Универсальный внешний накопитель для всех iOS-устройств, совместим с PC/Mac, Android
Header Banner
8 800 100 5771 | +7 495 540 4266
c 9:00 до 24:00 пн-пт | c 10:00 до 18:00 сб
0 Comments

Содержание

распиновка, схема подключения и программирование [Амперка / Вики]

Arduino Uno — флагманская платформа для разработки на языке программирования С++.

Uno выполнена на микроконтроллере ATmega328P с тактовой частотой 16 МГц. На плате предусмотрены 20 портов входа-выхода для подключения внешних устройств, например плат расширения или датчиков.

Видеообзор

Подключение и настройка

Шаг 1

Подключите плату к компьютеру по USB. Для коммуникации используйте кабель USB (A — B).

Шаг 2

Установите и настройте интегрированную среду разработки Arduino IDE.

Что-то пошло не так?

Пример работы

В качестве примера повторим первый эксперимент «Маячок» из набора Матрёшка. На плате уже есть встроенный пользовательский светодиод L, подключенный к 13 пину микроконтроллера.

blink.ino
void setup() {
  // Устанавливаем пин светодиода в режим выхода. 
  // Используем определение LED_BUILTIN,
  // которое содержит в себе пин светодиода
  pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);
}
 
void loop() {
  // Включаем светодиод
  digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);
  // Ждём пол секунды
  delay(500);
  // Выключаем светодиод                       
  digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);
  // Ждём пол секунды   
  delay(1000);                       
}

После загрузки программы встроенный светодиод L начнёт мигать раз в секунду.

Это значит, всё получилось, и можно смело переходить к другим экспериментам на Ардуино.

Элементы платы

Микроконтроллер ATmega328P

Сердцем платформы Arduino Uno является 8-битный микроконтроллер фирмы Microchip — ATmega328P на архитектуре AVR с тактовой частотой 16 МГц. Контроллер обладает тремя видами памяти:

  • 32 КБ Flash-памяти, из которых 0,5 КБ используются загрузчиком, который позволяет прошивать Uno с обычного компьютера через USB.

    Flash-память постоянна и её предназначение — хранение программ и сопутствующих статичных ресурсов.

  • 2 КБ RAM-памяти, которые предназначены для хранения временных данных, например переменных программы. По сути, это оперативная память платформы. RAM-память энергозависимая, при выключении питания все данные сотрутся.

  • 1 КБ энергонезависимой EEPROM-памяти для долговременного хранения данных, которые не стираются при выключении контроллера. По своему назначению это аналог жёсткого диска для Uno.

Микроконтроллер ATmega16U2

Микроконтроллер ATmega328P не содержит USB интерфейса, поэтому для прошивки и коммуникации с ПК на плате присутствует дополнительный микроконтроллер ATmega16U2 с прошивкой USB-UART преобразователя. При подключении к ПК Arduino Uno определяется как виртуальный COM-порт.

Микроконтроллер ATmega328P общается с ПК через сопроцессор ATmega16U2 по интерфейсу UART используя сигналы

RX и TX, которые параллельно выведены на контакты 0 и 1 платы Uno. Во время прошивки и отладки программы, не используйте эти пины в своём проекте.

Светодиодная индикация

Имя светодиода Назначение
ON Индикатор питания платформы.
L Пользовательский светодиод на 13 пине микроконтроллера. Используйте определение LED_BUILTIN для работы со светодиодом. При задании значения высокого уровня светодиод включается, при низком – выключается.
RX и TX Мигают при прошивке и обмене данными между Uno и компьютером. А также при использовании пинов 0 и 1.

Порт USB Type-B

Разъём USB Type-B предназначен для прошивки и питания платформы Arduino. Для подключения к ПК понадобится кабель USB (A — B).

Разъём питания DC

Коннектор DC Barrel Jack для подключения внешнего источника напряжения в диапазоне от 7 до 12 вольт.

Понижающий регулятор 5V

Понижающий линейный преобразователь NCP1117ST50T3G обеспечивает питание микроконтроллера и другой логики платы при подключении питания через разъём питания DC или пин Vin. Диапазон входного напряжения от 7 до 12 вольт. Выходное напряжение 5 В с максимальным выходным током 1 А.

Понижающий регулятор 3V3

Понижающий линейный преобразователь LP2985-33DBVR обеспечивает напряжение на пине 3V3. Регулятор принимает входное напряжение от линии 5 вольт и выдаёт напряжение 3,3 В с максимальным выходным током 150 мА.

Кнопка сброса

Кнопка предназначена для ручного сброса прошивки — аналог кнопки RESET обычного компьютера.

ICSP-разъём ATmega328P

ICSP-разъём выполняет две полезные функции:

  1. Используется для передачи сигнальных пинов интерфейса SPI при подключении Arduino Shield’ов или других плат расширения. Линии ICSP-разъёма также продублированы на цифровых пинах SS/10, MOSI/11, MISO/12 и SCK/13.
  2. Предназначен для загрузки прошивки в микроконтроллер ATmega328P через внешний программатор. Одна из таких прошивок — Bootloader для Arduino Uno, который позволяет прошивать платформу по USB.

А подробности распиновки читайте в соответствующем разделе.

ICSP-разъём ATmega16U2

Распиновка

Пины питания

  • VIN: Входной пин для подключения внешнего источника напряжения в диапазоне от 7 до 12 вольт.

  • 5V: Выходной пин от стабилизатора напряжения с выходом 5 вольт и максимальным током 1 А. Регулятор обеспечивает питание микроконтроллера и другой обвязки платы.
  • IOREF: Вывод предоставляет платам расширения информацию о рабочем напряжении микроконтроллера. В нашем случае рабочее напряжение платформы 5 вольт.
  • AREF: Пин для подключения внешнего опорного напряжения АЦП относительно которого происходят аналоговые измерения при использовании функции analogReference() с параметром «EXTERNAL».
  • GND: Выводы земли.

Порты ввода/вывода

  • Пины общего назначения: 20 пинов: 019
    Логический уровень единицы — 5 В, нуля — 0 В. К контактам подключены подтягивающие резисторы, которые по умолчанию выключены, но могут быть включены программно.

  • АЦП:

    6 пинов: 1419 / A0A5
    Позволяет представить аналоговое напряжение в виде цифровом виде. Разрядность АЦП не меняется и установлена в 10 бит. Диапазон входного напряжения от 0 до 5 В, при подаче большего напряжения микроконтроллер может выйти из строя.

  • ШИМ: 6 пинов: 3, 5, 6 и 911
    Позволяет выводить аналоговое напряжение в виде ШИМ-сигнала из цифровых значений. Разрядность ШИМ не меняется и установлена в 8 бит.

    • Serial: пины TX1/1 и RX1/0. Контакты также соединены с соответствующими выводами сопроцессора ATmega16U2 для общения платы по USB. Во время прошивки и отладки программы через ПК, не используйте эти пины в своём проекте.

Принципиальная и монтажная схемы

Габаритный чертёж

Характеристики

  • Микроконтроллер: ATmega328P

  • Ядро: 8-битный AVR

  • Тактовая частота: 16 МГц

  • Flash-память: 32 КБ

  • RAM-память: 2 КБ

  • EEPROM-память: 1 КБ

  • Пины ввода-вывода: 20

  • Пины с прерыванием: 2

  • Пины с АЦП: 6

  • Разрядность АЦП: 10 бит

  • Пины с ШИМ: 6

  • Разрядность ШИМ: 8 бит

  • Аппаратные интерфейсы: 1× UART, 1× I²C, 1× SPI

  • Напряжение логических уровней: 5 В

  • Входное напряжение питания:

  • Максимальный выходной ток пина 3V3: 150 мА

  • Максимальный выходной ток пина 5V: 1 А

  • Размеры: 69×53 мм

Ресурсы

Распиновка платы

Распиновка (Pinout) платы показывает, какие пины за что отвечают.

Микроконтроллер штука настолько универсальная, что большинство пинов имеют гораздо больше одной функции! Рассмотрим пины и интерфейсы платы на основе Arduino Nano, так как другие модели Ардуино имеют абсолютно точно такие же входы/выходы/интерфейсы, но просто в другом количестве.

GPIO


Начнем с пинов, которых больше всего, это GPIO, с англ. General Purpose Input-Output, входы-выходы общего назначения, на плате они подписаны как D0D13 и A0A5По картинке распиновки они называются PD*PB* и PC*, (вместо звёздочки – цифра) отмечены тёмно-бежевым цветом. Почему “официально” они называются PD/PB/PC? Потому что пины объединены в пОрты по несколько штук (не более 8), на примере Нано есть три порта: D, B и C, соответственно пины так и подписаны: 

PD3 – Port D 3 – третий выход порта D. Это цифровые пины, способные выдавать логический сигнал (0 или VCC) и считывать такой же логический сигнал. VCC это напряжение питания микроконтроллера, при обычном использовании обычной платы Ардуино это 5 Вольт, соответственно это 5 вольтовая логика: 0V – сигнал низкого уровня (LOW), 5V – высокого уровня (HIGH). Напряжение питания микроконтроллера играет очень большую роль, об этом мы ещё поговорим. GPIO имеют несколько режимов работы: вход (INPUT), выход (OUTPUT) и вход с подтяжкой к питанию встроенным в МК резистором на 20 кОм (INPUT_PULLUP). Подробнее о режимах поговорим в отдельном уроке.

Все GPIO

 пины в режиме входа могут принять сигнал с напряжением от 0 до 5 вольт (на самом деле до 5.5 вольт, согласно даташиту на микроконтроллер). Отрицательное напряжение или напряжение, превышающее 5.5 Вольт приведёт к выходу пина или даже самого МК из строя. Напряжение 0-2. 5 вольта считается низким уровнем (LOW), 2.5-5.5 – высоким уровнем (HIGH). Если GPIO никуда не подключен, т.е. “висит в воздухе”, он принимает случайное напряжение, возникающее из за наводок от сети (провода 220в в стенах) и электромагнитных волн на разных частотах, которыми пронизан современный мир.

GPIO в режиме выхода (OUTPUT) являются транзисторными выходами микроконтроллера и могут выдать напряжение 0 или VCC (напряжение питания МК). Стоит отметить, что микроконтроллер – логическое, а не силовое устройство, его выходы рассчитаны на подачу сигналов другим железкам, а не на прямое их питание. Максимальный ток, который можно снять с GPIO выхода ардуино – 40 мА. Если попытаться снять больше – пин выйдет из строя (выгорит выходной транзистор и всё). Что такое 40 мА? Обычный 5мм одноцветный светодиод потребляет 20 мА, и это практически единственное, что можно питать напрямую от Ардуино. Также не стоит забывать о максимальном токе со всех пинов, он ограничен 200 мА, то есть не более 10 светодиодов можно запитать от платы на полную яркость…

Интерфейсы


Большинство GPIO имеют дополнительные возможности, так как к ним подключены выводы с других систем микроконтроллера, с ними вы уже знакомы из предыдущего урока:

  • ADC (АЦП, аналогово-цифровой преобразователь) – зелёные подписи ADC* на распиновке
  • UART (интерфейс связи) – голубые TXD и RXD на распиновке
  • Выводы таймеров, они же ШИМ пины – светло-фиолетовые OC*A и OC*B, где * номер таймера
  • SPI (интерфейс связи) – голубые SSMOSIMISOSCK
  • I2C (интерфейс связи) – голубые SDA и SCL
  • INT (аппаратные прерывания) – розовые INT0 и INT1, а также PCINT* – PinChangeInterrupt

АЦП


ADC пины (с АЦП) помечены на плате буквой A. 10 = 1024), что означает следующее: напряжение от 0 до опорного преобразуется в цифровую величину от 0 до 1023 (1024-1 так как отсчёт идёт с нуля). Опорное напряжение играет очень большую роль: при опорных 5V один шаг измерения АЦП составит 4.9 милливольта (0.00488 В), а при опорных 1.1В – 1.1 мВ (0.00107 В). Вся суть в точности, я думаю вы поняли. Если опорное напряжение установлено ниже напряжения питания МК, то оцифровывая напряжение выше опорного мы получим 1023. Подавая на АЦП напряжение выше 5.5 Вольт получим выгоревший порт. Подавать отрицательное напряжение также не рекомендуется. На ардуино есть несколько режимов опорного напряжения: оно может быть равно VCC (напряжению питания), 1.1V (от встроенного в МК стабилизатора) или получать значение с внешнего источника в пин Aref, таким образом можно настроить нужный диапазон и получить нужную точность. У других моделей Ардуино (например у Меги) есть и другие встроенные режимы. Опорное напряжение рекомендуется заводить на плату через резистор, например на 1 кОм. Для измерения напряжений выше 5.5 вольт необходимо использовать делитель напряжения на резисторах.

Таймеры (ШИМ)


Выводы таймеров: в микроконтроллере, помимо обычного вычислительного ядра, с которым мы работаем, находятся также “хардварные” счётчики, работающие параллельно со всем остальным железом. Эти счётчики также называют таймерами, хотя к таймерам они не имеют никакого отношения: счётчики буквально считают количество тиков, которые делает кварцевый генератор, задающий частоту работы для всей системы. Зная частоту генератора (обычно 16 МГц) можно с очень высокой точностью определять интервалы времени и делать что-то на этой основе. Какой нам прок от этих счётчиков? “Из коробки” под названием Arduino IDE мы имеем несколько готовых, основанных на таймерах инструментов (функции времени, задержек, измерения длин импульсов и другие).

