Выводы ардуино уно: схема платы, пины, подключение, питание, память

Arduino — описание выводов на примере Arduino UNO

Arduino — это полноценная система, позволяющая управлять различными системами и считывать данные из разных источников. Основным преимуществом Arduino — это стандартизированное распределение выводов, позволяющее применять готовые к использованию решения, расширяющие возможности системы.

Используя специальные платы, называемые шилдами (Shield) можно расширить возможности Arduino подключив, например, сетевую карту, драйвер для управления шаговым двигателем или датчик расстояния. Со стороны программы каждый вывод схемы четко определен, что в свою очередь позволяет легко создавать собственные макеты на основе примеров, доступных в интернете.

Электрический паяльник с регулировкой температуры

Мощность: 60/80 Вт, температура: 200’C-450’C, высококачествен…

На рисунке ниже приведены платы Arduino UNO и Arduino MEGA:

Arduino MEGA совместима с версией UNO в области основных выводов.

Распиновка Arduino Uno

Рядом с USB разъемом есть кнопка «RESET». Он позволяет вернуться к исходному состоянию программы, которое бывает при включении питания. После нажатия кнопки «RESET» данные в ОЗУ микроконтроллера сбрасываются и Arduino начинает выполнять программу с самого начала.

Интерфейс USB позволяет программировать Arduino и взаимодействовать и поддерживать связь с Serial монитором. Кроме того, непосредственно через USB вы можете запитать плату.

Следует, однако, помнить, что USB имеет небольшую выходную мощность и не может обеспечить должным питанием элементы, требующие большей мощности, такие как двигатели постоянного тока, шаговые двигатели или сервоприводы. Решить эту проблему можно применив мощный внешний источник питания.

Для этого в Arduino имеет разъем для подключения внешнего источника питания. Напряжение питания может составлять от 5 до 20 В. Фактически, оптимальное напряжение должно находиться в диапазоне 7-12 В.

Профессиональный цифровой осциллограф

Количество каналов: 1, размер экрана: 2,4 дюйма, разрешен…

Если напряжение питания будет меньше 7В, то напряжение на выходе встроенного стабилизатора будет меньше 5 В. Если же входное напряжение питания будет больше 12 В, то это приведет к значительному нагреву стабилизатора напряжения.

Применение внешнего источника питания имеет смысл тогда, когда для части системы требуется напряжение питания более 5 В и достаточно высокая сила тока или когда Arduino работает автономно от компьютера. При использовании же внешних элементов с низким энергопотреблением, безусловно, удобнее запитать схему непосредственно от USB порта.

Arduino оснащена одним или двумя шестиконтактными разъемами, которые используются для программирования микроконтроллера. Разъемы обозначаются как ICSP1 и ICSP2. Разъем ближе к основному микроконтроллеру позволяет загружать BOOTLOADER, а разъем ближе к USB-порту позволяет загружать программу USB-UART преобразователя.

Плата Arduino оснащена группой, по крайней мере, из 4 светодиодов. Два из них помечены как «RX» и «TX» расположены рядом с микросхемой FT232 или Atmega. Они сигнализируют о последовательной передаче данных между компьютером и контроллером. Эти светодиоды полезны при программировании и тестировании программы, которая взаимодействует с компьютером. По их свечению вы можете визуально определить, происходит ли передача данных (программирование) или нет.

Еще один светодиод, обозначенный как «ON», является индикатором питания платы. Последний светодиод, как правило, — это светодиод, анод которого подключен к выводу 13, а катод к минусу питания. Поэтому высокий логический уровень на выводе 13 приведет к включению светодиода, в то время как низкий уровень приведет к его выключению.

Последним и самым важным элементом платы Arduino являются два ряда контактов сверху и снизу. Их расположение является стандартным, что облегчает повторение готовых проектов и добавление шилдов. Нижний ряд контактов разделен на две части.

