Arduino Uno R3开发板入门学习笔记

目录一、控制台的结构二、技术规格三、引脚分配四、供电方式五、内部存储六、输入输出6.1 数字输入输出6.2 模拟输入输出七、通信方式7.1 硬件串口通信7.2 软件串口通信一、控制台的结构Arduino Uno R3 是一款基于 ATmega328P 的微型控制板。它包含 14 个数字输入/输出引脚其中 6 个可用作 PWM 输出、6 个模拟输入、1 个 16 MHz 陶瓷谐振器CSTCE16M0V53-R0、1 个 USB 连接、1 个电源插孔、1 个 ICSP 接头和一个重置按钮。1. 微控制器这是 Arduino 的大脑加载程序的组件。2. USB 接口用于连接 Arduino 主板和电脑。3. USB 转串口芯片USB 转串口芯片是重要组件因为它有助于将来自计算机等地的数据转换到板载微控制器。这就是为什么你可以从电脑上编程 Arduino 主板。4. 数字引脚使用数字逻辑0、1 或低电平/高电平的引脚。通常用于开关和开关 LED。5. 模拟引脚能够读取 10 位分辨率0-1023模拟值的引脚。6. 5V / 3.3V 引脚这些引脚用于为外部元件供电。7. GND接地引脚电平为 0 伏。8. VIN代表 Voltage In用于连接外部电源。Uno 在意大利语中意为一被选为 Arduino 软件IDE1.0 的标志。Uno 开发板和 Arduino 软件IDE1.0 版是 Arduino 的参考版本现已发展到更新的版本。Uno 开发板是 USB Arduino 系列开发板中的第一款也是 Arduino 平台的参考模型。二、技术规格微控制器ATmega328P工作电压5V输入电压推荐7-12V输入电压极限6-20V数字 I/O 引脚14 个其中 6 个提供 PWM 输出PWM 数字 I/O 引脚6模拟输入引脚6每个 I/O 引脚的直流电流20 毫安3.3V 引脚的直流电流50 毫安闪存32 KBATmega328P其中 0.5 KB 用于引导加载程序SRAM静态随机存取存储器2 KBATmega328PEEPROM1 KBATmega328P时钟频率16 MHzLED_BUILTIN13长度68.6 毫米宽度53.4 毫米重量25 克三、引脚分配四、供电方式Arduino Uno 开发板有两种供电方式。支持 USB 连接供电5V支持外部电源供电 6~20V通过 DC 电源插孔供电7-12V通过 Vin 引脚供电7-12V建议外部供电电压为 7-12V电压低于 7V 可能导致板子不稳定。五、内部存储ATmega328 有 32 KB Flash 程序存储器其中 0.5 KB 由引导加载程序占用。它还具有 2 KB 的 SRAM 和 1 KB 的 EEPROM可以使用 EEPROM 库进行读写。六、输入输出6.1 数字输入输出Uno 上的 14 个数字引脚中的每一个都可以用作输入或输出使用pinMode()、digitalWrite()和digitalRead()函数。它们以 5 伏特工作。每个引脚可以提供或接收 20 mA 作为推荐工作条件并且具有 20-50k 欧姆的内部上拉电阻默认情况下断开。任何 I/O 引脚的最大电流不得超过 40 mA以免对微控制器造成永久性损坏。此外一些引脚具有专门的功能串行0RX和 1TX。用于接收RX和发送TXTTL 串行数据。这些引脚连接到 ATmega8U2 USB 转 TTL 串行芯片的相应引脚。外部中断2 和 3。这些引脚可配置为在低值、上升沿或下降沿或值发生变化时触发中断。有关详细信息请参阅attachInterrupt()函数。PWM3、5、6、9、10、11。使用analogWrite()函数提供 8 位 PWM 输出。SPI10SS、11MOSI、12MISO、13SCK。这些引脚支持使用 SPI 库进行 SPI 通信。LED13有一个内置 LED 由数字引脚 13 驱动。当引脚为高电平值时LED 亮当引脚为低电平值时LED 熄灭。TWII2CA4 或 SDA 引脚和 A5 或 SCL 引脚。使用 Wire 库支持 TWI 通信。6.2 模拟输入输出Uno 有 6 个模拟输入标记为 A0 至 A5每个输入提供 10 位分辨率即 1024 个不同的值。默认情况下它们测量从地到 5 伏的电压但可以使用AREF引脚和analogReference()函数更改其范围的上限。板上还有其他几个引脚AREF。模拟输入的参考电压。与analogReference()一起使用。Reset。将此线拉低以重置微控制器。通常用于在扩展板上添加重置按钮。七、通信方式Arduino Uno 具有多种与计算机、另一个 Arduino 开发板或其他微控制器通信的功能。7.1 硬件串口通信ATmega328 主控芯片的串口通信能力ATmega328 提供 UART TTL5V串行通信可通过数字引脚 0RX和 1TX进行连接。USB 转串行芯片 ATmega16U2开发板上的 ATmega16U2 通过 USB 传输此串行通信并作为虚拟 COM 端口出现在计算机上的软件中。16U2 固件使用标准 USB COM 驱动程序无需外部驱动程序。Arduino 软件IDE包含一个串行监视器允许向开发板发送和从开发板接收简单的文本数据。当数据通过 USB 转串行芯片和 USB 连接传输到计算机时开发板上的 RX 和 TX LED 将闪烁但引脚 0 和 1 上的串行通信除外。7.2 软件串口通信SoftwareSerial 库允许在 Uno 的任何数字引脚上进行串行通信。I2C 和 SPI 通信能力ATmega328 还支持 I2CTWI和 SPI 通信。Arduino 软件IDE包含一个 Wire 库可简化 I2C 总线的使用SPI 库可参考官网。参考资料链接Arduino UNO Rev3 – Reliable ATmega328P Board with Digital Analog I/O — Arduino Official Store