В этой статье речь идёт о пинах и выходах, о них и поговорим: у каждого счётчика есть два выхода на GPIO. У нано (у МК ATmega328p) три счётчика, соответственно 6 выходов. Одной из возможностей счётчиков является генерация ШИМ сигнала, который и выводится на соответствующие GPIO. Для нано это D пины 5 и 6 (счётчик 0), 9 и 10 (таймер 1) и 3 и 11 (таймер 2). ШИМ сигналу посвящен отдельный урок, сейчас просто запомним, что с его помощью можно управлять яркостью светодиодов, скоростью вращения моторчиков, мощностью нагрева спиралей и многим другим. Но нужно помнить, что ограничение по току в 40 мА никуда не делось и питать от пинов ничего мощнее светодиодов нельзя.

Прерывания


Аппаратные прерывания позволяют процессору мгновенно переключаться на некий блок действий (функция обработчик прерывания) при изменении уровня сигнала на пине. Подробнее об этом, а также о PinChangeInterrupts поговорим в другом уроке.

Другие пины


  • Пин 3.3V может быть использован для питания маломощных датчиков и модулей: максимальный ток, который можно снять с пина 3.3V составляет 150 мА, что с головой хватает для любых датчиков и модулей, кроме пожалуй радиомодулей nrf25L01.
  • Пины GND – земля питания, все GND связаны между собой
  • Пин 5V – питание от источника с напряжением до 5.5V (подробнее о питании смотри в следующем уроке)
  • Пин Vin – питание от источника с напряжением 7-15V (подробнее о питании смотри в следующем уроке)
  • RST – перезагрузка МК. Также этот пин выведен на кнопку

Важные страницы


  • Набор GyverKIT – большой стартовый набор Arduino моей разработки, продаётся в России
  • Каталог ссылок на дешёвые Ардуины, датчики, модули и прочие железки с AliExpress у проверенных продавцов
  • Подборка библиотек для Arduino, самых интересных и полезных, официальных и не очень
  • Полная документация по языку Ардуино, все встроенные функции и макро, все доступные типы данных
  • Сборник полезных алгоритмов для написания скетчей: структура кода, таймеры, фильтры, парсинг данных
  • Видео уроки по программированию Arduino с канала “Заметки Ардуинщика” – одни из самых подробных в рунете
  • Поддержать автора за работу над уроками
  • Обратная связь – сообщить об ошибке в уроке или предложить дополнение по тексту ([email protected] ru)

Arduino Pro Mini: схема, распиновка портов

Arduino Pro Mini ► по размерам сравнима с флэшкой. Рассмотрим схему платы Arduino Pro Mini ATmega328/168, распиновку, характеристики и способы прошивки.

Плата Arduino Pro Mini по размерам сравнима с флэшкой, но при этом имеет 14 полноценных портов ввода – вывода, 6 и которых – это аналоговые PWM порты. Платформа построена на базе микроконтроллера ATmega168 с частотой 8 МГц или 16 МГц (ATmega328). Рассмотрим подробнее схему платы Ардуино Про Мини, распиновку портов, характеристики и способы программирования (прошивки) данной модели.

Arduino Pro Mini: распиновка платы

Характеристики Arduino Pro Mini 5V не отличаются от платы Arduino Nano. Основное различие состоит в отсутствии микросхемы для прошивки Pro Mini по USB-UART. Связь с ПК производится по кабелю FTDI или с помощью дополнительной платы Sparkfun. Благодаря этому размеры платы более компактные, что позволяет использовать платформу в готовых мини-проектах, где важны небольшие габариты комплектующих.

Распиновка Arduino Pro Mini ATmega328 / ATmega168

Нумерация портов и их назначение полностью дублируют плату Arduino UNO r3. Из 14 портов ввода – вывода, 6 портов могут работать в режиме ШИМ с разрешением 8 бит. Последовательная шина UART находится на портах 0 (RX) и 1 (TX), связь по протоколу I2C на Pro Mini Arduino с LCD дисплеем осуществляется на аналоговых портах с дополнительными функциями в работе: порт A4 (SDA) и порт A5 (SCL).

Характеристики Arduino Pro Mini

  • Микроконтроллер: ATmega168 или ATmega328
  • Тактовая частота: 8 МГц и 16 МГц
  • Входное напряжение питания: 3,3-12 В или 5-12 В
  • Напряжение логических уровней: 3,3 или 5 В
  • Портов ввода-вывода общего назначения: 20
  • Максимальный ток с пина ввода-вывода: 40 мА
  • Портов с поддержкой ШИМ: 6
  • Портов, подключённых к АЦП: 8
  • Разрядность АЦП: 10 бит
  • Flash-память: 16 кб
  • SRAM-память: 1 кб
  • EEPROM-память: 512 байт
  • Габариты платы: 33×18 мм

Arduino Pro Mini: схема платы

Принципиальная электрическая схема Arduino Pro Mini

Arduino Pro Mini: питание платы, порты

Платы Arduino Pro выпускаются с двумя вариантами питания – 3,3 Вольта для микроконтроллера с частотой 8 МГц и 5 Вольт для микроконтроллера с частотой 16 МГц. Обе версии подключаются к источнику питания через кабель FTDI или плату Sparkfun. Стабилизированное напряжение 3,3 В или 5 В (в зависимости от модели) можно подать на порт VCC, не регулируемый источник подключается к порту RAW.

Схема портов на плате Arduino Pro Mini ATmega168 / ATmega328

Pro Mini : питание от внешнего источника

5V – на пин подается 5 В от внутреннего стабилизатора
3.3V – на пин подается 3,3 В, можно использовать для подключения устройств
GND – пин для вывода земли
VIN – пин для подключения внешнего источника питания
IREF – пин для информирования о рабочем напряжении платы

Arduino Pro Mini: прошивка, программирование

Микропроцессор Arduino Pro Mini разработан со встроенным загрузчиком, т.е. запись скетчей в плату производится без использования программаторов. Это значительно облегчает работу с платой, особенно новичкам. Прошивка Arduino Pro Mini ATmega328 производится в среде Arduino IDE 1.8, которую можно скачать на сайте разработчика www. arduino.cc. Дополнительные драйвера для Pro Mini Arduino не требуются.

Подключение Pro Mini для прошивки через USB

Pro Mini поддерживает три типа памяти:

Flash–память объемом 16 кБ, используется для хранения прошивки. Когда в контроллер записывается программа, она сохраняется именно во Flash–память. Чтобы очистить Flash–память следует загрузить пустой скетч (программу).

SRAM — это оперативная память объемом 1 кБ на Arduino Pro Mini. Здесь хранятся переменные, создаваемые в скетче. SRAM — это энергозависимая память, при отключении внешнего источника питания — данные удалятся.

EEPROM — это энергонезависимая память в 512 байт. Сюда можно сохранять данные, которые при отключении от источника питания не удалятся. Минус данной памяти в ограничении циклов перезаписи — не более 100 тысяч раз.

Записи похожие на: Ардуино Про Мини: распиновка, характеристики

Плата Arduino Uno – описание, схема, распиновка

Arduino Uno – плата от компании Arduino, построенная на микроконтроллере ATmega 328.

Плата имеет на борту 6 аналоговых входов, 14 цифровых выводов общего назначения (могут являться как входами, так и выходами), кварцевый генератор на 16 МГц, два разъема: силовой и USB, разъем ISCP для внутрисхемного программирования и кнопку горячей перезагрузки устройства. Для стабильной работы плату необходимо подключить к питанию либо через встроенный USB Разъем, либо подключив разъем питания к источнику от 7 до 12В. Через переходник питания плата также может работать и от батареи формата Крона.

Основное отличие платы от предыдущих – для взаимодействия по USB Arduino Uno использует отдельный микроконтроллер ATmega8U2. Прошлые версии Arduino использовали для этого микросхему программатора FTDI.

Несложно догадаться, что благодаря своему итальянскому происхождению, слова “Arduino” и “Uno” взяты именно из этого языка. Компания назвалась “Arduino” в честь короля Италии 11 века Ардуина, а Уно переводится с итальянского как “первый”.

Печатная плата Arduino Uno является Open-Hardware, поэтому все ее характеристики доступны в открытом доступе.

Длина и ширина платы составляют 69 мм x 53 мм.

Силовой и USB разъемы выступают за границы печатной платы на 2 мм.

Расстояние между выводами соответствует стандарту 2.54 мм, однако расстояние между 7 и 8 контактами составляет 4 мм.

Плата Arduino Uno имеет на борту 3 способа подключения питания: через USB, через внешний разъем питания и через разъем Vin, выведенный на одну из гребенок сбоку. Платформа имеет на борту встроенный стабилизатор, позволяющий не только автоматически выбирать источник питания, но и выравнивать ток до стабильных 5 вольт, необходимых контроллеру для работы.

Внешнее питание можно подавать как напрямую от USB порта компьютера, так и от любого AC/DC блока питания через разъем питания или USB.

На плате предусмотрено несколько выводов, позволяющих запитывать от нее подключенные датчики, сенсоры и актуаторы. Все эти выводы помечены:

  • Vin – вход питания, используется для получения питания от внешнего источника. Через данных вывод происходит только подача питания на плату, получить оттуда питание для внешних устройств невозможно. На вход Vin рекомендуется подавать напряжение в диапазоне от 7В до 20В, во избежании перегрева и сгорания встроенного стабилизатора.
  • 5V – источник пятивольтового напряжения для питания внешних устройств. При получении питания платой из любых других источников (USB, разъем питания или Vin) на этом контакте вы всегда сможете получить стабильное напряжение 5 вольт. Его можно вывести на макетную плату или подать напрямую на необходимое устройство.
  • 3V3 – источник 3.3 вольтового напряжения для питания внешних устройств. Работает по такому-же принципу, что и контакт 5V. С данной ножки также можно вывести напряжение на макетную плату, либо подать на необходимый датчик/сенсор напрямую.
  • GND – контакт для подключения земли. Необходим для создания замкнутой цепи при подключении к контактам Vin, 5V или 3V3. Во всех случаях ножку GND необходимо выводить как минус, иначе цепь не будет замкнута и питание (что внешнее, что внутреннее) не подасться.

Платформа Arduino Uno имеет на борту микроконтроллер ATmega328, который обладает Flash, SRAM и EEPROM памятью.

  • FLASH – 32kB, из которых 0.5kB используется для хранения загрузчика
  • SRAM (ОЗУ) – 2kB
  • EEPROM – 1kB (доступна с помощью библиотеки EEPROM)

На плате выведены 14 цифровых пинов (контактов), любой из которых может работать как на вывод информации, так и на ввод. Для этого в коде программ применяются специальные функции:

Функция pinMode служит для задания режима работы контакта, будет-ли он работать на выход или на вход. В данной функции задается номер контакта, которым мы в дальнейшем собираемся управлять.

digitalRead()

Функция считывает текущее значение с заданного контакта – его значение может быть HIGH или LOW.

digitalWrite()

Функция передает определенное значение на заданный контакт – оно может быть HIGH или LOW.

Все выводы обладают пятивольтовой логикой, то есть выдают логическую единицу как напряжение 5В.

Каждый вывод платы имеет нагрузочный резистор номиналом 20-50 кОм и может пропускать до 40 мА, но по умолчанию все они отключены.

Также, на контактных площадках Arduino Uno выведены специальные интерфейсы подключения различных цифровых устройств:

Arduino Uno имеет на своей платформе 6 аналоговых входов с разрешением 10 Бит на каждый вход. Данное разрешение говорит нам о том, что сигнал, приходящий на него, можно оцифровать в диапазоне от 0 до 1024 условных значений.

Считывать значения с данных контактов можно функцией analogRead(), а передавать значения – функцией analogWrite().

Так как Arduino Uno обладает пятивольтовой логикой, то и значение будет находиться в диапазоне от 0 до 5 вольт, однако при помощи функции analogReference() можно изменять верхний предел.

Данные выводы используются для обмена данными по протоколу UART. Контакт RX используется для получения данных, а контакт TX – для их отправки. Эти выводы подключены к соответствующим контактам последовательной шины схемы ATmega8U2 USB-to-TTL, выступающей в данном контексте в роли программатора.

Данные контакты могут конфигурироваться на вызов различных прерываний, когда программа останавливает выполнение основного кода и производит выполнение кода прерывания.

Вызов прерывания может быть задан по-разному:

  • на младшем значении
  • на переднем или заднем фронте
  • при изменении значения

Более подробно прерывания описаны в отдельной статье нашей Вики.

С помощью данных контактов происходит подключение периферии, работающей через интерфейс SPI. Для работы с данным интерфейсом в среде Arduino IDE предусмотрена отдельная библиотека с одноименным названием.

При помощи данных контактов к Arduino можно подключать внешние цифровые устройства, умеющие общаться по протоколу I2C. Для реализации интерфейса в среде Arduino IDE присутствует библиотека Wire.

Для проверки вашего кода по ходу его написания, самый удобный способ индикации – встроенный светодиод. Подав значение HIGH на 13 контакт, он загорается на плате красным цветом, тем самым показывая, что условие вашей программы выполнилось (или наоборот, что-то пошло не так). 13 контакт удобно использовать в коде программы для проверки ошибок и отладки.

Кстати, хотим заметить, что последовательно к 13-ому контакту подключен резистор на 220 Ом, поэтому не стоит использовать его для вывода питания ваших устройств. 

Помимо всех вышеперечисленных, на платформе Uno имеется еще 2 дополнительных контакта.

