Характеристики Arduino Uno
Додано: 22 травня 2017 21:01
Входи і виходи Arduino Uno
З використанням функцій pinMode (), digitalWrite () і digitalRead () кожен з 14 цифрових виводів може працювати в якості входу або виходу. Рівень напруги на виводвхах обмежений 5В. Максимальний струм, який може віддавати або споживати один вихід, становить 40 мА. Всі виводи пов'язані з внутрішніми резисторами що підтягуються (за замовчуванням відключеними) номіналом 20-50 кОм. Крім цього, деякі виводии Ардуіно можуть виконувати додаткові функції:
Послідовний інтерфейс: виводи 0 (RX) і 1 (TX). Використовуються для отримання (RX) і передачі (TX) даних по послідовному інтерфейсу. Ці виводи з'єднані з відповідними висновками мікросхеми ATmega8U2, яка виконує роль перетворювача USB-UART.
Зовнішні переривання: виводи 2 і 3. Чи можуть служити джерелами переривань, що виникають при фронті, спаді або при низькому рівні сигналу на цих висновках. Для отримання додаткової інформації див. Функцію attachInterrupt ().
ШІМ: виводи 3, 5, 6, 9, 10 і 11. За допомогою функції analogWrite () можуть виводити 8-бітові аналогові значення в вигляді ШІМ-сигналу.
Інтерфейс SPI: вводи 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Із застосуванням бібліотеки SPI дані виводи можуть здійснювати зв'язок по інтерфейсу SPI.
Світлодіод: 13. Вбудований світлодіод, приєднаний до висновку 13. При відправці значення HIGH світлодіод включається, при відправці LOW - вимикається. В Arduino Uno є 6 аналогових входів (A0 - A5), кожен з яких може уявити аналогову напругу у вигляді 10-бітного числа (1024 різних значення). За замовчуванням, вимір напруги здійснюється щодо діапазону від 0 до 5 В. Проте, верхню межу цього діапазону можна змінити, використовуючи вивід AREF і функцію analogReference ().
Крім цього, деякі з аналогових входів мають додаткові функції:
TWI: вивід A4 або SDA і вивід A5 або SCL. З використанням бібліотеки Wire дані виводи можуть здійснювати зв'язок по інтерфейсу TWI. Крім перерахованих на платі існує ще кілька виводів:
AREF. Опорна напруга для аналогових входів. Може бути задіяний функцією analogReference ().
Reset. Формування низького рівня (LOW) на цьому висновку призведе до перезавантаження мікроконтролера. Зазвичай цей вивід служить для функціонування кнопки скидання на платах розширення Дивіться також відповідність виводів Arduino і ATmega328. Терморегулятори для мікроконтролерів ATmega8, 168 і 328 ідентична.
Зміни на платі версії R3 перераховані нижче:
терморегулятори 1.0: додані виводи SDA і SCL (біля виведення AREF), а також два нових виведення, розташованих біля виведення RESET. Перший - IOREF - дозволяє платам розширення підлаштовуватися під робочу напругу Ардуіно. Даний вивід передбачений для сумісності плат розширення як з 5В-Ардуіно на базі мікроконтролерів AVR, так і з 3.3В-платами Arduino Due. Другий вивід ні до чого не приєднаний і зарезервований для майбутніх цілей. Покращена стійкість ланцюга скидання. Мікроконтролер ATmega8U2 замінений на ATmega16U2. "Uno" (в перекладі з італійської - "один") названий з нагоди майбутнього випуску Arduino 1.0. Спільно з Arduino 1.0 дані пристрої є базовими версіями Ардуіно. Зв'язок
Arduino Uno надає ряд можливостей для здійснення зв'язку з комп'ютером, ще одним Ардуіно або іншими микроконтроллерами. У ATmega328 є приймач UART, що дозволяє здійснювати послідовний зв'язок за допомогою цифрових виводів 0 (RX) і 1 (TX).
Мікроконтролер ATmega16U2 на платі забезпечує зв'язок цього приймача з USB-портом комп'ютера, і при підключенні до ПК дозволяє Ардуіно визначатися як віртуальний COM-порт. Прошивка мікросхеми 16U2 використовує стандартні драйвера USB-COM, тому установка зовнішніх драйверів не потрібно. На платформі Windows необхідний тільки відповідний .inf-файл. У пакет програмного забезпечення Ардуіно входить спеціальна програма, що дозволяє зчитувати і відправляти на Ардуіно прості текстові дані.
При передачі даних через мікросхему-перетворювач USB-UART під час USB-з'єднання з комп'ютером, на платі будуть мигати світлодіоди RX і TX. (При послідовній передачі даних за допомогою виводів 0 і 1, без використання USB-перетворювача, дані світлодіоди задіюються). Бібліотека SoftwareSerial дозволяє реалізувати послідовний зв'язок на будь-яких цифрових виводах Arduino Uno. У мікроконтролері ATmega328 також реалізована підтримка послідовних інтерфейсів I2C (TWI) і SPI.
У програмне забезпечення Ардуіно входить бібліотека Wire, що дозволяє спростити роботу з шиною I2C; для отримання більш докладної інформації див. документацію. Для роботи з інтерфейсом SPI використовуйте бібліотеку SPI.