Левая часть (POWER) обеспечивает доступ к питанию и управлению:

• IOREF — указывает каким напряжением питается процессор Arduino (это важно для некоторых шилдов)
• RESET — сброс Arduino
• 3V3 – система питание модулей, требующих 3,3 В
• 5V — система питания TTL
• GND – масса
• GND — масса
• VIN — напряжение питания от внешнего источника

Правая часть (ANALOG IN) обеспечивает считывание аналоговые сигналов. Аналого-цифровой преобразователь (АЦП) позволяет считывать значения напряжения от 0 до AREF или 0…5 В.

Считанное значение может быть 8-битным или 10-битным. Аналоговые входы подписаны как A0, A1, A2, A3, A4, A5. Несмотря на их основное предназначение, выводы A0 — A5 так же могут быть использованы как цифровые входы или выходы.

Верхний ряд контактов также разделен на две части. Правая часть пронумерована от 0 до 7, левая от 8 до 13. Этот ряд содержит контакты цифрового входа/выхода.

Ардуино Уно распиновка на русском языке, описание выводов.

Существует множество разновидностей плат Arduino, которые используются для разных целей. Некоторые платы отличаются от представленной ниже UNO, но большинство Arduino имеют много общих компонентов.

У ардуино уно распиновка выполнена так, как показано на картинке ниже:

Uno снабжён различными типами выводов. Каждый вывод имеет маркировку на доске и используется для различных функций.

Выводы питания (USB / Power jack/Vin)

Уно может получать питание по USB-порту, а также по разъёму Power jack. Этот разъём соединён через диод для защиты от переполюсовки с пином Vin. USB-порт также позволяет загружать скетч на плату.

Ни в коем случае нельзя подключать напряжение питания более 20 вольт. Так как вы спалите микроконтроллер. Рекомендуемое напряжение для большинства моделей составляет от 7 до 12 вольт.

Контакты 5 В, 3,3 В, GND, аналоговый, цифровой, ШИМ, AREF

Все контакты UNO имеют чёрные пластиковые разъёмы. Они позволяют просто подключить провод прямо к плате без пайки.

• GND: сокращение от «Ground». На Arduino Uno есть четыри пина GND. Каждый из выводов GND может использоваться для заземления в вашей схеме.
• 5 В и 3,3 В: Как вы можете догадаться, 5-вольтный вывод подаёт 5 вольт, а 3,3-вольтный вывод 3,3 вольта. Большинство шилд и датчиков, используемых с Uno, работают от напряжения 5 или 3,3 вольта. Также через эти выводы можно питать Ардуино стабилизированным напряжением 5 или 3,3 вольта. В этом случае питание проходит напрямую в микроконтроллер, минуя стабилизатор напряжения. Я не рекомендую этого делать, так как в случае недостаточной стабилизации напряжения в вашем блоке питания вы неизбежно выведите микроконтроллер из строя.
• Аналоговый (А0-А5): это выводы аналогового входа/выхода. Эти контакты считывают сигналы с аналоговых датчиков и преобразуют его в цифровой сигнал, который мы можем прочитать.
• Цифровой (0-13): эти выводы используются как для цифрового ввода, например, для сообщения о нажатии кнопки, так и для цифрового вывода, например, для питания светодиода.
• ШИМ: возможно, вы заметили маркировку «~» рядом с некоторыми цифровыми контактами (3, 5, 6, 9, 10 и 11 в UNO). Эти контакты действуют как обычные цифровые пины, но также могут использоваться для так называемой широтно-импульсной модуляции (ШИМ).
• AREF: эталон напряжения. Большую часть времени вы можете оставить этот контакт в покое. AREF иногда используется для установки внешнего опорного напряжения от 0 до 5 вольт в качестве верхнего предела для аналоговых пинов.
• Кнопка сброса (Reset)
  UNO имеет кнопку сброса. Нажатие на него временно подключит контакт сброса к земле и перезапустит любой код, который загружен на Arduino. То же самое можно проделать с пинами RESET, подсоединив его через кнопку к земле. Эти выводы используются когда Ардуино монтируется в корпус, закрывающий доступ к штатной кнопке, и позволяют вынести кнопку сброса на корпус.

Индикатор питания

Этот светодиод должен гореть всякий раз, когда вы подключаете свою Ардуинку к источнику питания. Если светодиод не включается, есть большая вероятность, что что-то не так. Время перепроверить схему подключения!