AREF

Данный контакт отвечает за определение опорного напряжения аналоговых входов платформы. Используется только с функцией analogReference().

RESET

Данный контакт необходим для аппаратной перезагрузки микроконтроллера. При подаче сигнала низкого уровня (LOW) на контакт Reset, происходит перезагрузка устройства.

Данный контакт обычно соединен с аппаратной кнопкой перезагрузки, установленной на плате.

Для осуществления связи с внешними устройствами (компьютером и другими микроконтроллерами) на плате существует несколько дополнительных устройств.

На контактах 0 (RX) и 1 (TX) контроллер ATmega328 поддерживает UART – последовательный интерфейс передачи данных. ATmega8U2, выполняющий на плате роль программатора, транслирует этот интерфейс через USB, позволяя платформе общаться с компьютером через стандартный COM-порт. Прошивка, установленная в контроллер ATmega8U2, имеет на борту стандартные драйверы USB-COM, поэтому для подключения не потребуется никаких дополнительных драйверов.

Внимание! На платах китайского производства, вместо контроллера ATmega8U2 используется другой программатор – Ch440G, который не распознается Windows в автоматическом режиме. Для него необходимо установить дополнительный драйвер, о чем подробно написано в нашем блоге – Установка драйверов микросхемы Ch440G для Arduino.

При помощи мониторинга последовательной шины, называемого Serial Monitor, среда Arduino IDE посылает и получает данные от Arduino. При обмене данными на плате видно мигание светодиодов RX и TX. При использовании UART-интерфейса через контакты 0 и 1, светодиоды не мигают.

Плата может взаимодействовать по UART-интерфейсу не только через аппаратным, но и через программным способом. Для этого в среде Arduino IDE предусмотрена библиотека SoftwareSerial.

Также, на плате предусмотрены выводы основных интерфейсов взаимодействия с периферией: SPI и I2C (TWI).

Платформа Arduino Uno, как и все другие Arduino-совместимые платформы, программируется в среде Arduino IDE. Для работы с ней в настройках программы необходимо выбрать нужную платформу. Это можно сделать в верхнем меню -> Tools -> Boards -> Arduino UNO.

Выбор микроконтроллера зависит от того, какой стоит именно на вашей плате. Обычно это ATmega328.

Плата как правило поставляется уже прошитая необходимым загрузчиком и должна определяться системой в автоматическом режиме (за исключением плат на основе программатора Ch440G). Связь микроконтроллера с компьютером осуществляется стандартным протоколом STK500.

Помимо обычного подключения, на плате также размещен разъем ISCP для внутрисхемного программирования, позволяющий перезаписать загрузчик или загрузить прошивку в контроллер в обход стандартного программатора.

Обычно, в микроконтроллерах перед загрузкой кода предусмотрен вход платы в специальный режим загрузки, однако Arduino Uno избавлена от данного действия для упрощения загрузки в нее программ. Стандартно, перед загрузкой каждый микроконтроллер получает сигнал DTR (digital reset), но в данной плате вывод DTR подключен к микроконтроллеру ATmega8U2 через 100 нФ конденсатор и программатор сам управляет процессом загрузки новой прошивки в контроллер. Таким образом, загрузка прошивки происходит моментально после нажания кнопки Upload в среде Arduino IDE.

Эта функция имеет еще одно интересное применение. Каждый раз при подключении платформы к компьютеру с OC Windows, MacOS или Linux, происходит автоматическая перезагрузка платы и в следующие полсекунды на плате работает загрузчик. Таким образом, для избежания получения некорректных данных, во время загрузки прошивок происходит задержка первых нескольких байтов информации.

Arduino Uno поддерживает отключение автоматической перезагрузки. Для этого необходимо разорвать линию RESET-EN. Еще один способ отключения автоматической перезагрузки – подключение  между линиями RESET-EN и линией питания 5V резистора номиналом 110 Ом.

Для защиты USB порта компьютера от обратных токов, короткого замыкания и сверхнагрузки, на платформе Arduino Uno встроен автоматический самовостанавливающийся предохранитель. При прохождении тока питания более 500 мА через USB порт, предохранитель автоматически срабатывает и размыкает цепь питания до тех пор, пока значения тока не вернуться к нормальным.

Распиновка плат ардуино Arduino board pinmaping

Arduino – это эффективное средство разработки программируемых электронных устройств, которые, в отличие от персональных компьютеров, ориентированы на тесное взаимодействие с окружающим миром. Ардуино – это открытая программируемая аппаратная платформа для работы с различными физическими объектами и представляет собой простую плату с микроконтроллером, а также специальную среду разработки для написания программного обеспечения микроконтроллера.

Ардуино может использоваться для разработки интерактивных систем, управляемых различными датчиками и переключателями. Такие системы, в свою очередь, могут управлять работой различных индикаторов, двигателей и других устройств. Проекты Ардуино могут быть как самостоятельными, так и взаимодействовать с программным обеспечением, работающем на персональном компьютере (например, приложениями Flash, Processing, MaxMSP). Любую плату Ардуино можно собрать вручную или же купить готовое устройство; среда разработки для программирования такой платы имеет открытый исходный код и полностью бесплатна.

Язык программирования Ардуино является реализацией похожей аппаратной платформы “Wiring”, основанной на среде программирования мультимедиа “Processing”.

Почему именно Arduino?

Существует множество других микроконтроллеров и микропроцессорных устройств, предназначенных для программирования различных аппаратных средств: Parallax Basic Stamp, Netmedia’s BX-24, Phidgets, MIT’s Handyboard и многие другие. Все эти устройства предлагают похожую функциональность и призваны освободить пользователя от необходимости углубляться в мелкие детали внутреннего устройства микроконтроллеров, предоставив ему простой и удобный интерфейс для их программирования. Ардуино также упрощает процесс работы с микроконтроллерами, но в отличие от других систем предоставляет ряд преимуществ для преподавателей, студентов и радиолюбителей:

 Компактные платы ардуино :

Ардуино Нано 

Платформа Nano, построенная на микроконтроллере ATmega328 (Arduino Nano 3.0) или ATmega168 (Arduino Nano 2.x), имеет небольшие размеры и может использоваться в лабораторных работах. Она имеет схожую с Arduino Duemilanove функциональность, однако отличается сборкой. Отличие заключается в отсутствии силового разъема постоянного тока и работе через кабель Mini-B USB. Nano разработана и продается компанией Gravitech.
Наверное одна из лучших и компактных плат для различных проектов и самоделок , обычно выбираю её : 

Лучшая цена на алиэкспресс   http://ali.pub/1tgxgp  

Партия из 5 штук – дешевле http://ali.pub/1tgxho  

Ардуино про мини

Arduino Pro Mini построена на микроконтроллере ATmega168 (техническое описание). Платформа содержит 14 цифровых входов и выходов (6 из которых могут использоваться как выходы ШИМ), 6 аналоговых входов, резонатор, кнопку перезагрузки и отверстия для монтажа выводов.

Плата имеет еще более компактные размеры , но без конвертора сн340. Цена ниже чем у нано .



Arduino pro micro

Плата Arduino Pro Micro построена на микроконтроллере ATmega32U4, что позволило не применяя конвертер USB-UART подключать плату в USB-порту компьютера. Это исключает необходимость применения программатора для записи скетча в плату.

Возможности:

  • частота: 16МГц
  • 4 канала АЦП (10 бит)
  • 10 портов ввода-вывода общего назначения (из них 5 с ШИМ)
  • выводы Rx/Tx
  • светодиоды: питание, Rx, Tx

Плата имеет регулятор напряжения, что позволяет использовать питание до 12В (вывод RAW, не VCC!)

Купить на алиэкспресс http://ali.pub/1tgyvn  


Полноразмерные платы ардуино 
Ардуино Уно 

Arduino Uno контроллер построен на ATmega328 (техническое описание, pdf). Платформа имеет 14 цифровых вход/выходов (6 из которых могут использоваться как выходы ШИМ), 6 аналоговых входов, кварцевый генератор 16 МГц, разъем USB, силовой разъем, разъем ICSP и кнопку перезагрузки.

КУпить на алиэкспресс  http://ali.pub/1tgxw9 


Ардуино DUE
Общие сведения

Arduino Due — плата микроконтроллера на базе процессора Atmel SAM3X8E ARM Cortex-M3 (описание). Это первая плата Arduino на основе 32-битного микроконтроллера с ARM ядром. На ней имеется 54 цифровых вход/выхода (из них 12 можно задействовать под выходы ШИМ), 12 аналоговых входов, 4 UARTа (аппаратных последовательных порта), a генератор тактовой частоты 84 МГц, связь по USB с поддержкой OTG, 2 ЦАП (цифро-аналоговых преобразователя), 2 TWI, разъем питания,  разъем SPI, разъем JTAG, кнопка сброса и кнопка стирания.

Внимание! В отличие от других плат Arduino, Arduino Due работает от 3,3 В. Максимальное напряжение, которое выдерживают вход/выходы составляет 3,3 В. Подав более высокое напряжение, например, 5 В, на выводы Arduino Due, можно повредить плату.

Плата содержит все, что необходимо для поддержки микроконтроллера. Чтобы начать работу с ней, достаточно просто подключить её к компьютеру кабелем микро-USB, либо подать питание с AC/DC преобразователя или батарейки.  Due совместим со всеми платами расширения Arduino, работающими от 3,3 В, и с цоколевкой Arduino 1.0.

Купить на Алиэкспресс http://ali.pub/1tgyan  


Arduino ESPLORA 

Общие сведения

Arduino Esplora – это микропроцессорное устройство, спроектированное на основе Arduino Leonardo. Esplora отличается от всех предыдущих плат Arduino наличием множества встроенных, готовых к использованию датчиков для взаимодействия. Он спроектирован для тех, кто предпочитает сразу начать работу с Ардуино, не изучая перед этим электронику. Пошаговую инструкцию к Esplora вы сможете найти в руководстве Начало работы с Esplora.

Esplora имеет встроенные звуковые и световые индикаторы (для вывода информации), а также несколько датчиков (для ввода информации), таких, как джойстик, слайдер, датчик температуры, акселерометр, микрофон и световой датчик. Помимо этого, на плате есть два входных и выходных разъема Tinkerkit, а также гнездо для подключения жидкокристаллического TFT-экрана, позволяющие значительно расширить возможности устройства.

Как и на плате Leonardo, в Esplora используется AVR-микроконтроллер ATmega32U4 с кварцевым резонатором 16 МГц, а также разъем микро-USB, позволяющий устройству быть USB-гаджетом, подобно мыши или клавиатуре.

КУпить на Алиэкспресс http://ali.pub/1tgypm  

Arduino YUN
Arduino Yun – отладочная плата на базе микроконтроллера ATmega32u4 и Atheros AR9331. Процессор Atheros поддерживает дистрибутив Linux, основанный на базе OpenWrt и называемый OpenWrt-Yun. Плата имеет встроенную поддержку Ethernet и WiFi, порт USB-A, слот для карты micro-SD, 20 цифровых входных/выходных выводов (из которых 7 могут использоваться в качестве ШИМ выходов, а 12 – в качестве аналоговых входов), кварцевый резонатор 16 МГц, соединение microUSB, разъем ICSP и 3 кнопки перезагрузки.
Купить на Алиэкспресс  http://ali.pub/1tgz6c 



Заказываешь на Aliexpress ?Узнай как экономить покупая на али кэшбек 

https://cashback.epn.bz/?i=ff2b6

https://cashback.epn.bz/joinusnow?i=ff2b6 

Arduino nano

Существует несколько версий плат nano. Есть версия 2.X, а есть версия 3.0. Отличаются эти версии самим микроконтроллером. В младшей версии этой ардуинки используется чип ATmega168. Этот чип обладает меньшим объемом flash-памяти, энергонезависимой памяти, а так же пониженной тактовой частотой. Так как цена разных версий Arduino nano практически не отличается мы не будем рассматривать младшую из них.

Arduino nano v 3.0

Эта версия снабжена микроконтроллером ATmega328. В отличии от своего младшего собрата, он имеет вдвое большие объемы энергонезависимой и flash памяти. И может похвастаться тактовой частотой в 16 МГц.

Характеристики

  • Микроконтроллер: ATmega328
  • Предельное напряжение питания: 5-20 В
  • Рекомендуемое напряжение питания: 7-12 В
  • Цифровых вводов/выводов: 14
  • ШИМ: 6 цифровых пинов могут быть использованы как выводы ШИМ
  • Аналоговые выводы: 8
  • Максимальная сила тока: 40 mAh с одного вывода и 500 mAh со всех выводов.
  • Flash память: 32 кб
  • SRAM: 2 кб
  • EEPROM: 1 кб
  • Тактовая частота: 16 МГц

Подключение питания к Arduino nano

Этот микроконтроллер можно питать через порт mini-USB от компьютера, паувербанка или от адаптера, подключенного в розетку.Так же пин +5V является не только выводом, но и вводом. Можно подавать ток на него и все это будет работать только при условии, что напряжение подаваемого тока строго равно пяти вольтам!
Еще можно подавать постоянный ток с напряжением от 6 до 20 вольт на пин VIN. Это предельные значения! При подачи напряжения 20 вольт на плате будет сильно греться стабилизатор напряжения. Рекомендуемое напряжение для питания через пин VIN — от 7 до 12 вольт.

