Top.Mail.Ru

Arduino Uno R3. Обзор, распиновка, принципиальная схема.

Как и планировалось, уделим дополнительное внимание отдельным экземплярам среди плат Arduino, которые бесспорно являются лидерами среди остальных своих собратьев. Конечно же, номер один в этом списке - хорошо всем известная плата Arduino Uno R3, к подробнейшему обзору и разбору которой и переходим...

Навигация по статье:

Описание.

Собственно, данная плата была первопроходцем, с нее началось глобальное развитие платформы Arduino. Поэтому ей и даровано название "Uno", что в переводе с итальянского означает "Один" или "Первый". На данный момент (да и уже на протяжении многих лет) активной является версия 3 данной платы - Arduino Uno R3, которая имеет следующий вид:

Arduino Uno

Именно эта модель и версия совместима с большинством других плат и модулей (шилдов, shield), так что сосредоточим внимание преимущественно на ней. Прежде чем перейти к распиновке, а также схемам, пройдемся по основным узлам и характеристикам. И начнем, как водится, с питания платы, для подачи которого доступны сразу несколько вариантов:

  • USB-подключение через соответствующий разъем, он на плате один.
  • Внешний источник напряжения, либо блок питания с напряжением от 6 до 20 В. При этом данный диапазон считается предельным, для стабильной и бесперебойной работы же рекомендуется использовать источник с напряжением от 7 до 12 В. Этот источник может быть подключен как через разъем платы, так и напрямую к выводам VIN и GND. Диапазон напряжений в обоих случаях одинаковый.

Uno считается оптимальной платой для ознакомления и старта работы с платформой, чем отчасти и обусловлена ее популярность и распространенность 👍 А из популярности уже следует большое количество готовых примеров и скетчей, что также повышает популярность платы. Замкнутый круг, в хорошем смысле данного сочетания )

Плата оснащена 14-ю цифровыми портами ввода-вывода, из которых 6 могут быть использованы для генерации ШИМ-сигналов (PWM). Кроме того, имеются 6 аналоговых входов для обработки, соответственно, аналоговых сигналов. Все это в деталях увидим чуть ниже при рассмотрении схемы, а также распиновки.

Из интерфейсов для связи с внешними устройствами в наличии - UART, SPI и I2C (TWI) - комплект во многих случаях более чем достаточный. Для базовой диагностики можно использовать установленный на плате светодиод, который подключен к цифровому порту под номером 13 (D13). При высоком уровне сигнала (5В) светодиод загорается, при низком (0В) гаснет.

Подключение Arduino Uno к ПК для прошивки производится максимально просто - все через тот же USB-разъем. На плате сигналы с USB попадают на дополнительный микроконтроллер ATmega16U2, с которого уже ретранслируются на основной контроллер платы по UART'у. Так вот плавно вышли на тему микроконтроллера, являющегося сердцем Uno R3, в его роли выступает ATmega328P (ссылка на даташит тут). По дефолту работает на частоте 16 МГц, но присутствует возможность разогнать до 20. Для обеспечения стабильного тактирования на плате также установлен внешний кварцевый резонатор на 16 МГц. Собственно, давайте как раз и перейдем к наглядному рассмотрению основных узлов платы.

Основные элементы.

Схема Arduino Uno

В общем-то, здесь можно увидеть многое из упомянутого нами ранее, давайте не менее наглядно рассмотрим и распиновку.

Распиновка Arduino Uno R3.

Arduino Uno распиновка

Синим помечены названия выводов непосредственно микроконтроллера, зеленым - нумерация выводов платы, фиолетовым - порты с поддержкой функции генерации ШИМ (PWM), желтым - дополнительные функции, которые могут использоваться для тех или иных портов.

Также помечены четыре светодиода, установленные на плате:

  1. пользовательский светодиод, он подключен к выходу D13
  2. светодиод, который сигнализирует о передаче данных по UART (TX), он управляется с дополнительного контроллера ATmega16U2
  3. аналогичный диод, только соответствует он приему по UART (RX)
  4. и, наконец, светодиод, который загорается всегда при успешной подаче питания на плату

Итого у нас в распоряжении:

  • цифровые порты ввода-вывода: D0 - D19
  • аналоговые входы (АЦП): A0 - A5
  • порты с поддержкой генерации ШИМ: D3, D5, D6, D9, D10, D11
  • I2C (TWI): D18, D19
  • SPI: D10, D11, D12, D13
  • UART: D0, D1

Принципиальная схема Arduino Uno R3.

И завершим подробным списком характеристик платы.

Характеристики.

Параметр Значение
Рекомендуемое напряжение питания (VIN) 7 - 12 В
Предельное напряжение питания (VIN) 6 - 20 В
Максимальное напряжение с USB 5.5 В
Микроконтроллер ATmega328P
Тактовая частота 16 МГц
Flash-память 32 КБ
Оперативная память (RAM) 2 КБ
EEPROM-память 1 КБ
Логические уровни напряжения 5 В
Максимальный ток потребления ATmega328P 410 мА
Максимальный ток потребления ATmega16U2 261 мА
Максимальный ток порта ввода-вывода 20 мА
Максимальный ток вывода +3.3V 50 мА
8-bit Timer/Counter 2
16-bit Timer/Counter 1
Watchdog timer 1
I2C 1
SPI 1
UART 1
Порты ввода-вывода 20
Порты с поддержкой ШИМ 6
Порты с поддержкой АЦП 6
Разрядность АЦП 10 бит
Предельно допустимая температура -40°C - +85°C
Габариты 70 * 53 мм

На этом заканчиваем обзор одной из популярнейших плат: охватили общие свойства и характеристики, принципиальную схему и распиновку Arduino Uno R3, в общем все то, что необходимо знать и иметь в виду при практическом использовании платы для разработки своих устройств. Так что до встречи в новых статьях, подписывайтесь на обновления, вступайте в наше сообщество, всех благодарю за внимание и прочтение 🤝

Подписаться
Уведомить о
guest

0 комментариев
Межтекстовые Отзывы
Посмотреть все комментарии
0
Оставьте комментарий! Напишите, что думаете по поводу статьи.x