TX, RX, индикация режима

Эти выводы используются для последовательной связи, где Tx передаёт данные, в то время как Rx принимает данные. На плате имеются световые индикаторы TX, RX. Эти светодиоды дают визуальную индикацию, когда микроконтроллер получает или передаёт данные (например, когда мы загружаем новую программу на плату).

Микроконтроллер

Чёрная штука с металлическими ножками — это микроконтроллер. Это мозг нашего Arduino. Микроконтроллеры на Arduino отличаются в зависимости от типа платы и его версии, но обычно это ATmega от компании ATMEL. Это важно, так как вам понадобиться узнать тип микросхемы вместе с типом вашей платы перед загрузкой новой программы из программного обеспечения IDE Arduino. Эту информацию обычно можно найти на верхней стороне микроконтроллера.

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

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: 0–19
  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: 14–19 / A0–A5
  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 9–11
  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

Arduino UNO R3 описание платы — Arduino Mania

Кто-то из Вас задавался вопросом, — из чего состоит Ардуино? По сути, на плате находится большое количество радиоэлементов, а не только микроконтроллер. Если интересно, то прошу проследовать под кат, для подробного Ардуино описания.

Для примера взята плата Arduino UNO R3, описание которой видно на картинке выше. Итак, приступим.

Элементы Ардуино:

• USB Plug – разъем для подключения устройств USB;
• Analog Reference Pin – для определения опорного напряжения АЦП
• Digital Ground — земля
• Digital I/O Pins (2-13) – цифровые выводы
• Serial OUT (TX) – порт приема, передачи данных по COM
• Serial IN (RX) — порт приема, передачи данных по COM
• Reset Button – кнопка перезагрузки МК
• In-Circuit Serial Programmer (ISCP) – через эти контакты можно перепрошить Ардуино
• ATmega328 Microcontroller – собственно сам чип Ардуинки, он же микроконтроллер, процессор, мозг и т. д.
• Analog In Pins (0-5) – аналоговые входы
• Voltage In – вход используется для подачи питания от внешнего источника
• Ground Pins — земля
• 5 Volt Power Pin – питание 5 Вольт
• 3 Volt Power Pin – питание 3,3 Вольт
• Reset Pin – вход для перезагрузки
• External Power Supply – разъем для подключения внешнего источника питания

На этом описание Ардуино не заканчивается, далее поговорим, для чего нужны все эти замечательные элементы устройства. Разберем по каждому элементу (группе элементов) в частности.

Подробное описание элементов платы Ардуино

USB Plug

Стандартный разъем USB. Используется для подключения к компьютеру через соответствующий кабель, по которому к плате подходит питание, и происходит обмен данными по параллельному порту с промежуточным преобразованием USB-COM. На борту четыре контакта: RX, TX, +5, GND. Более старые версии Ардуино подключались непосредственно к Com порту.

Чуть не забыл. Через USB можно организовать подключение между двумя устройствами Arduino.

Analog Reference

Описание вывода AREF – тема отдельной статьи. Попробую в двух словах объяснить, что это и зачем нужно. На Вывод AREF подается рабочее напряжение, АЦП преобразует его и сопоставляет соответствие максимальных значений, например 4,8В = 1023. Отсюда следует, что значение напряжения 2,5В = 512.

После проведенного измерения АЦП более точно проводит равенство напряжения цифровому значению. По умолчанию напряжение ровно 5В.

Например, если на входе аналогового ввода имеем 2,5В при опорном напряжении 2,5В, АЦП проведет равенство 4В = 1023 и 1В = 127. А вот при опорном напряжении 5В, получим равенство 5В = 1023; 2,5 = 511; 1,25В = 127.

Digital Ground

Тут вроде все понятно, дополнительный вывод земли для удобства подключения датчиков, сенсоров к плате.