Распиновка Arduino Nano v 3.0

Распиновка Arduino Nano v 3.0

Как уже было написано выше, плата имеет 14 цифровых пинов. На плате они помечены с ведущей буквой «D» (digital или цифровой). Они могут быть как входом так и выходом. Рабочее напряжение этих пинов составляет 5 В. Каждый из них имеет подтягивающий резистор и поданное на один из этих пинов напряжения ниже 5 вольт все равно будет считаться как 5 вольт (логическая единица).

Аналоговые пины на плате помечены ведущей «A». Эти пины являются входами и не имеют подтягивающих резисторов. Они измеряют поступающее на них напряжение и возвращают значение от 0 до 1024 при использовании функции analogRead(). Эти пины измеряют напряжение с точностью до 0,005 В.

Широтно-импульсная модуляция (ШИМ) Arduino nano

Если внимательно посмотреть на плату то можно увидеть значок тильды (~) рядом с некоторыми цифровыми пинами. Этот значок означает, что данный пин может быть использован как выход ШИМ. На некоторых платах ардуино этого значка нет так как производители не всегда находят место для этого символа на плате. У Arduino nano есть 6 выводов ШИМ, это пины D3, D5, D6, D9, D10 и D11. Для использования ШИМ у Arduino есть специальная функция analogWrite().

Другие пины:

  • rx0 и tx1 используются для передачи данных по последовательному интерфейсу.
  • Выводы D10 (SS), D11 (MOSI), D12 (MISO), D13 (SCK) рассчитаны для связи по интерфейсу SPI.
  • Так же на выводе D13 имеется встроенный в плату светодиод.
  • А4 (SDA) и А5 (SCL) могут использоваться для связи с другими устройствами по шине I2C. Подробнее про этот интерфейс вы можете почитать на википедии. В среде разработке Arduino IDE есть встроенная библиотека «wire.h» для более легкой работы с I2C.

Физические характеристики

Arduino Nano имеет следующие размеры: длина 42 мм и ширина 19 мм. Однако разъем USB немного выпирает за пределы печатной платы. Arduino Nano весит всего около 12 грамм. Плата имеет 4 отверстия для возможности ее закрепления на поверхности. Расстояние между выводами равняется 2,54 мм.

Принципиальная схема Arduino Nano

Принципиальная схема Arduino Nano

Arduino Nano v3 распиновка

Платформа Arduino Nano — это открытая платформа с семейства Arduino.
Существуют 2 вида плат, на микроконтроллере ATmega328 (Arduino Nano 3.0) и на микроконтроллере ATmega168 (Arduino Nano 2.x). Подробное описание этих плат можно прочитать на странице «Arduino Nano описание», а datasheet на «Arduino Nano datasheet».
Поэтому не будем отвлекаться от темы. Кто хочет сможет найти дополнительную информацию там.
Рассмотрим Arduino Nano V 3.0, более ранние версии уже почти не встречаются.  
На плате установлены

1-    D1/TX – TXD – пин передачи данных по UART;
2-    D0/RX – RXD – пин приема данных по UART; 
3-    RESET – перезагрузка
4-    GND – Земля
5-    D2 – Цифровой Вход/Выход 2 Внешнее прерывание
6-    D3– Цифровой Вход/Выход 3 ШИМ Внешнее прерывание
7-    D4– Цифровой Вход/Выход 4
8-    D5– Цифровой Вход/Выход 5 ШИМ
9-    D6– Цифровой Вход/Выход 6 ШИМ
10-    D7– Цифровой Вход/Выход 7
11-    D8– Цифровой Вход/Выход 8
12-    D9– Цифровой Вход/Выход 9 ШИМ
13-    D10– Цифровой Вход/Выход 10 ШИМ (SS)
14-    D11– Цифровой Вход/Выход 11 ШИМ (MOSI)
15-    D12– Цифровой Вход/Выход 12 (MISO)
ДРУГАЯ СТОРОНА
16-   D13– Цифровой Вход/Выход 13 (SCK)
17-   питание +3.3 В;
18-   AREF- АЦП
19-   A0  – аналоговый вход A0
20-   A1 – аналоговый вход A1
21-   A2 – аналоговый вход A2
22-   A3 – аналоговый вход A3
23-   A4 – аналоговый вход A4 (SDA)
24-   A5 – аналоговый вход A5 (SCL)
25-   A6 – аналоговый вход A6
26-   A7 – аналоговый вход A7
27-   питание +5 В;
28-   RESET – перезагрузка
29-   GND – Земля
30-   VIN – используется для подачи питания от внешнего источника от 6-20 Вольт;

Каждый из 14 цифровых выводов Nano может настраиваться как вход(INPUT) или выход(OUTPUT).
На них может быть 0(LOW) или  5В(HIGH).
Каждый вывод имеет нагрузочный резистор 20-50 кОм и может пропускать до 40 мА.

Полное руководство по расположению выводов Arduino Uno [включая схему]

Руководство по расположению выводов Arduino Uno

В двух последних публикациях мы сосредоточились на программных аспектах Arduino. Мы увидели, что платы Arduino запрограммированы с использованием языка C и C ++ в интегрированной среде разработки (IDE) Arduino, и узнали несколько основных методов отладки. В этом посте мы более подробно рассмотрим оборудование Arduino и, в частности, распиновку Arduino Uno. Arduino Uno основан на ATmega328 от Atmel.Распиновка Arduino Uno состоит из 14 цифровых контактов, 6 аналоговых входов, разъема питания, USB-соединения и разъема ICSP. Универсальность распиновки обеспечивает множество различных опций, таких как приводные двигатели, светодиоды, датчики считывания и многое другое. В этом посте мы рассмотрим возможности распиновки Arduino Uno.

Запустите свою схему Arduino

Распиновка Arduino Uno – Схема

«Распиновка платы ARDUINO и ATMega328PU» от pighixxx находится под лицензией Creative Commons Attribution-Share Alike 4.0 International

Распиновка Arduino Uno – блок питания

Есть 3 способа питания Arduino Uno:

  • Barrel Jack – Разъем Barrel или разъем питания постоянного тока можно использовать для питания платы Arduino . Домкрат для бочек обычно подключается к настенному адаптеру. Плата может питаться от 5-20 вольт, но производитель рекомендует поддерживать его в пределах 7-12 вольт. При напряжении выше 12 вольт регуляторы могут перегреться, а при напряжении ниже 7 вольт может оказаться недостаточно.
  • Вывод VIN – Этот вывод используется для питания платы Arduino Uno от внешнего источника питания. Напряжение должно быть в указанном выше диапазоне.
  • Кабель USB – при подключении к компьютеру выдает 5 вольт при 500 мА.

Между плюсом цилиндрического гнезда и выводом VIN имеется диод защиты полярности, рассчитанный на 1 ампер.

Источник питания, который вы используете, определяет мощность, доступную для вашей цепи.Например, питание схемы через USB ограничивает вас до 500 мА. Учтите, что он также используется для питания MCU, его периферийных устройств, встроенных регуляторов и подключенных к нему компонентов. При питании вашей схемы через гнездо или VIN максимальная доступная мощность определяется регуляторами на 5 и 3,3 вольта на борту Arduino.

Они обеспечивают регулируемое напряжение 5 и 3,3 В для питания внешних компонентов в соответствии со спецификациями производителя.

В распиновке Arduino Uno вы можете найти 5 контактов GND, которые все соединены между собой.

Контакты GND используются для замыкания электрической цепи и обеспечения общего логического опорного уровня во всей вашей цепи. Всегда проверяйте, что все GND (Arduino, периферийные устройства и компоненты) подключены друг к другу и имеют общую землю.

  • RESET – сбрасывает Arduino
  • IOREF – Этот вывод является эталоном ввода / вывода. Он обеспечивает опорное напряжение, с которым работает микроконтроллер.

Распиновка Arduino Uno – аналоговый вход

Arduino Uno имеет 6 аналоговых контактов , которые используют АЦП (аналого-цифровой преобразователь).

Эти контакты служат аналоговыми входами, но могут также работать как цифровые входы или цифровые выходы.

Аналого-цифровое преобразование

ADC означает аналого-цифровой преобразователь. АЦП – это электронная схема, используемая для преобразования аналоговых сигналов в цифровые. Это цифровое представление аналоговых сигналов позволяет процессору (который является цифровым устройством) измерять аналоговый сигнал и использовать его в своей работе.

Контакты Arduino A0-A5 могут считывать аналоговые напряжения.В Arduino АЦП имеет 10-битное разрешение, что означает, что он может представлять аналоговое напряжение с помощью 1024 цифровых уровней. АЦП преобразует напряжение в биты, понятные микропроцессору.

Одним из распространенных примеров ADC является передача голоса по IP (VoIP). В каждом смартфоне есть микрофон, который преобразует звуковые волны (голос) в аналоговое напряжение. Он проходит через АЦП устройства, преобразуется в цифровые данные, которые передаются принимающей стороне через Интернет.

Распиновка Arduino Uno – цифровые выводы

Контакты 0-13 Arduino Uno служат в качестве цифровых выводов ввода / вывода.

Контакт 13 Arduino Uno подключен к встроенному светодиоду.

В Arduino Uno контакты 3,5,6,9,10,11 имеют возможность ШИМ.

Важно отметить, что:

● Каждый вывод может обеспечивать / принимать до 40 мА макс. Но рекомендуемый ток – 20 мА.

● Абсолютный максимальный ток, подаваемый (или падающий) со всех контактов вместе, составляет 200 мА

Что означает цифра?

Цифровой – это способ представления напряжения в 1 бите: 0 или 1.Цифровые контакты на Arduino – это контакты, предназначенные для настройки в качестве входов или выходов в соответствии с потребностями пользователя. Цифровые контакты либо включены, либо выключены. Когда они включены, они находятся в состоянии ВЫСОКОГО напряжения 5 В, а когда выключены, они находятся в состоянии НИЗКОГО напряжения 0 В.

На Arduino, когда цифровые выводы настроены как выход , они установлены на 0 или 5 вольт.

Когда цифровые выводы настроены как вход , на напряжение подается от внешнего устройства. Это напряжение может варьироваться от 0 до 5 вольт, которое преобразуется в цифровое представление (0 или 1).Для определения этого существует 2 порога:

● Ниже 0,8 В – считается как 0.

● Выше 2 В – считается как 1.

При подключении компонента к цифровому выводу убедитесь, что логические уровни совпадают. Если напряжение находится между пороговыми значениями, возвращаемое значение будет неопределенным.

Что такое ШИМ?

В общем случае широтно-импульсная модуляция (ШИМ) – это метод модуляции, используемый для кодирования сообщения в импульсный сигнал. ШИМ состоит из двух ключевых компонентов: частоты и рабочего цикла .Частота ШИМ определяет, сколько времени требуется для завершения одного цикла (периода) и как быстро сигнал колеблется от высокого к низкому. Рабочий цикл определяет, как долго сигнал остается на высоком уровне из общего периода. Рабочий цикл представлен в процентах.

В Arduino контакты с включенным ШИМ генерируют постоянную частоту ~ 500 Гц, в то время как рабочий цикл изменяется в соответствии с параметрами, установленными пользователем. См. Следующий рисунок:

Сигналы

ШИМ используются для управления скоростью двигателей постоянного тока, затемнения светодиодов и т. Д.

Протоколы связи

Последовательный (TTL) – Цифровые выводы 0 и 1 являются последовательными выводами Arduino Uno.

Используются встроенным USB-модулем.

Что такое последовательная связь?

Последовательная связь используется для обмена данными между платой Arduino и другим последовательным устройством, например компьютерами, дисплеями, датчиками и т. Д. Каждая плата Arduino имеет как минимум один последовательный порт. Последовательная связь осуществляется через цифровые контакты 0 (RX) и 1 (TX), а также через USB.Arduino также поддерживает последовательную связь через цифровые контакты с помощью SoftwareSerial Library. Это позволяет пользователю подключать несколько последовательных устройств и оставлять основной последовательный порт доступным для USB.

Программный последовательный и аппаратный последовательный – Большинство микроконтроллеров имеют оборудование, предназначенное для связи с другими последовательными устройствами. Программные последовательные порты используют систему прерывания смены контактов для связи. Имеется встроенная библиотека для последовательной связи программного обеспечения. Программный последовательный порт используется процессором для имитации дополнительных последовательных портов.Единственный недостаток программного последовательного порта заключается в том, что он требует большей обработки и не может поддерживать такие же высокие скорости, как аппаратный последовательный порт.

SPI – Контакты SS / SCK / MISO / MOSI являются выделенными контактами для связи SPI. Их можно найти на цифровых контактах 10-13 Arduino Uno и на заголовках ICSP.

Что такое SPI?

Последовательный периферийный интерфейс (SPI) – это протокол последовательной передачи данных, используемый микроконтроллерами для связи с одним или несколькими внешними устройствами в соединении, подобном шине.SPI также можно использовать для подключения 2 микроконтроллеров. На шине SPI всегда есть одно устройство, которое обозначается как ведущее устройство, а все остальные – как ведомые. В большинстве случаев главным устройством является микроконтроллер. Вывод SS (выбор ведомого) определяет, с каким устройством ведущий в настоящее время обменивается данными.

Устройства с поддержкой SPI всегда имеют следующие контакты:

  • MISO (Master In Slave Out) – линия для отправки данных на ведущее устройство
  • MOSI (Master Out Slave In) – ведущая линия для отправки данных на периферийные устройства
  • SCK (последовательные часы) – тактовый сигнал, генерируемый ведущим устройством для синхронизации передачи данных.

