Arduino UNO ATmega328P

Опис

Точна копія італійської налагоджувальної плати Arduino UNO R3 на мікроконтролері Atmega328P наскрізного монтажу.

Відмінною рисою цієї плати є використання замість FTDI USB мікроконтролера для зв'язку USB мікроконтролера ATmega8U2, це дозволяє використовувати плату як будь-який ЮСБ-пристрій (наприклад, як мишку або клавіатуру) при правильній прошивці.

Характеристики Arduino UNO R3

• Мікроконтролер: ATmega328
• Робоча напруга: 5 В
• Вхідна напруга: 7-12 В
• Вхідна напруга (граничне): 6-20 В
• Цифрові Входи / Виходи: 14 (6 з яких можуть використовуватися як виходи ШІМ)
• Аналогові входи: 6
• Постійний струм через вхід / вихід: 40 мА
• Постійний струм для виведення 3.3 В: 50 мА
• Флеш пам `ять: 32 Кб з яких 0.5 КБ використовуються для завантажувача
• ОЗП: 2 Кб (ATmega328)
• EEPROM: 1 Кб (ATmega328)
• Тактова частота: 16 МГц

Живлення плати

Arduino Uno може отримувати живлення через USB або від зовнішнього джерела живлення.

Зовнішнє живлення може подаватися через перетворювач напруги AC/DC (блок живлення) або акумуляторною батареєю. Перетворювач напруги підключається за допомогою роз'єму 2.1 мм із центральним позитивним полюсом. Провід від батареї підключається до висновків Gnd і Vin роз'єму живлення.

Платформа може працювати при зовнішньому живленні від 6 В до 20 В. При напрузі живлення нижче 7 В, висновок 5V може видавати менше 5 В, при цьому платформа може працювати нестабільно. При використанні напруги вище 12 У регулятор напруги може перегрітися та пошкодити плату. Рекомендований діапазон від 7 В до 12 В.

Висновки харчування:

VIN. Вхід використовується для подачі живлення від зовнішнього джерела. 5 Від роз'єму USB або іншого регульованого джерела живлення). Подача напруги живлення відбувається через цей висновок.
5V. Регульоване джерело напруги, використовується для живлення мікроконтролера та компонентів на платі. Живлення може подаватися від виведення VIN через регулятор напруги, або з роз’єму USB, або іншого регульованого джерела напруги 5 В.
3V3. Напруга на виводі 3.3 У генероване вбудованим регулятором на платі. Максимальне споживання струму 50 мА.
GND. Висновки заземлення.

Пам'ять Arduino UNO R3

Мікроконтролер ATmega328 має в своєму розпорядженні 32 кБ флеш пам'яті, з яких 0.5 кБ використовується для зберігання завантажувача, а також 2 кБ ОЗУ (SRAM) та 1 Кб EEPROM.(яка читається та записується за допомогою бібліотеки EEPROM).

Входи та Виходи

Кожен з 14 цифрових висновків Uno може бути налаштований як вхід або вихід, використовуючи функції pinMode(), digitalWrite(), і digitalRead(). Висновки працюють при напрузі 5 В. Кожен висновок має навантажувальний резистор (за замовчуванням вимкнено) 20-50 ком і може пропускати до 40 мА.

Деякі висновки мають особливі функції:

Послідовна шина: 0 (RX) та 1 (TX). Висновки використовуються для отримання (RX) та передачі (TX) даних TTL. Ці висновки підключені до відповідних висновків мікросхеми послідовної шини ATmega8U2 USB-to-TTL.

Зовнішнє переривання: 2 і 3. Ці висновки можуть бути налаштовані на виклик переривання або на молодшому значенні, або на передньому чи задньому фронті, або при зміні значення. Детальна інформація міститься в описі функції attachInterrupt().

штани: 3, 5, 6, 9, 10, і 11. Будь-який із висновків забезпечує ШІМ з дозволом 8 біт за допомогою функції analogWrite().

SPI: 10 (СС), 11 (DAWDLE), 12 (MISO), 13 (SCK). За допомогою даних висновків здійснюється зв'язок SPI, навіщо використовується бібліотека SPI.

СВІТЛОДІОДНИЙ: 13. Вбудований світлодіод, підключений до цифрового висновку 13. Якщо значення на виводі має високий потенціал, то світлодіод горить.

На платформі Uno встановлено 6 аналогових входів (позначених як A0…A5), кожен може приймати 1024 різних значення. Стандартно висновки мають діапазон виміру до 5 У щодо землі, проте є можливість змінити верхню межу за допомогою виведення AREF та функції analogReference().

I2C: 4 (SDA) і 5 (SCL). За допомогою висновків здійснюється зв'язок I2C (TWI), для створення якої використовується бібліотека Wire.

Зв'язок Arduino UNO

На платформі Arduino Uno встановлено кілька пристроїв для зв'язку з комп'ютером, іншими пристроями Arduino або мікроконтролерами. ATmega328 підтримують послідовний інтерфейс UART TTL (5 В), здійснюваний висновками 0 (RX) та 1 (TX). Встановлена ​​на платі мікросхема ATmega8U2 спрямовує цей інтерфейс через USB, програми на стороні комп'ютера "спілкуються" з платою через віртуальний COM порт. Прошивка ATmega8U2 використовує стандартні драйвери USB COM, ніяких сторонніх драйверів не потрібно, але на Windows для підключення знадобиться файл ArduinoUNO.inf. Моніторинг послідовної шини (Serial Monitor) програми Arduino дозволяє надсилати та отримувати текстові дані при підключенні до платформи. Світлодіоди RX і TX на платформі блимають під час передачі даних через мікросхему FTDI або USB підключення (але не при використанні послідовної передачі через висновки 0 і 1(.

Бібліотекою SoftwareSerial можна створити послідовну передачу даних через будь-який із цифрових висновків Uno.

ATmega328 підтримує інтерфейси I2C (TWI) та SPI. В Arduino включено бібліотеку Wire для зручності використання шини I2C.

Програмування Arduino

Платформа програмується за допомогою Arduino. З меню Tools > Board вибирається «Arduino Uno» (відповідно до встановленого мікроконтролера). Детальна інформація знаходиться у довіднику та інструкціях.

Мікроконтролер ATmega328 поставляється із записаним завантажувачем, що полегшує запис нових програм без використання зовнішніх програматорів. Зв'язок здійснюється оригінальним протоколом STK500.

Є можливість не використовувати завантажувач та запрограмувати мікроконтролер через висновки ICSP (внутрішньосхемне програмування).

Токовий захист роз'єму USB

В Arduino Uno вбудований запобіжник, що самозупиняється (автомат), порт USB комп'ютера, що захищає від струмів короткого замикання і надструмів.. Хоча практично всі комп'ютери мають подібний захист, Проте, даний запобіжник забезпечує додатковий бар'єр. Запобіжник спрацюють при проходженні струму 500 мА через USB порт і розмикає ланцюг до тих пір, поки нормальні значення струмів не будуть відновлені.

Розміри плати

Довжина та ширина друкованої плати Uno становлять 6.9 і 5.3 см відповідно. Роз'єм USB та силовий роз'єм виходять за межі даних розмірів. Чотири отвори у платі дозволяють закріпити її на поверхні. Відстань між цифровими висновками 7 і 8 дорівнює 0,4 см, між іншими висновками воно складає 0,25 см.

Для опису використовувалися матеріали сайту: arduino.ru