Digital I/O Pins (2-13)

Технические характеристики цифровых выводов Arduino UNO R3:

• Рабочее напряжения — 5В
• Цифровое значение – от 0 до 1023
• Нагрузочный резистор — 20-50 кОм
• Рабочий ток – 40мА
• Режим работы: вход/выход

Не стоит забывать о том, что некоторые из этих 14 выводов имеют особые функции:

• 0 и 1 – используются для передачи данных по последовательной шине.
• 2 и 3 – применяются для организации внешних прерываний
• 3, 5, 6, 9, 10, 11 – выводы для ШИМ (широтно – импульсная модуляция)
• 10 – 13 – могут быть использованы для организации связи SPI
• 13 – встроенный LED (светодиод) – демонстрацию работы с этим портом можно посмотреть в этом уроке для начинающих

Serial OUT (TX) и Serial IN (RX)

Назначение этих выводов я уже оговорил в пункте выше.

Reset Button

Кнопка перезагрузки позволяет запустить рабочий цикл программы заново. На практике применяется очень редко, ее можно заменить обычным снятием напряжения с источника питания.

Уже перечислено более половины функциональных элементов платы, но на этом Arduino описание платы не заканчивается.

In-Circuit Serial Programmer (ISCP)

Arduino может выступать в роли ISP программатора, при помощи которого возможно, к примеру, изменить bootloader в другой похожей плате, или перепрошить загрузчик — bootloader в новую микросхему ATmega328 (серии ATmega).

ATmega328 Microcontroller

ATmega – это сердце микроконтроллера. ATmega в Arduino это как процессор Intel в системном блоке ПК. Характеристики чипа:

• Рабочее напряжение: 5В
• Входное напряжение (рекомендуемое): 7-12 В
• Входное напряжение (предельное): 6-20 В
• Цифровые Входы/Выходы: 14 (6 из которых могут использоваться как выходы ШИМ)
• Аналоговые входы: 6
• Постоянный ток через вход/выход: 40 мА
• Постоянный ток для вывода 3,3 В: 50 мА
• Флеш-память: 32 Кб (ATmega328) из которых 0. 5 Кб используются для загрузчика
• ОЗУ: 2 Кб (ATmega328)
• EEPROM: 1 Кб (ATmega328)
• Тактовая частота: 16 МГц

Analog In Pins (0-5)

На вход аналоговых ПИНов можно подавать напряжение от 0 до 5В. Затем в АЦП Ардуино происходит преобразование сигнала в цифровой. Цена деления составляет 4,9мВ, а это примерно 0,1%. Такой точности измерения хватает в большинстве проектов. В цифровом диапазоне можно провести равенство 0В= 0, 5В=1023 .

Voltage In – вход используется для подачи питания от внешнего источника

Контакт используется тогда, когда нет возможности запитать плату через USB – разъем. Рабочее напряжение по этому выводу 9В (рекомендуемое).

• По заявлениям разработчиков диапазон колеблется от 7 до 12В.
• При 5В, на выводе 5V может получиться напряжение ниже 5В.
• При подаче напряжения 12В есть вероятность перегрева регулятора напряжения и как следствие выхода из строя платы Ардуино.

Ground Pins

Иногда бывает удобно подключать дополнительные устройства, имея землю рядом с пином.

5 Volt Power Pin и 3.3 Volt Power Pin

Выводы питания с платы 5V и 3V3, используется для запитки подключаемых устройств к ардуино. Стоит отметить, что максимальное потребление тока, выводом 3V3, составляет 50мА.

Reset Pin

При подаче напряжения на вывод Reset плата работает по такому же принципу, если нажать кнопку Reset (перезагрузка, сброс платы).

External Power Supply

Разъем для подключения внешнего источника питания к плате Ардуино. Часто в проектах удобен тем, что позволяет подать питание на плату с использованием блока питания от какого-нибудь устройства (стационарный телефон, весы, свич и др. ). Тут главное смотреть на характеристики, чтобы не промахнуться с вольтажом, иначе можно сжечь плату.

Параметры блока питания Ардуино:

• Напряжение: 7-12В
• Ток: 5А

Ну, вот и все. Описание платы Arduino UNO R3 подошло к концу. Конечно, все функциональные элементы платформы были рассмотрены лишь в общих чертах. Для того, чтобы рассмотреть все в деталях, привести примеры эффективного использования, придется написать не один десяток, да что там, не одну сотню статей. Именно для этого сайт и предназначен, со временем на сайте будет раскрыт весь функционал Ардунио.