I2C – Контакты SCL / SDA – это выделенные контакты для связи I2C. На Arduino Uno они находятся на аналоговых выводах A4 и A5.

Что такое I2C?

I2C – это протокол связи, обычно называемый «шиной I2C». Протокол I2C был разработан для обеспечения связи между компонентами на одной печатной плате. С I2C есть 2 провода, называемые SCL и SDA.

  • SCL – это линия синхронизации, которая предназначена для синхронизации передачи данных.
  • SDA – линия, используемая для передачи данных.

Каждое устройство на шине I2C имеет уникальный адрес, к одной шине можно подключить до 255 устройств.

Ареф – Опорное напряжение для аналоговых входов.

Прерывание – INT0 и INT1. Arduino Uno имеет два внешних контакта прерывания.

Внешнее прерывание – Внешнее прерывание – это системное прерывание, которое возникает при наличии внешнего вмешательства. Помехи могут исходить от пользователя или других аппаратных устройств в сети.Обычно эти прерывания используются в Arduino: считывание частоты прямоугольной волны, генерируемой кодировщиками, или пробуждение процессора при внешнем событии.

Arduino имеет две формы прерывания:

На ATmega168 / 328 есть два внешних вывода прерывания, которые называются INT0 и INT1. как INT0, так и INT1 отображаются на выводы 2 и 3. Напротив, прерывания смены вывода могут быть активированы на любом из выводов.

Распиновка Arduino Uno – заголовок ICSP

ICSP означает внутрисхемное последовательное программирование.Название произошло от заголовков внутрисистемного программирования (ISP). Такие производители, как Atmel, которые работают с Arduino, разработали свои собственные заголовки для последовательного программирования внутри схемы. Эти контакты позволяют пользователю программировать прошивку плат Arduino. На плате Arduino имеется шесть выводов ICSP, которые можно подключить к программатору с помощью кабеля для программирования.

Знайте свою распиновку

Микроконтроллер Arduino Uno – одна из самых универсальных плат на рынке сегодня, поэтому мы решили сосредоточиться на ней в этом руководстве.Это руководство отображает большинство его возможностей, но есть и более продвинутые параметры, которые мы не рассматривали в этом посте.

При выборе платы для своего проекта важно знать ее возможности и ограничения. Также важно понимать различные протоколы связи, которые использует плата. Конечно, вам не нужно запоминать всю эту информацию, вы всегда можете вернуться к этому сообщению и прочитать соответствующую информацию для вас (кстати, сейчас хорошее время, чтобы добавить в закладки этот пост).

Запустите свою схему Arduino

Если у вас есть какие-либо комментарии или вопросы, вы можете написать их ниже и, конечно, не стесняйтесь поделиться этим постом со своими друзьями, любящими Arduino

= D

Arduino Uno Rev3 | Официальный магазин Arduino

Программирование

Arduino Uno можно программировать с помощью (программного обеспечения Arduino (IDE)). Выберите «Arduino Uno» в меню «Инструменты»> «Плата» (в соответствии с микроконтроллером на вашей плате).Подробнее см. В справочнике и в руководствах.

ATmega328 на Arduino Uno поставляется с предварительно запрограммированным загрузчиком, который позволяет загружать в него новый код без использования внешнего аппаратного программатора. Он взаимодействует с использованием оригинального протокола STK500 (ссылка, файлы заголовков C).

Вы также можете обойти загрузчик и запрограммировать микроконтроллер через заголовок ICSP (внутрисхемное последовательное программирование), используя Arduino ISP или аналогичный; подробности см. в этих инструкциях.

Исходный код прошивки ATmega16U2 (или 8U2 на платах rev1 и rev2) доступен в репозитории Arduino. В ATmega16U2 / 8U2 загружен загрузчик DFU, который можно активировать с помощью:

  • На платах Rev1: подключите паяльную перемычку на задней стороне платы (рядом с картой Италии), а затем снова установите 8U2.
  • На платах Rev2 или более поздних версий: имеется резистор, который соединяет линию 8U2 / 16U2 HWB с землей, что упрощает переход в режим DFU.

Затем вы можете использовать программное обеспечение Atmel FLIP (Windows) или программатор DFU (Mac OS X и Linux) для загрузки новой прошивки.Или вы можете использовать заголовок ISP с внешним программатором (перезаписав загрузчик DFU). См. Этот пользовательский учебник для получения дополнительной информации.

Предупреждения

Arduino Uno имеет сбрасываемый предохранитель, который защищает USB-порты вашего компьютера от короткого замыкания и перегрузки по току. Хотя большинство компьютеров имеют собственную внутреннюю защиту, предохранитель обеспечивает дополнительный уровень защиты. Если на порт USB подается ток более 500 мА, предохранитель автоматически разрывает соединение, пока не будет устранено короткое замыкание или перегрузка.

Отличия от других плат

Uno отличается от всех предыдущих плат тем, что не использует микросхему драйвера FTDI USB-to-serial. Вместо этого он оснащен Atmega16U2 (Atmega8U2 до версии R2), запрограммированным как преобразователь USB-to-serial.

Мощность

Плата Arduino Uno может получать питание через USB-соединение или от внешнего источника питания. Источник питания выбирается автоматически.

Внешнее (не USB) питание может поступать либо от адаптера переменного тока в постоянный (бородавка), либо от батареи.Адаптер можно подключить, вставив центрально-положительный штекер 2,1 мм в разъем питания на плате. Выводы от аккумулятора можно вставить в контактные разъемы GND и Vin разъема POWER.

Плата может работать от внешнего источника питания от 6 до 20 вольт. Однако при питании менее 7 В на вывод 5 В может подаваться менее пяти вольт, и плата может работать нестабильно. При использовании более 12 В регулятор напряжения может перегреться и повредить плату. Рекомендуемый диапазон от 7 до 12 вольт.

Выводы питания следующие:

  • Вин. Входное напряжение на плату Arduino при использовании внешнего источника питания (в отличие от 5 вольт от USB-соединения или другого регулируемого источника питания). Вы можете подавать напряжение через этот контакт или, если подаете напряжение через разъем питания, получить доступ к нему через этот контакт.
  • 5V. Этот вывод выводит стабилизированное напряжение 5V от регулятора на плате. Плата может получать питание от разъема постоянного тока (7-12 В), USB-разъема (5 В) или от контакта VIN платы (7-12 В).Подача напряжения через контакты 5 В или 3,3 В обходит регулятор и может повредить вашу плату. Мы этого не советуем.
  • 3В3. Питание 3,3 В, генерируемое бортовым регулятором. Максимальный потребляемый ток составляет 50 мА.
  • GND. Контакты заземления.
  • IOREF. Этот вывод на плате Arduino обеспечивает опорное напряжение, с которым работает микроконтроллер. Правильно настроенный экран может считывать напряжение на выводе IOREF и выбирать соответствующий источник питания или разрешать трансляторам напряжения на выходах работать с 5 В или 3.3В.

Память

ATmega328 имеет 32 КБ (0,5 КБ занято загрузчиком). Он также имеет 2 КБ SRAM и 1 КБ EEPROM (которые можно читать и записывать с помощью библиотеки EEPROM).

Вход и выход

См. Отображение между выводами Arduino и портами ATmega328P. Отображение для Atmega8, 168 и 328 идентично.

ПИН-код ATmega328P

Каждый из 14 цифровых контактов Uno может использоваться как вход или выход, используя функции pinMode (), digitalWrite () и digitalRead ().Они работают на 5 вольт. Каждый вывод может обеспечивать или принимать 20 мА в соответствии с рекомендуемыми рабочими условиями и имеет внутренний подтягивающий резистор (отключен по умолчанию) на 20-50 кОм. Максимальное значение 40 мА – это значение, которое нельзя превышать на любом выводе ввода / вывода, чтобы избежать необратимого повреждения микроконтроллера.

Кроме того, некоторые контакты имеют специализированные функции:

  • Последовательный: 0 (RX) и 1 (TX). Используется для приема (RX) и передачи (TX) последовательных данных TTL. Эти контакты подключаются к соответствующим контактам микросхемы ATmega8U2 USB-to-TTL Serial.
  • Внешние прерывания: 2 и 3. Эти выводы могут быть настроены на запуск прерывания при низком значении, нарастающем или спадающем фронте или изменении значения. Подробнее см. Функцию attachInterrupt ().
  • PWM: 3, 5, 6, 9, 10 и 11. Обеспечьте 8-битный вывод PWM с помощью функции analogWrite ().
  • SPI: 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Эти контакты поддерживают связь SPI с использованием библиотеки SPI.
  • Светодиод
  • : 13. Имеется встроенный светодиод, управляемый цифровым выводом 13.Когда на выводе установлено ВЫСОКОЕ значение, светодиод горит, когда на выводе низкий уровень – он выключен.
  • TWI: контакт A4 или SDA и контакт A5 или SCL. Поддержите связь TWI с помощью библиотеки Wire.

Uno имеет 6 аналоговых входов, обозначенных от A0 до A5, каждый из которых обеспечивает разрешение 10 бит (т.е. 1024 различных значения). По умолчанию они измеряют от земли до 5 вольт, хотя можно изменить верхний предел их диапазона с помощью вывода AREF и функции analogReference (). На плате есть еще пара контактов:

  • AREF.Опорное напряжение для аналоговых входов. Используется с analogReference ().
  • Сброс. Установите в этой строке НИЗКИЙ уровень, чтобы сбросить микроконтроллер. Обычно используется для добавления кнопки сброса к щитам, которые блокируют кнопку на плате.

Связь

Arduino Uno имеет ряд средств для связи с компьютером, другой платой Arduino или другими микроконтроллерами. ATmega328 обеспечивает последовательную связь UART TTL (5 В), которая доступна на цифровых выводах 0 (RX) и 1 (TX).ATmega16U2 на плате передает эту последовательную связь через USB и отображается как виртуальный COM-порт для программного обеспечения на компьютере. В прошивке 16U2 используются стандартные драйверы USB COM, и внешний драйвер не требуется. Однако в Windows требуется файл .inf. Программное обеспечение Arduino (IDE) включает последовательный монитор, который позволяет отправлять простые текстовые данные на плату и с нее. Светодиоды RX и TX на плате будут мигать, когда данные передаются через микросхему USB-to-serial и USB-соединение с компьютером (но не для последовательной связи на контактах 0 и 1).

Библиотека SoftwareSerial обеспечивает последовательную связь на любом из цифровых выводов Uno.

ATmega328 также поддерживает связь I2C (TWI) и SPI. Программное обеспечение Arduino (IDE) включает библиотеку Wire для упрощения использования шины I2C; подробности см. в документации. Для связи по SPI используйте библиотеку SPI.

Автоматический (программный) сброс

Вместо того, чтобы требовать физического нажатия кнопки сброса перед загрузкой, плата Arduino Uno спроектирована таким образом, чтобы ее можно было сбросить с помощью программного обеспечения, запущенного на подключенном компьютере.Одна из линий аппаратного управления потоком (DTR) ATmega8U2 / 16U2 подключена к линии сброса ATmega328 через конденсатор емкостью 100 нанофарад. Когда эта линия утверждается (принимает низкий уровень), линия сброса опускается достаточно долго, чтобы сбросить микросхему. Программное обеспечение Arduino (IDE) использует эту возможность, чтобы вы могли загружать код, просто нажимая кнопку загрузки на панели инструментов интерфейса. Это означает, что у загрузчика может быть более короткий тайм-аут, так как снижение DTR может быть хорошо согласовано с началом загрузки.

Эта установка имеет и другие последствия. Когда Uno подключен к компьютеру под управлением Mac OS X или Linux, он сбрасывается каждый раз, когда к нему подключается программное обеспечение (через USB). Следующие полсекунды загрузчик работает на Uno. Хотя он запрограммирован на игнорирование искаженных данных (то есть чего-либо, кроме загрузки нового кода), он будет перехватывать первые несколько байтов данных, отправленных на плату после открытия соединения. Если скетч, запущенный на плате, получает однократную конфигурацию или другие данные при первом запуске, убедитесь, что программное обеспечение, с которым он взаимодействует, ждет секунду после открытия соединения и перед отправкой этих данных.

Плата Uno содержит дорожку, которую можно обрезать, чтобы отключить автосброс. Контактные площадки по обе стороны от дорожки можно спаять вместе, чтобы снова включить ее. Он помечен как «RESET-EN». Вы также можете отключить автоматический сброс, подключив резистор 110 Ом от 5 В к линии сброса; подробности см. в этой ветке форума.

Редакции

Плата

Revision 3 имеет следующие новые функции:

Распиновка
  • 1.0: добавлены выводы SDA и SCL, которые находятся рядом с выводом AREF, и два других новых вывода, размещенных рядом с выводом RESET, IOREF, которые позволяют экранам адаптироваться к напряжению, подаваемому с платы.В будущем экраны будут совместимы как с платой, использующей AVR, которая работает с напряжением 5 В, так и с Arduino Due, которая работает с напряжением 3,3 В. Второй вывод – неподключенный, он зарезервирован для использования в будущем.
  • Более сильная цепь сброса.
  • Atmega 16U2 заменяет 8U2.