З використанням функцій pinMode (), digitalWrite () і digitalRead () кожен з 14 цифрових виводів може працювати в якості входу або виходу. Рівень напруги на виводвхах обмежений 5В. Максимальний струм, який може віддавати або споживати один вихід, становить 40 мА. Всі виводи пов'язані з внутрішніми резисторами що підтягуються (за замовчуванням відключеними) номіналом 20-50 кОм. Крім цього, деякі виводии Ардуіно можуть виконувати додаткові функції:
Послідовний інтерфейс: виводи 0 (RX) і 1 (TX). Використовуються для отримання (RX) і передачі (TX) даних по послідовному інтерфейсу. Ці виводи з'єднані з відповідними висновками мікросхеми ATmega8U2, яка виконує роль перетворювача USB-UART.
Зовнішні переривання: виводи 2 і 3. Чи можуть служити джерелами переривань, що виникають при фронті, спаді або при низькому рівні сигналу на цих висновках. Для отримання додаткової інформації див. Функцію attachInterrupt ().
ШІМ: виводи 3, 5, 6, 9, 10 і 11. За допомогою функції analogWrite () можуть виводити 8-бітові аналогові значення в вигляді ШІМ-сигналу.
Інтерфейс SPI: вводи 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Із застосуванням бібліотеки SPI дані виводи можуть здійснювати зв'язок по інтерфейсу SPI.
Світлодіод: 13. Вбудований світлодіод, приєднаний до висновку 13. При відправці значення HIGH світлодіод включається, при відправці LOW - вимикається. В Arduino Uno є 6 аналогових входів (A0 - A5), кожен з яких може уявити аналогову напругу у вигляді 10-бітного числа (1024 різних значення). За замовчуванням, вимір напруги здійснюється щодо діапазону від 0 до 5 В. Проте, верхню межу цього діапазону можна змінити, використовуючи вивід AREF і функцію analogReference ().
Крім цього, деякі з аналогових входів мають додаткові функції:
TWI: вивід A4 або SDA і вивід A5 або SCL. З використанням бібліотеки Wire дані виводи можуть здійснювати зв'язок по інтерфейсу TWI. Крім перерахованих на платі існує ще кілька виводів:
AREF. Опорна напруга для аналогових входів. Може бути задіяний функцією analogReference ().
Reset. Формування низького рівня (LOW) на цьому висновку призведе до перезавантаження мікроконтролера. Зазвичай цей вивід служить для функціонування кнопки скидання на платах розширення Дивіться також відповідність виводів Arduino і ATmega328. Терморегулятори для мікроконтролерів ATmega8, 168 і 328 ідентична.
Зміни на платі версії R3 перераховані нижче:
терморегулятори 1.0: додані виводи SDA і SCL (біля виведення AREF), а також два нових виведення, розташованих біля виведення RESET. Перший - IOREF - дозволяє платам розширення підлаштовуватися під робочу напругу Ардуіно. Даний вивід передбачений для сумісності плат розширення як з 5В-Ардуіно на базі мікроконтролерів AVR, так і з 3.3В-платами Arduino Due. Другий вивід ні до чого не приєднаний і зарезервований для майбутніх цілей. Покращена стійкість ланцюга скидання. Мікроконтролер ATmega8U2 замінений на ATmega16U2. "Uno" (в перекладі з італійської - "один") названий з нагоди майбутнього випуску Arduino 1.0. Спільно з Arduino 1.0 дані пристрої є базовими версіями Ардуіно. Зв'язок
Arduino Uno надає ряд можливостей для здійснення зв'язку з комп'ютером, ще одним Ардуіно або іншими микроконтроллерами. У ATmega328 є приймач UART, що дозволяє здійснювати послідовний зв'язок за допомогою цифрових виводів 0 (RX) і 1 (TX).
Мікроконтролер ATmega16U2 на платі забезпечує зв'язок цього приймача з USB-портом комп'ютера, і при підключенні до ПК дозволяє Ардуіно визначатися як віртуальний COM-порт. Прошивка мікросхеми 16U2 використовує стандартні драйвера USB-COM, тому установка зовнішніх драйверів не потрібно. На платформі Windows необхідний тільки відповідний .inf-файл. У пакет програмного забезпечення Ардуіно входить спеціальна програма, що дозволяє зчитувати і відправляти на Ардуіно прості текстові дані.
При передачі даних через мікросхему-перетворювач USB-UART під час USB-з'єднання з комп'ютером, на платі будуть мигати світлодіоди RX і TX. (При послідовній передачі даних за допомогою виводів 0 і 1, без використання USB-перетворювача, дані світлодіоди задіюються). Бібліотека SoftwareSerial дозволяє реалізувати послідовний зв'язок на будь-яких цифрових виводах Arduino Uno. У мікроконтролері ATmega328 також реалізована підтримка послідовних інтерфейсів I2C (TWI) і SPI.
У програмне забезпечення Ардуіно входить бібліотека Wire, що дозволяє спростити роботу з шиною I2C; для отримання більш докладної інформації див. документацію. Для роботи з інтерфейсом SPI використовуйте бібліотеку SPI.