Метки: Метки Arduino UNO R3 обзор

Краткое описание платы контроллера Arduino Uno

Arduino Uno – миниатюрный контролер, особенностью которого является наличие 14 цифровых и 6 аналоговых выходов (одновременно и входов), USB портов, генератора кварцевого типа, силового разъема, кнопки Reset, разъема ICSP. При подключении USB кабеля от контролера к компьютеру осуществляется работа первого.

Аналогичный результат достигается при установке аккумуляторов, батареек или особых адаптеров для сети питания.

Arduino Uno – это флагман линейки платформ, который от более ранних версий отличается по ряду параметров.

Приобрести контролеры можно, к примеру, на странице http://makerplus.ru/shop/arduino-uno.

Для питания Arduino Uno можно использовать сопряжение с наружным питающим источником или USB. Для выбора того или иного способа питания практикуется применение автоматического режима.

Для передачи питания извне допускается подключение модификатор напряжения или аккумулятор. Использование преобразователя напряжения осуществляется с применением разъема 2.1 мм, имеющего плюс по центру. Для подключения коннекторов от батарей используются выводы Gnd и Vin питающего разъема.

Для работы микроконтролеру требуется соединение с наружным источником электроэнергии, напряжение которого находится в пределах 6-20 вольт. Если этот параметр не достигает отметки в 7 вольт, то вывод поставляет не более 5 В, что делает работу платформы не стабильной. Использование электрического тока, превышающего напряжение 12 В происходит перегрев регулятора, что часто вызывает повреждения платы. Диапазон должен быть в пределах 7-12 В.

Плата Arduino Uno характеризуется наличием нескольких выводов:

• Vin вход размещен на плате для передачи электроэнергии от внешнего источника при отсутствии стандартных 5В с наличием функциональной регулировки. Указанный вывод применим для трансляции питающего тока.

• 5V – это источник электрической энергии, применяемый как питающий для самого микроконтроллера и остальных частей платы с возможностью регулировки. Электричество транслируется от вывода VIN посредством регулятора напряжения либо от USB, а также от иного источника с возможностью регулирования.

• 3V3 – на выводе 3.3 В подается напряжение, которое генерируется внутренним регулятором. Тока требуется до 50 мА.

• Заземляющие выводы.

Плата Arduino Uno получила в свое распоряжение 32 кБ флеш памяти, предназначенные для пользования разными компонентами с целью потребления.

У Ардуино Уно имеется 14 цифровых выходов, и разработчику легко настроить любой на выбор на работу в режиме входа или выхода, для чего предназначены соответствующие алгоритмы. Работа выводов реализована при напряжении 5 В. у каждого вывода есть резистор нагрузочного типа, который способен пропускать до 40 мА.

Характеристики определенных выводов иногда бывают особенными:

• Последовательная шина предназначена для получения и трансляции данных TTL. Эти выводы соединяются с последовательной шиной и подходящими входами микросхемы на ней.

• Внешние прерыватели могут быть настроены на прерывающие вызовы либо на более низкие значения.

• ШИМ: 3, 5, 6, 9, 10, и 11. Для каждого вывода характерна способность предоставлять ШИМ с разрешением 8 бит посредством специального алгоритма.

• SPI: 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK) – это выводы, предназначенные для сопряжения SPI с использованием специально разработанной библиотеки.

• LED13 представляет собой встроенный светодиод, связанный с цифровым выводом 13. Светодиод горит при повышении потенциала выводящего параметра.

Описание платы Arduino Uno содержит указание на наличие 6 аналоговых входов, разрешение каждого составляет 10 бит. Выводы по-умолчанию обладают диапазоном изменений до 5 В по отношению к земле, при этом есть возможность для изменения верхнего предела с помощью особых функций. У некоторых выводов есть и дополнительные функции.