Arduino – плата

Ссылка Язык | Библиотеки | Сравнение | Изменения

Введение в плату Arduino

Если смотреть на доску сверху вниз, это контур того, что вы увидите (части доски, с которыми вы могли бы взаимодействовать в ходе обычного использования, выделены):

Начиная с верхнего центра по часовой стрелке:

  • Аналоговый опорный контакт (оранжевый)
  • Цифровая земля (светло-зеленый)
  • Цифровые контакты 2-13 (зеленый)
  • Цифровые контакты 0-1 / Последовательный вход / выход – TX / RX (темно-зеленый) – Эти контакты нельзя использовать для цифрового ввода-вывода ( digitalRead и digitalWrite ), если вы также используете последовательную связь (e .г. Серийный. Начало ) .
  • Кнопка сброса – S1 (темно-синий)
  • Внутрисхемный последовательный программатор (сине-зеленый)
  • Аналоговые входные контакты 0-5 (голубой)
  • Контакты питания и заземления (питание: оранжевый, заземление: светло-оранжевый)
  • Вход внешнего источника питания (9-12 В постоянного тока) – X1 (розовый)
  • Переключает внешнее питание и USB-питание (поместите перемычку на два контакта, ближайших к желаемому источнику питания) – SV1 (фиолетовый)
  • USB (используется для загрузки эскизов на плату и для последовательной связи между платой и компьютером; может использоваться для питания платы) (желтый)

Микроконтроллеры

ATmega328P (используется на самых последних платах)

Цифровые выводы ввода / вывода 14 (из которых 6 обеспечивают вывод ШИМ)
Выводы аналогового ввода 6 (DIP) или 8 (SMD)
Постоянный ток на вывод ввода / вывода 40 мА
Флэш-память 32 КБ
SRAM 2 КБ
EEPROM 1 КБ

(техническое описание)

ATmega168 (используется на большинстве Arduino Diecimila и ранних Duemilanove)

Цифровые выводы ввода / вывода 14 (из которых 6 обеспечивают вывод ШИМ)
Выводы аналогового ввода 6 (DIP) или 8 (SMD)
Постоянный ток на вывод ввода / вывода 40 мА
Флэш-память 16 КБ
SRAM 1 КБ
EEPROM 512 байт

(таблица данных)

ATmega8 (используется на некоторых старых платах)

Цифровые выводы ввода / вывода 14 (из которых 3 обеспечивают вывод ШИМ)
Выводы аналогового ввода 6
Постоянный ток на каждый вывод ввода / вывода 40 мА
Флэш-память 8 КБ
SRAM 1 КБ
EEPROM 512 байт

(таблица данных)

Цифровые контакты

В дополнение к конкретным функциям, перечисленным ниже, цифровые выводы на плате Arduino могут использоваться для ввода и вывода общего назначения с помощью команд pinMode (), digitalRead () и digitalWrite ().Каждый вывод имеет внутренний подтягивающий резистор, который можно включать и выключать с помощью digitalWrite () (со значением HIGH или LOW соответственно), когда вывод настроен как вход. Максимальный ток на вывод составляет 40 мА.

  • Последовательный: 0 (RX) и 1 (TX). Используется для приема (RX) и передачи (TX) последовательных данных TTL. На Arduino Diecimila эти контакты подключены к соответствующим контактам микросхемы FTDI USB-to-TTL Serial. На Arduino BT они подключены к соответствующим контактам модуля Bluetooth WT11.На Arduino Mini и LilyPad Arduino они предназначены для использования с внешним последовательным модулем TTL (например, адаптером Mini-USB).
  • Внешние прерывания: 2 и 3. Эти выводы могут быть сконфигурированы для запуска прерывания при низком значении, нарастающем или спадающем фронте или изменении значения. Подробнее см. Функцию attachInterrupt ().
  • ШИМ: 3, 5, 6, 9, 10 и 11. Обеспечивает 8-битный выход ШИМ с помощью функции analogWrite (). На платах с ATmega8 выход ШИМ доступен только на контактах 9, 10 и 11.
  • BT Reset: 7. (только для Arduino BT) Подключен к линии сброса модуля bluetooth.
  • SPI: 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Эти контакты поддерживают связь SPI, которая, хотя и обеспечивается базовым оборудованием, в настоящее время не включена в язык Arduino.
  • Светодиод: 13. На Diecimila и LilyPad есть встроенный светодиод, подключенный к цифровому контакту 13. Когда на контакте установлено ВЫСОКОЕ значение, светодиод горит, когда на контакте низкий уровень, он выключен.

Аналоговые выводы

В дополнение к определенным функциям, перечисленным ниже, выводы аналогового входа поддерживают 10-битное аналого-цифровое преобразование (АЦП) с помощью функции analogRead (). Большинство аналоговых входов также могут использоваться как цифровые контакты: аналоговый вход 0 как цифровой контакт 14, аналоговый вход 5 как цифровой контакт 19. Аналоговые входы 6 и 7 (присутствующие на Mini и BT) не могут использоваться как цифровые контакты.

  • I 2 C: 4 (SDA) и 5 ​​(SCL). Поддержка связи I 2 C (TWI) с использованием библиотеки Wire (документация на веб-сайте Wiring).

Выводы питания

  • VIN (иногда обозначается как «9V»). Входное напряжение на плату Arduino при использовании внешнего источника питания (в отличие от 5 вольт от USB-соединения или другого регулируемого источника питания). Вы можете подавать напряжение через этот контакт или, если подаете напряжение через разъем питания, получить доступ к нему через этот контакт. Обратите внимание, что разные платы принимают разные диапазоны входных напряжений, см. Документацию к вашей плате. Также обратите внимание, что LilyPad не имеет вывода VIN и принимает только регулируемый ввод.
  • 5В. Регулируемый источник питания, используемый для питания микроконтроллера и других компонентов на плате. Он может поступать либо от VIN через встроенный регулятор, либо от USB или другого регулируемого источника питания 5 В.
  • 3В3. (только для Diecimila) Источник питания 3,3 В, генерируемый встроенной микросхемой FTDI.
  • ЗЕМЛЯ. Штыри заземления.

Другие штифты

  • ОБЛАСТЬ. Опорное напряжение для аналоговых входов.Используется с analogReference ().
  • Сброс. (только для Diecimila) Установите в этой строке НИЗКИЙ уровень для сброса микроконтроллера. Обычно используется для добавления кнопки сброса к щитам, которые блокируют кнопку на плате.

Справочная страница

Исправления, предложения и новую документацию следует размещать на форуме.

Текст ссылки на Arduino находится под лицензией Лицензия Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0. Примеры кода в справочнике переданы в общественное достояние.

Arduino UNO Распиновка, схема контактов, технические характеристики и особенности в деталях

Arduino Uno – это плата микроконтроллера с открытым исходным кодом, которая основана на микроконтроллере Microchip ATmega328P (для Arduino UNO R3) или Microchip ATmega4809 (для Arduino UNO WIFI R2) от Atmel и была первой платой с питанием от USB, разработанной Arduino. Распиновка и спецификации Arduino UNO на базе Atmega 328P подробно описаны в этом посте.

И Atmega328, и ATmega4809 имеют встроенный загрузчик, что позволяет очень удобно прошивать плату нашим кодом.Как и все платы Arduino, мы можем программировать программное обеспечение, работающее на плате, используя язык, полученный из C и C ++. Самая простая среда разработки – это IDE Arduino.

Arduino UNO R3 Передняя сторона

Arduino UNO R3 Backside

Он состоит из 6 аналоговых входов , 14 цифровых входов / выходов (из которых 6 могут использоваться как выходы ШИМ), керамического кристаллического резонатора 16 МГц , порта USB-B , заголовок ICSP , разъем питания и кнопка сброса.

Распиновка и схема контактов Arduino UNO:

На рисунке ниже показана распиновка / схема контактов Arduino UNO:

Распиновка Arduino UNO

Регулятор, осциллятор и кнопка сброса: Регулятор, осциллятор и кнопка сброса

Регулятор напряжения – Регулятор напряжения преобразует входное напряжение в 5 В. В основном стабилизатор напряжения используется для контроля уровня напряжения на плате Arduino.Даже при колебаниях входного напряжения питания регулятора выходное напряжение остается постоянным и составляет около 5 вольт.

Кварцевый осциллятор – Кварцевый осциллятор имеет частоту 16 МГц, которая обеспечивает тактовый сигнал на микроконтроллер. Он обеспечивает основной тайминг и контроль для платы.

Кнопка RESET – Используется для перезагрузки платы. Рекомендуется нажимать эту кнопку каждый раз, когда мы выводим код на плату.

Распиновка блока питания Arduino UNO: Разъем Barrel, порт USB и Vin Pin

Разъем Barrel – Разъем Barrel или разъем питания постоянного тока используется для питания платы Arduino от внешнего источника питания.Домкрат для бочек обычно подключается к переходнику. Плата может питаться от адаптера, который находится в диапазоне от 5 до 20 вольт, но производитель рекомендует поддерживать его в диапазоне 7-12 вольт.

Примечание: При напряжении выше 12 В плата может перегреваться, ниже 7 В напряжение может быть недостаточным для питания платы.

Порт USB B– Интерфейс USB используется для подключения кабеля USB. Этот порт можно использовать для питания устройства от источника питания 5 В. Это позволяет нам подключить плату к компьютеру.Программа загружается на плату последовательно с компьютера через USB-кабель.

В в Это модулированное напряжение питания постоянного тока, которое используется для регулирования ИС, используемых в соединении. Это также называется первичным напряжением для микросхем, присутствующих на плате Arduino. Значение напряжения Vcc может быть отрицательным или положительным для вывода GND.

Контакты I2C на схеме контактов Arduino UNO: Контакты I2C на Arduino UNO

Контакты I2C на Arduino UNO

I2C – это протокол двухпроводной последовательной связи.Это расшифровывается как Inter-Integrated Circuits. I2C использует две линии для отправки и приема данных: вывод последовательного тактового сигнала (SCL) и вывод последовательных данных (SDA) (SDA).

  • SCL – обозначает Serial Clock . Это вывод или линия, по которой передаются данные часов. Он используется для синхронизации передачи данных между двумя устройствами (ведущим и ведомым). Последовательные часы генерируются ведущим устройством.
  • SDA – обозначает Serial Data .Он определяется как линия, используемая ведомым и главным устройством для отправки и получения данных. Вот почему он называется линией данных , , а SCL – линией синхронизации.

Контакты SPI на схеме контактов Arduino UNO: Контакты SPI на Arduino UNO

SPI означает Serial Peripheral Interface . Он используется микроконтроллерами для быстрой связи с одним или несколькими периферийными устройствами.

  • SCK- Это означает Serial Clock .Это тактовые импульсы, которые используются для синхронизации передачи данных.
  • MISO- Это означает Master Input / Slave Output . Эта линия данных на выводе MISO используется для получения данных от ведомого устройства.
  • MOSI- Это означает Master Output / Slave Input . Эта линия используется для отправки данных на периферийные устройства.
  • SS- Это означает Slave Select . Эта строчка используется мастером. Он действует как разрешающая линия.Когда значение вывода Slave Select устройства LOW, оно может обмениваться данными с мастером. Если значение HIGH, мастер игнорирует. Это позволяет нам иметь несколько периферийных устройств SPI, совместно использующих одни и те же линии MISO, MOSI и CLK.

Внешние прерывания (2 и 3) – Эти выводы могут использоваться для запуска прерывания при низком значении, нарастающем или спадающем фронте или изменении значения.

TXD и RXD Контакты -TXD и RXD используются для последовательной связи. TXD используется для передачи данных, а RXD используется для приема данных.Он также представляет собой успешный поток данных.

Контакты ICSP: Контакты ICSP на Arduino UNO

Это означает внутрисхемное последовательное программирование . Мы можем использовать эти контакты для программирования прошивки платы Arduino. Изменения прошивки с новыми функциями отправляются в микроконтроллер с помощью заголовка ICSP.

Заголовок ICSP состоит из 6 контактов.

Заголовок ICSP

Распиновка Arduino Uno – Аналоговые выводы: Аналоговые выводы на Arduino UNO

Arduino Uno состоит из 6 аналоговых выводов , которые используют АЦП (аналого-цифровой преобразователь).Эти контакты могут служить аналоговыми входами, но также могут функционировать как цифровые входы или цифровые выходы. Эти выводы принимают входные данные в виде аналоговых сигналов и возвращают значения в диапазоне от 0 до 1023 (поскольку Arduino Uno имеет 10-битный аналого-цифровой преобразователь или 2 10 с разрешением ).

Аналого-цифровой преобразователь работает в три этапа: дискретизация, квантование и оцифровка. Поскольку Arduino работает в диапазоне 0–5 вольт, размер шага устройства составляет 5/1023 = 0.00488 В или 4,88 мВ .

Таким образом, мы можем интерпретировать входное напряжение 4,88 мВ на любой из аналоговых выводов как 1, 9,77 мВ как 2 и так далее до 5 В как 1023. Все, что ниже 4,88 мВ, считается 0, а выше 4,99 В как 1023.

Цифровые контакты: Цифровые выводы на Arduino UNO

На плате Arduino UNO выводы 0-13 являются выводами цифрового ввода / вывода.

Цифровые выводы Arduino могут считывать только два состояния: когда есть сигнал напряжения и когда нет сигнала.Этот тип входа обычно называется цифровым (или двоичным), и эти состояния обозначаются как ВЫСОКИЙ и НИЗКИЙ или 1 и 0.

LED (13): На плате есть встроенный светодиод, подключенный к цифровому выводу 13. Когда этот вывод HIGH или 1, светодиод включен, когда вывод LOW или 0, он выключен. .

