电。这可以通过板载稳压器来自 VIN，也可以由 USB 或其他稳压 5V 电源提供。
3V3。板载稳压器产生 3.3 伏电源。最大电流消耗为 50 mA。

地线。接地引脚。

记忆
ATmega328 有 32 KB（其中 0.5 KB 用于引导加载程序）。它还具有 2 KB 的 SRAM 和 1 KB 的 EEPROM（可以使用 EEPROM 库进行读写）。

输入和输出

Uno 上的 14 个数字引脚中的每一个都可以用作输入或输出，使用 pinMode()、digitalWrite() 和 digitalRead() 函数。它们的工作电压为 5 伏。每个引脚可以提供或接收最大 40 mA 的电流，并具有一个 20-50 kOhms 的内部上拉电阻（默认断开）。此外，一些引脚有
特殊功能：

串行：0 (RX) 和 1 (TX)。用于接收（RX）和发送（TX）TTL串行数据。这些引脚连接到 ATmega8U2 USB-to-TTL 串行芯片的相应引脚。
外部中断：2 和 3。这些引脚可以配置为在低值、上升沿或下降沿或值发生变化时触发中断。有关详细信息，请参阅 attachInterrupt() 函数。

PWM：3、5、6、9、10、11。通过analogWrite()函数提供8位PWM输出。
SPI：10 (SS)、11 (MOSI)、12 (MISO)、13 (SCK)。这些引脚支持使用 SPI 库的 SPI 通信。

LED: 13. 有一个内置的LED 连接到数字引脚13。当引脚为高电平时，LED 点亮，当引脚为低电平时，LED 熄灭。

Uno 有 6 个模拟输入，标记为 A0 到 A5，每个提供 10 位分辨率（即 1024 个不同的值）。默认情况下，它们的测量范围是从地到 5 伏，但是否可以使用 AREF 引脚和 analogReference() 函数更改其范围的上限？此外，一些引脚具有专门的功能：

I2C：4 (SDA) 和 5 (SCL)。支持使用 Wire 库的 I2C (TWI) 通信。板上还有几个其他引脚：
AREF。参考卷tage 用于模拟输入。与 analogReference() 一起使用。

重置。将这条线拉低以重置微控制器。通常用于将重置按钮添加到屏蔽板上的屏蔽按钮。
另请参阅 Arduino 引脚和 ATmega328 端口之间的映射？。

沟通

Arduino UNO 具有许多用于与计算机、另一个 Arduino 或其他微控制器进行通信的工具。 ATmega328 提供 UART TTL (5V) 串行通信，可在数字引脚 0 (RX) 和 1 (TX) 上使用。电路板上的 ATmega8U2 通过 USB 引导这种串行通信，并作为计算机软件的虚拟 com 端口出现。 '8U2 固件使用标准 USB COM 驱动程序，无需外部驱动程序。但是，在 Windows 上，.inf file 是必须的。 Arduino 软件包括一个串行监视器，它允许将简单的文本数据发送到 Arduino 板或从 Arduino 板发送。当数据通过 USB 转串口芯片和 USB 连接传输到计算机时，电路板上的 RX 和 TX LED 会闪烁（但对于引脚 0 和 1 上的串行通信则不会）。 SoftwareSerial 库允许在 Uno 的任何数字引脚上进行串行通信。 ATmega328 还支持 I2C (TWI) 和 SPI 通信。 Arduino 软件包括一个 Wire 库，以简化 I2C 总线的使用；有关详细信息，请参阅文档。对于 SPI 通信，请使用 SPI 库。

编程

Arduino Uno 可以使用 Arduino 软件（下载）进行编程。从“工具”>“电路板”菜单中选择“Arduino Uno”（根据电路板上的微控制器）。有关详细信息，请参阅参考资料和教程。 Arduino Uno 上的 ATmega328 预烧有引导加载程序，允许您在不使用外部硬件编程器的情况下向其上传新代码。它使用原始的 STK500 协议进行通信（参考，C 头 file秒）。您还可以绕过引导加载程序并通过 ICSP（在线串行编程）接头对微控制器进行编程；有关详细信息，请参阅这些说明。 ATmega8U2 固件源代码可用。 ATmega8U2 加载了一个 DFU bootloader，可以通过连接电路板背面（意大利地图附近）的焊接跳线，然后重置 8U2 来激活。然后，您可以使用 Atmel 的 FLIP 软件 (Windows) 或 DFU 编程器（Mac OS X 和 Linux）加载新固件。或者您可以将 ISP 标头与外部编程器一起使用（覆盖 DFU 引导加载程序）。有关详细信息，请参阅此用户提供的教程。

自动（软件）重置

Arduino Uno 的设计方式允许它通过连接的计算机上运行的软件进行重置，而不是在上传之前需要物理按下重置按钮。 ATmega8U2 的硬件流控制线 (DTR) 之一通过 328 纳法拉电容器连接到 ATmega100 的复位线。当这条线被断言（拉低）时，复位线下降足够长的时间来复位芯片。 Arduino 软件使用此功能让您只需在 Arduino 环境中按下上传按钮即可上传代码。这意味着引导加载程序可以有更短的超时时间，因为 DTR 的降低可以与上传开始很好地协调。

此设置还有其他含义。当 Uno 连接到运行 Mac OS X 或 Linux 的计算机时，每次从软件（通过 USB）建立连接时它都会重置。在接下来的半秒左右，引导加载程序在 Uno 上运行。虽然它被编程为忽略格式错误的数据（即除了上传新代码之外的任何数据），但它会在连接打开后拦截发送到电路板的前几个字节的数据。如果板上运行的草图在第一次启动时收到一次性配置或其他数据，请确保与其通信的软件在打开连接后和发送此数据之前等待一秒钟。 Uno 包含一条迹线，可以将其切断以禁用自动复位。迹线两侧的焊盘可以焊接在一起以重新启用它。它被标记为“RESET-EN”。您也可以通过将一个 110 欧姆的电阻从 5V 连接到复位线来禁用自动复位；有关详细信息，请参阅此论坛主题。

USB 过流保护
Arduino Uno 有一个可重置的聚乙烯保险丝，可保护您计算机的 USB 端口免受短路和过流的影响。虽然大多数计算机都提供自己的内部保护，但保险丝提供了额外的保护层。如果 USB 端口上的电流超过 500 mA，保险丝会自动断开连接，直到短路或过载消除。

物理特性

Uno PCB 的最大长度和宽度分别为 2.7 英寸和 2.1 英寸，USB 连接器和电源插孔超出了以前的尺寸。四个螺丝孔允许将电路板连接到表面或外壳。请注意，数字引脚 7 和 8 之间的距离为 160 mil (0.16″)，不是其他引脚 100 mil 间距的偶数倍。

Arduino UNO 参考设计

参考设计“按原样”提供且“包含所有缺陷”。 Arduino 否认所有其他明示或暗示的保证，Arduino 可能随时更改规格和产品说明，恕不另行通知。客户不得将产品（包括但不限于对适销性或特定用途适用性的任何默示保证）视为依赖于标记为“保留”或“未定义”的任何功能或说明的缺失或特征。 Arduino 保留这些以供将来定义，并且对因将来更改它们而引起的冲突或不兼容不承担任何责任。上的产品信息 Web 网站或材料如有更改，恕不另行通知。不要使用此信息完成设计。