Купить Arduino Uno можно в разных местах. Хорошо себя зарекомендовал себя магазин http://makerplus.ru/, где представлен широкий выбор таких плат. Плата Uno обладает вполне определенными параметрами длины и ширины, которые соответственно равны 6,9 и 5,3 см. За пределы указанных габаритов выступают только силовой и USB разъемы.

Arduino UNO – FLProg

Arduino Uno контроллер построен на ATmega328 . 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. Для работы необходимо подключить платформу к компьютеру посредством кабеля USB, либо подать питание при помощи адаптера AC/DC или батареи.

В отличие от всех предыдущих плат, использовавших FTDI USB микроконтроллер для связи по USB, новый Ардуино Uno использует микроконтроллер ATmega8U2 ^[2].

“Uno” переводится как один с итальянского и разработчики тем самым намекают на грядущий выход Arduino 1.0. Новая плата стала флагманом линейки плат Ардуино. Для сравнения с предыдущими версиями можно обратиться к полному списку плат Arduino.

Характеристики

Схема и исходные данные

Файлы EAGLE ^[3]

Принципиальная схема: Смотреть

Питание

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

Внешнее питание (не USB) может подаваться через преобразователь напряжения AC/DC (блок питания) или аккумуляторной батареей. Преобразователь напряжения подключается посредством разъема 2.1 мм с центральным положительным полюсом. Провода от батареи подключаются к выводам Gnd и Vin разъема питания.

Платформа может работать при внешнем питании от 6 В до 20 В. При напряжении питания ниже 7 В, вывод 5V может выдавать менее 5 В, при этом платформа может работать нестабильно. При использовании напряжения выше 12 В регулятор напряжения может перегреться и повредить плату. Рекомендуемый диапазон от 7 В до 12 В.

Выводы питания:

Память

Микроконтроллер ATmega328 располагает 32 Кб флэш памяти, из которых 0.5 Кб используется для хранения загрузчика, а также 2 Кб ОЗУ (SRAM) и 1 Кб EEPROM.

Входы и Выходы

Каждый из 14 цифровых выводов Uno может настроен как вход или выход. Выводы работают при напряжении 5 В. Каждый вывод имеет нагрузочный резистор (по умолчанию отключен) 20-50 кОм и может пропускать до 40 мА. Некоторые выводы имеют особые функции:

На платформе Uno установлены 6 аналоговых входов (обозначенных как A0 .. A5), каждый разрешением 10 бит (т.е. может принимать 1024 различных значения). Стандартно выводы имеют диапазон измерения до 5 В относительно земли, тем не менее имеется возможность изменить верхний предел посредством вывода AREF и функции Использование внешнего опорного напряжения.

Некоторые выводы имеют дополнительные функции:

Дополнительная пара выводов платформы:

Обратите внимание на соединение между выводами Arduino и портами ATmega328:

Связь

На платформе Arduino Uno установлено несколько устройств для осуществления связи с компьютером, другими устройствами Arduino или микроконтроллерами. ATmega328 поддерживают последовательный интерфейс UART TTL (5 В), осуществляемый выводами 0 (RX) и 1 (TX). Установленная на плате микросхема ATmega8U2 направляет данный интерфейс через USB, программы на стороне компьютера “общаются” с платой через виртуальный COM порт. Прошивка ATmega8U2 использует стандартные драйвера USB COM, никаких стороних драйверов не требуется, но на Windows для подключения потребуется файл ArduinoUNO.inf. Мониторинг последовательной шины (Serial Monitor) программы Arduino позволяет посылать и получать текстовые данные при подключении к платформе. Светодиоды RX и TX на платформе будут мигать при передаче данных через микросхему FTDI или USB подключение (но не при использовании последовательной передачи через выводы 0 и 1).

ATmega328 поддерживает интерфейсы I2C (TWI) и SPI.