Контакты PWM: Выводы ШИМ Arduino UNO

Если вы присмотритесь, вы найдете символ «~» на цифровом выводе 3,5,6,9,10 и 11 .Эти контакты имеют дополнительную функцию, называемую ШИМ. Следовательно, эти контакты называются выводами ШИМ.

PWM означает «широтно-импульсная модуляция». Это означает, что аналоговое значение модулируется цифровым сигналом. Предположим, вы хотите, чтобы двигатель постоянного тока работал при определенном аналоговом напряжении от 0 до 5 В. Это невозможно, потому что плата Arduino основана на MOSFET.

Форма волны ШИМ с рабочим циклом

Таким образом, для достижения желаемого выходного сигнала мы можем только имитировать аналоговый сигнал, очень быстро включая и выключая наш выход.Таким образом, ШИМ может только имитировать и моделировать эффекты чистого аналогового сигнала, он никогда не может выполнять чисто цифро-аналоговое преобразование (которое обычно требует некоторых активных компонентов, таких как конденсаторы и катушки индуктивности).

Другие контакты на Arduino UNO: Другие контакты

GND (Контакты заземления) : На плате имеется 5 контактов заземления.

СБРОС – Используйте для сброса платы Arduino. Если на этот вывод подается 5 В, плата автоматически сбрасывается

Опорное напряжение ввода / вывода (IOREF) – Этот вывод является опорным напряжением ввода / вывода.Он обеспечивает опорное напряжение, при котором микроконтроллер работает в настоящий момент. Посылка сигнала на этот вывод ничего не делает.

3,3 В и 5 В: Эти контакты обеспечивают регулируемые 5 В и 3,3 В соответственно для внешних компонентов, подключенных к плате.

Технические характеристики Arduino UNO:
  • Микроконтроллер: ATmega328p
  • Рабочее напряжение: 5 В
  • Входное напряжение (рекомендуемое): 7-12 В
  • Входное напряжение (пределы): 6-20В
  • Цифровые выводы ввода / вывода: 14 контактов (из которых 6 являются выводами ШИМ)
  • Аналоговые входные контакты: 6
  • Постоянный ток на контакт ввода / вывода: 40 мА
  • Постоянный ток для 3.Вывод 3 В: 50 мА
  • Флэш-память: 32 КБ (из которых 0,5 КБ занято загрузчиком)
  • SRAM: 2 КБ (ATmega328)
  • EEPROM: 1 КБ (ATmega328)
  • Тактовая частота: 16 МГц
  • Длина: 6 мм
  • Ширина: 4 мм
  • Вес: 25 г

Узнайте больше об Arduino здесь:

| Проекты Arduino для начинающих

| Программирование Arduino для начинающих

Arduino Uno Pins – Полное практическое руководство

Плата Arduino Uno имеет более 20 контактов, которые можно использовать для множества различных приложений.В этом посте я дам вам полный и практический обзор основных выводов Arduino Uno.

Если вы начинаете с Arduino или уже являетесь разработчиком программного обеспечения и хотите больше узнать о мосте между программным и аппаратным обеспечением на плате Arduino, то вы попали в нужное место!

В этом посте вы увидите:

  • Какие контакты можно использовать
  • Что с ними можно делать
  • И несколько советов о том, как подключить другие устройства к вашим контактам Arduino

Я также дам вам несколько примеров датчиков / исполнительных механизмов, которые можно использовать с каждой функцией вывода.

Этот пост посвящен плате Arduino Uno, но большинство объяснений (за исключением номеров контактов на печатной плате) также действительны для любой другой платы Arduino.

Схема выводов Arduino Uno

Вот общее визуальное описание всех контактов, которые вы можете найти на плате Arduino Uno.


Вы учитесь использовать Arduino для создания собственных проектов?

Ознакомьтесь с Arduino для начинающих и изучите его шаг за шагом.

Получите этот курс БЕСПЛАТНО на 14 дней! Просто нажмите на ссылку выше.


Поначалу это может показаться вам довольно трудным для понимания. Итак, давайте разберем каждый вид булавки, одну за другой.

Контакты заземления

Если есть одна вещь, и только одна вещь, которую вы должны помнить с землей, это: всегда соединяйте все заземления ваших цепей вместе и убедитесь, что все компоненты правильно подключены к земле.Контакты заземления на схемах часто обозначаются GND.

Заземление необходимо для платы Arduino для измерения и установки любого напряжения. По сути, напряжение – это разность потенциалов между двумя точками: здесь вы берете землю и другую точку.

Итак, если все в вашей цепи подключено к одной и той же земле, все напряжения можно сравнить, и их значение будет релевантным. Если у вас нет точек соприкосновения, что тогда означает 3,3 В? Превышает ли измеренное вами значение 5 В в другой точке вашей цепи?

Это похоже на измерение разницы в росте двух человек: если один из них стоит на ящике, то ориентир на землю не совпадает.И вы не сможете получить ценное измерение, если не поместите двух человек на один уровень.

Что ж, я не буду вдаваться в подробности, но вы понимаете суть.

Контакты питания Arduino

Питание идет 2 стороны:

  • Вам необходимо запитать плату Arduino Uno от внешнего источника
  • Вы также можете запитать некоторые компоненты, подключенные к вашей плате

Питание платы Arduino Uno

Для питания платы Arduino Uno у вас есть разные варианты.Первый – просто подключить плату Arduino к компьютеру с помощью USB-кабеля – обычно вы получаете его при заказе платы Arduino.

Вы также можете использовать разъем питания постоянного тока для питания платы Arduino с напряжением 7–12 В. Если вы используете серводвигатели для хобби с питанием от Arduino, вы можете использовать разъем питания постоянного тока. Мощность от USB-кабеля ниже. Он отлично подходит для связи между вашей платой и вашим компьютером (или другими платами Arduino), но может быть недостаточным для питания некоторых реальных двигателей.

Итак, у вас уже есть 2 способа питания вашей платы Arduino Uno. Теперь, если вы посмотрите на выводы питания на схеме, вы увидите вывод Vin.

Вы можете использовать этот вывод для подачи на плату напряжения 7–12 В. Очень практично, когда вам нужно использовать внешний источник питания и подключить его напрямую к плате. И, как вы можете догадаться, если вы используете Vin, вам также необходимо правильно использовать землю, подключив ее к земле внешнего источника питания.

Обратите внимание, что разъемы питания USB и постоянного тока уже имеют заземление и подключаются ко всему, что вы к ним подключаете.Фактически, металлическая часть, которой вы можете коснуться вокруг USB-разъема, напрямую связана с землей!

Питание компонентов от контактов питания Arduino Uno

Как вы могли догадаться, всякий раз, когда вы подключаете внешний компонент к плате Arduino Uno, вам нужно сначала подключить его к земле.

Затем вы можете использовать несколько разных контактов для включения. Среди них выводы питания 3,3 В и 5 В.

Примечание – это важно – что Arduino Uno работает под 5V .Поэтому обязательно запомните каждый выходной контакт, который мы увидим в этой публикации. Если вы подключите компонент 3,3 В к источнику питания 5 В, вы можете повредить компонент.

Этому есть 2 альтернативы: использовать источник питания 3,3 В от Arduino (встроенный мост напряжения) или использовать 5 В с переключателем уровня напряжения. Вы можете легко подключить 3,3 В к компоненту 5 В при условии, что вы преобразуете напряжение между ними, используя резисторы или непосредственно компонент сдвига уровня.

Цифровые контакты Arduino

На плате Arduino Uno можно найти 14 цифровых контактов.Они легко узнаваемы, от 0 до 13 на плате.

Чтение / запись на цифровых выводах

Вы будете использовать цифровые контакты для чтения данных с некоторых компонентов (датчиков) и записи данных в другие компоненты (исполнительные механизмы).

Цифровой вывод может иметь только 2 состояния: НИЗКИЙ или ВЫСОКИЙ. Вы можете рассматривать их как двоичные контакты.

LOW означает, что напряжение на выводе равно 0 В. HIGH означает Vcc, который для Arduino Uno составляет 5 В.

Прежде чем вы сможете использовать цифровой вывод, вам необходимо настроить его режим.Цифровой вывод может находиться либо в режиме ВХОДА, либо в режиме ВЫХОДА. В режиме INPUT вы будете использовать его для чтения данных. В режиме ВЫВОДА вы будете использовать его для записи данных.

После того, как вы установили режим для вывода – обычно в функции setup () вашей программы Arduino с помощью pinMode () – вы сможете читать / записывать состояние вывода с помощью digitalRead () / digitalWrite () .

Если вы установили контакт в режим INPUT, вы можете прочитать его состояние, которое будет либо HIGH, либо LOW.

При чтении любое напряжение, приложенное к выводу, ниже 0.8 В будет считаться НИЗКИМ, а любое напряжение выше 2 В будет считаться ВЫСОКИМ. Таким образом, я еще раз подчеркиваю, что вы должны правильно соединить все заземления в вашей цепи вместе, иначе Arduino Uno не сможет прочитать ценную информацию! Если вы не получаете надежных и стабильных данных, всегда сначала проверяйте землю, очень вероятно, что проблема исходит именно оттуда.

Если вы хотите перейти на более продвинутый уровень цифровых контактов, узнайте, как сделать digitalWrite () быстрее.

ШИМ

Некоторые цифровые выводы могут использоваться для записи ШИМ.

ШИМ (широтно-импульсная модуляция) – это в основном способ получить определенное напряжение (например, 4,1 В) только с состояниями ВЫСОКИЙ / НИЗКИЙ (5 В / 0 В). ШИМ создает импульс, работающий с заданной частотой – 500 Гц для Arduino Uno. Затем параметр рабочего цикла покажет, какой процент каждого импульса находится в состоянии ВЫСОКИЙ или НИЗКИЙ.

Частая смена состояний ВЫСОКИЙ / НИЗКИЙ приводит к среднему выходному напряжению. Например, при рабочем цикле 50% (50% времени HIGH, 50% времени LOW) выходное напряжение будет равно 2.5В.

Конечно, это объяснение действительно упрощено, но это все, что вам нужно знать, чтобы начать работу с Arduino PWM.

Теперь вы можете использовать ШИМ только на некоторых цифровых выводах, у которых есть «~» рядом с их номером. Контакты Arduino Uno, совместимые с PWM, – это контакты 3, 5, 6, 9, 10 и 11. Итак, у вас есть 6 контактов, на которых вы можете создать PWM, используя функцию analogWrite ().

Это может быть весьма полезно для управления некоторыми исполнительными механизмами, которые требуют точной настройки напряжения и не только включаются или выключаются.

Если мы возьмем пример светодиода, вы можете использовать функцию analogWrite () для изменения яркости светодиода.

Контакты прерывания

И… Для цифровых выводов доступен еще один функционал! Вы можете использовать некоторые из них в качестве контактов прерывания в вашей программе Arduino.

Для Arduino Uno выбор этих контактов весьма ограничен. В качестве контактов прерывания можно использовать только цифровые выводы 2 и 3.

Итак, как это работает?

Когда вы создаете программу Arduino, вы должны знать, что ваш код выполняется построчно, без возможности многопоточности.

Допустим, вы подключаете кнопку к контакту прерывания (и к земле!). В программе Arduino вы можете добавить определенную функцию, которая будет запускаться всякий раз, когда вы нажимаете кнопку. Таким образом, вместо того, чтобы постоянно считывать состояние кнопки, вы можете напрямую использовать поведение прерывания для запуска вашей функции. Думайте об этом как о push-уведомлении, как на вашем телефоне. Он сообщает вам, когда есть новый контент или конкретное действие, которое нужно выполнить. Узнайте, как использовать прерывания Arduino в своем коде.

Однако это не означает, что вы решили проблему многопоточности. Когда выполнение программы переключается на вашу функцию, вызываемую прерыванием, она также останавливает выполнение текущей программы и возвращается к ней только после завершения функции прерывания.

Если вы хотите узнать больше о том, как работать в многозадачном режиме с Arduino, ознакомьтесь с этим полным руководством по этой теме.

Аналоговые выводы Arduino

На плате Arduino Uno можно найти 6 аналоговых контактов.Вы найдете их рядом с контактами питания, и они легко узнаваемы, от A0 до A5.

Считать значение с аналогового вывода

Аналоговый вывод полезен для считывания значений, которые не могут быть просто 0 или 1. Допустим, у вас есть потенциометр и вы хотите получить процентное значение от значения потенциометра. С помощью цифрового вывода вы можете узнать, когда потенциометр находится в минимальном и максимальном положении, но ничего больше. С аналоговыми выводами у вас есть все значения между ними.

Обратите внимание, что аналоговые функции на этих контактах предназначены только для чтения.Обычно их даже называют « Аналоговые входные контакты ». Вы не можете записать аналоговое значение через эти контакты, не забывайте об этом!

Итак, как работает вывод аналогового входа?

Сначала он получает входное напряжение и считывает это напряжение. Допустим, на контакте указано 2,5 В. Затем АЦП (аналогово-цифровой преобразователь) изменит это аналоговое значение на то, что может понять ваша программа Arduino – цифровое значение.

Плата Arduino Uno имеет 10-битный АЦП.10 = 1024. Таким образом, значение, которое вы получаете при чтении данных с аналогового входа, находится в диапазоне от 0 до 1024.

Возвращаясь к нашему примеру с 2,5 В: 2,5 В составляет 50% от 5 В (Vcc). Тогда в вашей программе Arduino вы получите значение 512. Из этого значения вы можете легко отменить вычисление и получить информацию о приложенном напряжении.