Автоматическая (программная) перезагрузка

Uno разработана таким образом, чтобы перед записью нового кода перезагрузка осуществлялась самой программой Arduino на компьютере, а не нажатием кнопки на платформе. Одна из линий DTR микросхемы ATmega8U2, управляющих потоком данных (DTR), подключена к выводу перезагрузки микроконтроллеру ATmega328 через 100 нФ конденсатор. Активация данной линии, т.е. подача сигнала низкого уровня, перезагружает микроконтроллер. Программа Arduino, используя данную функцию, загружает код одним нажатием кнопки Upload в самой среде программирования. Подача сигнала низкого уровня по линии DTR скоординирована с началом записи кода, что сокращает таймаут загрузчика.

Функция имеет еще одно применение. Перезагрузка Uno происходит каждый раз при подключении к программе Arduino на компьютере с ОС Mac X или Linux (через USB). Следующие полсекунды после перезагрузки работает загрузчик. Во время программирования происходит задержка нескольких первых байтов кода во избежание получения платформой некорректных данных (всех, кроме кода новой программы). Если производится разовая отладка скетча, записанного в платформу, или ввод каких-либо других данных при первом запуске, необходимо убедиться, что программа на компьютере ожидает в течение секунды перед передачей данных.

На Uno имеется возможность отключить линию автоматической перезагрузки разрывом соответствующей линии. Контакты микросхем с обоих концов линии могут быть соединены с целью восстановления. Линия маркирована «RESET-EN». Отключить автоматическую перезагрузку также возможно подключив резистор 110 Ом между источником 5 В и данной линией.

Токовая защита разъема USB

В Arduino Uno встроен самовостанавливающийся предохранитель (автомат), защищающий порт USB компьютера от токов короткого замыкания и сверхтоков. Хотя практически все компьютеры имеют подобную защиту, тем не менее, данный предохранитель обеспечивает дополнительный барьер. Предохранитель срабатыват при прохождении тока более 500 мА через USB порт и размыкает цепь до тех пока нормальные значения токов не будут востановлены.

Физические характеристики

Длина и ширина печатной платы Uno составляют 6.9 и 5.3 см соответственно. Разъем USB и силовой разъем выходят за границы данных размеров. Четыре отверстия в плате позволяют закрепить ее на поверхности. Расстояние между цифровыми выводами 7 и 8 равняется 0,4 см, хотя между другими выводами оно составляет 0,25 см.

Источники

Ссылки

• VIN. Вход используется для подачи питания от внешнего источника (в отсутствие 5 В от разъема USB или другого регулируемого источника питания). Подача напряжения питания происходит через данный вывод.
• 5V. Регулируемый источник напряжения, используемый для питания микроконтроллера и компонентов на плате. Питание может подаваться от вывода VIN через регулятор напряжения, или от разъема USB, или другого регулируемого источника напряжения 5 В.
• 3V3. Напряжение на выводе 3.3 В генерируемое встроенным регулятором на плате. Максимальное потребление тока 50 мА.
• GND. Выводы заземления.
• Последовательная шина: 0 (RX) и 1 (TX). Выводы используются для получения (RX) и передачи (TX) данных TTL. Данные выводы подключены к соответствующим выводам микросхемы последовательной шины ATmega8U2 USB-to-TTL.
• Внешнее прерывание: 2 и 3. Данные выводы могут быть сконфигурированы на вызов прерывания либо на младшем значении, либо на переднем или заднем фронте, или при изменении значения.
• ШИМ: 3, 5, 6, 9, 10, и 11. Любой из выводов обеспечивает ШИМ с разрешением 8 бит.
• SPI: 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Посредством данных выводов осуществляется связь SPI.
• LED: 13. Встроенный светодиод, подключенный к цифровому выводу 13. Если значение на выводе имеет высокий потенциал, то светодиод горит.
• I2C: 4 (SDA) и 5 (SCL). Посредством выводов осуществляется связь I2C (TWI), для создания которой используется библиотека Wire.
• AREF. Опорное напряжение для аналоговых входов. 
• Reset. Низкий уровень сигнала на выводе перезагружает микроконтроллер. Обычно применяется для подключения кнопки перезагрузки на плате расширения, закрывающей доступ к кнопке на самой плате Arduino.

1. arduino.ru
3. Техническое описание ATmega328
5. Техническое описание ATmega8U2
7. Проект платы в программе EAGLE

Publication author