Также – и поначалу это может сбивать с толку – помните, что функция analogWrite () для ШИМ доступна только для некоторых цифровых выводов, а не для аналоговых выводов вообще.

Использование аналогового вывода в качестве цифрового вывода

Даже если вы можете читать только с аналогового вывода, вы также можете использовать его как «простой» цифровой вывод. (но обратное неверно)

Если вывод может считывать любое значение от 0 до 5 В, то он сможет считывать только значения ниже 0,8 В (НИЗКИЙ) и значения выше 2 В (ВЫСОКИЙ).

Чтобы использовать аналоговый вывод в качестве цифрового вывода, вам просто нужно установить режим для вывода, как вы бы сделали для цифровых выводов в функции setup () вашей программы Arduino.Затем вы можете использовать функции digitalWrite () и digitalRead (), и они будут работать отлично.

Протоколы связи через контакты Arduino

Здесь начинается самое интересное. Протоколы связи через контакты Arduino Uno позволят вам использовать более совершенные датчики и исполнительные механизмы. Вы будете создавать более сложные и полезные приложения.

Существует 3 основных протокола связи, которые вы можете использовать с платой Arduino Uno через контакты схемы: UART, I2C и SPI.

Но… На схеме ничего не отображается!

Не паникуйте, протоколы связи используют существующие контакты в цепи.

Фактически, большинство контактов можно настроить для использования альтернативных функций, иногда до 4 альтернативных функций только для одного контакта. Но давайте будем простыми.

Контакты для UART – серийный

UART – наиболее часто используемый протокол для Arduino – по крайней мере, когда вы начинаете.

Когда вы подключаете плату Arduino Uno к компьютеру и общаетесь через последовательную библиотеку, ну … вы используете UART!

Вы также можете найти 2 необходимых контакта для UART непосредственно на плате Arduino Uno, на контактах 0 и 1: RX и TX.R означает «прием», а T – «передача». Это двунаправленная связь.

Обратите внимание, что последовательный порт, используемый USB, такой же, как тот, который используется с контактами 0 и 1. Итак, если вы хотите подключить другое устройство к контактам RX / TX вашей платы, не забудьте использовать последовательный порт через USB.

В некоторых других платах Arduino, таких как Mega, есть несколько различных доступных UART. Но для Arduino Uno у вас есть только один.

Если, однако, вы хотите использовать больше UART, вы всегда можете сделать это с помощью библиотеки SoftwareSerial.Эта библиотека позволяет использовать любые другие цифровые выводы для UART. Хотя здесь есть большая разница: «истинный» последовательный интерфейс использует аппаратную функциональность платы Arduino Uno, которая очень быстра и не потребляет много вычислительной мощности. SoftwareSerial наоборот: он компенсирует аппаратное обеспечение вычислительной мощностью. Итак, сначала начните со стандартного аппаратного UART, а затем вы увидите, нужно ли вам больше последовательных портов для вашего приложения (в этом случае я рекомендую вам переключиться на Arduino Mega, чтобы получить много аппаратных UART).

Для подключения компонента к контактам Arduino Uno и использования последовательной связи вам понадобятся 4 кабеля:

  • Один между RX компонента и TX Arduino
  • Один между TX компонента и RX Arduino
  • Если компонент не имеет внешнего питания, один кабель для его питания от контактов питания Arduino
  • А… Один для подключения земли

Если вы заинтересованы в обмене данными между платой Raspberry Pi и платой Arduino через последовательный порт, ознакомьтесь с этим руководством по последовательному интерфейсу Raspberry Pi Arduino.

Контакты для I2C

I2C – это шинный протокол с архитектурой с несколькими ведущими и несколькими ведомыми устройствами. Но для простоты – а это просто необходимо для большинства ваших приложений – давайте поговорим только о части архитектуры, состоящей из одного ведущего / нескольких ведомых устройств.

В общем, представьте себе шину данных, через которую проходят все данные. Начальник автобуса – хозяин. Теперь вы можете добавить к шине любой новый компонент, настроенный как ведомый. Также у каждого компонента есть свой идентификатор.

Ведущее устройство будет отправлять данные и запросы ведомому устройству посредством обмена данными по шине и предоставления идентификатора ведомого устройства.Если ведущему нужен ответ, ведомое отправит ответ на шину. Как только мастер получил ответ, он может отправить следующую инструкцию / запрос.

Обычно вы используете свою плату Arduino Uno в качестве ведущего устройства и подключаете один или несколько компонентов (обычно датчиков) к шине I2C, каждый со своим идентификатором. Что касается программного обеспечения, вы будете использовать библиотеку Arduino Wire с открытым исходным кодом.

Но к каким выводам Arduino Uno следует подключать все эти компоненты?

Для I2C вы не можете видеть никаких индикаций непосредственно на печатной плате.

Для использования шины I2C потребуется 4 кабеля:

  • Один для подключения пина SCL (часы)
  • Еще один для пина SDA (данные)
  • Один для включения компонентов на шине
  • И один, чтобы найти точки соприкосновения

Некоторые примеры компонентов, совместимых с I2C:

  • Датчик температуры MPL3115A2
  • MPU6050 гироскоп + датчик акселерометра
  • TCS34725 датчик цвета

Контакты для SPI

SPI – еще один протокол, основанный на архитектуре ведущий-ведомый.

Вы можете использовать его для подключения платы Arduino к нескольким устройствам. Обратите внимание, что скорость связи выше, чем для I2C и UART, но она не подходит для связи на средних и больших расстояниях (более нескольких сантиметров для кабеля). Что касается других протоколов связи, вы можете напрямую использовать библиотеку SPI с открытым исходным кодом в своих программах Arduino.

Если вы используете устройство SPI и хотите подключить его к некоторым контактам на плате Arduino, вам необходимо использовать следующие контакты:

Кабельная система для подключения устройств с выводами SPI немного сложнее.Вам понадобится минимум 6 кабелей:

  • Штырь SCK (часы)
  • Вывод MISO (Master In, Slave Out)
  • Вывод MOSI (Master Out, Slave In)
  • Один для каждого CS / SS (Chip Select / Slave Select). Для каждого дополнительного ведомого устройства вам нужно будет добавить еще одно соединение к выводу Arduino.
  • Один для питания компонентов
  • И один для общей земли

Некоторые примеры устройств, совместимых с SPI:

  • AS5047D Магнитный датчик положения
  • MAX31855 термопара-цифровой датчик

Начало работы с выводами Arduino Uno

Как вы видели в этом посте, у вас есть огромное количество вариантов использования контактов Arduino Uno.

Если вы только начинаете работать с Arduino, попробуйте сначала использовать базовые цифровые и аналоговые функции.

Затем вы можете продолжить работу с прерываниями, выходами ШИМ и т. Д.

И, наконец, есть бесконечное количество датчиков / исполнительных механизмов, которые вы можете подключить к своей плате Arduino Uno, чтобы создать свой следующий проект!

Вы также можете соединить несколько плат Arduino вместе или даже плату Raspberry Pi.

Что ж, теперь, когда вы лучше разбираетесь в выводах Arduino Uno, пора запачкать руки!

Если вы не знаете, что делать со всеми этими контактами, ознакомьтесь с различными устройствами, которые я представил в качестве примеров в этом посте, это может быть хорошим способом для начала и получения дополнительных идей.

Схема расположения выводов

Arduino UNO | Руководства по микроконтроллерам

Arduino UNO, пожалуй, самая популярная плата Arduino, доступная в настоящее время. Мы надеемся, что эта справочная схема распиновки Arduino UNO поможет вам извлечь максимальную пользу из этой платы:

Скачать распиновку Arduino UNO PDF:

Описание выводов Arduino UNO

Плата Arduino UNO разделена на цифровые, аналоговые и силовые.Существуют контакты со второстепенными функциями, перечисленными ниже. Вторичные контакты – это в основном контакты связи, такие как I2C и SPI.

Цифровые выводы

Имя контакта

Описание

Вторичная функция

Описание

D0

Цифровой вывод 0

RX

Вывод для последовательного UART

D1

Цифровой вывод 1

TX

Вывод передачи для последовательного UART

D2

Цифровой вывод 2

INT0

Вывод прерывания 0

D3

Цифровой вывод 3

INT1

Вывод прерывания 1

D4

Цифровой вывод 4

D5

Цифровой вывод 5

D6

Цифровой вывод 6

D7

Цифровой вывод 7

D8

Цифровой вывод 8

D9

Цифровой вывод 9

D10

Цифровой вывод 10

SS

Вывод выбора ведомого устройства SPI

D11

Цифровой вывод 11

MOSI

SPI Master Out-Slave In

D12

Цифровой вывод 12

MISO

SPI Master In-Slave Out

D13

Цифровой вывод 13

SCK

Часы SPI

Аналоговые выводы

Имя контакта

Описание

Вторичная функция

Описание

A0

Аналоговый вывод 0

A1

Аналоговый вывод 1

A2

Аналоговый вывод 2

A3

Аналоговый вывод 3

A4

Аналоговый вывод 4

SDA

Вывод данных I2C

A5

Аналоговый вывод 5

SCL

Тактовая частота I2C

Выводы питания

Имя контакта

Описание

5 В

Источник 5 В (регулируемый)

3.3 В

Источник 3,3 В

Земля

Земля

СБРОС

Сброс

Vin

Входное напряжение разъема постоянного тока

IOREF

Опорное напряжение ввода / вывода. Этот вывод подключен к 5V для UNO

.

AREF

Опорное напряжение АЦП. Вставьте другое напряжение (только 0-5 В) для использования в качестве эталона для аналогового преобразования

Также обратите внимание, что контакты ATMega для каждого вывода Arduino также представлены на схеме выше. Для получения подробной информации о том, как использовать эти контакты, см. Манипуляции с портами Arduino.

Принципиальная схема Arduino UNO Rev3

Для тех, кто хочет глубже разобраться в плате Arduino UNO, я предлагаю вам взглянуть на ее принципиальную схему:

Схема выше также полезна, если вы хотите собрать свой собственный Arduino.

Скачать схему Arduino UNO PDF:

Распиновка

Arduino UNO – JavaTpoint

Arduino UNO – это стандартная плата Arduino, основанная на микроконтроллере ATmega328P .Их проще использовать, чем другие типы плат Arduino.

Плата Arduino UNO со спецификацией контактов показана ниже:

Давайте подробно обсудим каждый вывод.

  • Микроконтроллер ATmega328 – это однокристальный микроконтроллер семейства ATmel. Ядро процессора внутри него 8-битное. Это недорогой, маломощный и простой микроконтроллер. Модели Arduino UNO и Nano основаны на микроконтроллере ATmega328.
  • Регулятор напряжения

Регулятор напряжения преобразует входное напряжение в 5В.Основная функция регулятора напряжения – регулировать уровень напряжения на плате Arduino. При любых изменениях входного напряжения регулятора выходное напряжение остается постоянным и устойчивым.

  • GND – Контакты заземления. Контакты заземления используются для заземления цепи.
  • TXD и RXD

Контакты TXD и RXD используются для последовательной связи. TXD используется для передачи данных, а RXD используется для приема данных. Он также представляет собой успешный поток данных.

Интерфейс USB используется для подключения кабеля USB. Это позволяет плате подключаться к компьютеру. Это необходимо для программирования платы Arduino UNO.

Используется для добавления кнопки сброса к соединению.

Это означает Последовательные часы . Это тактовые импульсы, которые используются для синхронизации передачи данных.

Это означает Master Input / Slave Output . Строка сохранения на выводе MISO используется для отправки данных мастеру.

Это модулированное напряжение питания постоянного тока, которое используется для регулирования ИС, используемых в соединении. Его также называют первичным напряжением для микросхем, присутствующих на плате Arduino. Значение напряжения Vcc может быть отрицательным или положительным по отношению к выводу GND.

  • Кварцевый осциллятор – Кристаллический осциллятор имеет частоту 16 МГц, что делает Arduino UNO мощной платой.
  • ICSP

Это означает внутрисхемное последовательное программирование .Пользователи могут программировать прошивку платы Arduino с помощью контактов ICSP.

Программа или прошивка с расширенными функциями поступает в микроконтроллер с помощью заголовка ICSP.

Заголовок ICSP состоит из 6 контактов.

Структура заголовка ICSP показана ниже:

Это заголовок ICSP, вид сверху.

Это означает последовательных данных . Это линия, используемая ведомым и главным устройством для отправки и получения данных. Он называется строкой данных , , в то время как SCL называется линией синхронизации.

Это означает Последовательные часы . Он определяется как линия, которая переносит данные часов. Он используется для синхронизации передачи данных между двумя устройствами. Последовательные часы генерируются устройством и называются ведущими.

Это означает Последовательный периферийный интерфейс . Обычно он используется микроконтроллерами для быстрой связи с одним или несколькими периферийными устройствами. Он использует проводники для приема данных, отправки данных, синхронизации и выбора устройства (для связи).

Это означает главный выход / подчиненный вход.

MOSI и SCK управляются мастером.

Это означает Slave Select . Это линия Slave Select, которая используется мастером. Он действует как разрешающая линия.

Это двухпроводной протокол последовательной связи. Это расшифровывается как Inter Integrated Circuits. I2C – это протокол последовательной связи, который использует SCL (последовательные часы) и SDA (последовательные данные) для приема и отправки данных между двумя устройствами.

3.3 В и 5 В – это рабочие напряжения платы.


.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *