Visión general del proyecto Arduino UNO Rev3
El Arduino Uno Rev3 es una placa electrónica basada en el microprocesador Atmega328 ( ficha técnica ). Cuenta con 14 pines digitales de entrada / salida (de los cuales 6 pueden ser utilizados como salidas PWM), 6 entradas analógicas, un resonador cerámico a 16 MHz, una conexión USB, un conector de alimentación, un header ICSP, y un botón de reinicio. Contiene todo lo necesario para apoyar el microcontrolador, simplemente conectarlo a un ordenador con un cable USB, o alimentarla con un adaptador de corriente AC a DC para empezar.
Placa Arduino UNO Rev3 vista lado de componentes
Actualmente hay tres revisiones de Arduino UNO
El Uno se diferencia de todas las placas anteriores en que no utiliza el chip controlador de USB a serial FTDI. En lugar de ello, se cuenta con el Atmega16U2 ( Atmega8U2 hasta la versión R2) programado como convertidor USB a serie.
Arduino UNO – Arduino UNO versión SMD – Arduino UNO Rev2
Revisión 2 de la junta Uno tiene una resistencia tirando de la línea 8U2 HWB a tierra, por lo que es más fácil de poner en modo DFU .
Revisión 3 de la junta directiva tiene las siguientes características nuevas:
- 1.0 pinout: añadido pines SDA y SCL cerca al pin AREF y otros dos nuevos pernos colocados cerca del pin RESET, el IOREF que permiten a los escudos para adaptarse al voltaje suministrado desde la pizarra. En el futuro, los escudos serán compatibles tanto con la junta que utiliza el AVR, que funciona con 5V y con el Arduino Debido que opera con 3.3V. El segundo es un pin no está conectado, que se reserva para usos futuros.
- Circuito de rearme fuerte.
- ATmega 16U2 sustituir el 8U2.
«Uno» significa uno en italiano y es nombrado para conmemorar el lanzamiento de Arduino 1.0. El Uno y la versión 1.0 será la versión de referencia de Arduino, moviéndose hacia adelante. El Uno es el último de una serie de placas Arduino USB y el modelo de referencia para la plataforma Arduino, para una comparación con las versiones anteriores, consulte el índice de la placa Arduino .
Resumen de características
| Microcontroladores | ATmega328 |
| Tensión de funcionamiento | 5V |
| Voltaje de entrada (recomendado) | 7-12V |
| Voltaje de entrada (límites) | 6-20V |
| Digital I / O Pins | 14 (de los cuales 6 proporcionan PWM) |
| Pines de entrada analógica | 6 |
| Corriente continua para las E / S Pin | 40 mA |
| Corriente de la CC para Pin 3.3V | 50 mA |
| Memoria Flash | 32 KB ( ATmega328 ) de los cuales 0,5 KB utilizado por el gestor de arranque |
| SRAM | 2 KB ( ATmega328 ) |
| EEPROM | 1 KB ( ATmega328 ) |
| Velocidad del reloj | 16 MHz |
Esquema y diseño de referencia
Archivos EAGLE: Arduino uno Rev3 reference-design.zip (NOTA: funciona con Eagle 6.0 y posteriores)
Esquema: Arduino UNO Rev3 schematic en pdf
Nota: En el diseño de referencia de Arduino se puede utilizar un Atmega8, 168, o 328, los modelos actuales utilizan unATmega328 , un Atmega8 se muestra en el esquema de referencia. La configuración de pines es idéntico en los tres procesadores.
Alimentación de potencia
El Arduino Uno Rev3 puede ser alimentado a través de la conexión USB o con una fuente de alimentación externa. La fuente de alimentación se selecciona automáticamente.
La alimentación externa (no USB) de potencia puede venir con un adaptador de AC-DC o de batería. El adaptador se puede conectar al conector con un centro positivo en el enchufe de 2,1 mm en el conector de alimentación de la placa. Si usa una batería se pueden insertar en los encabezados pin GND y Vin del conector de alimentación.
La tarjeta puede funcionar con un suministro externo de 6 a 20 voltios. Si se proporcionan menos de 7V, no obstante, el pin de 5V puede suministrar menos de cinco voltios y el circuito puede ser inestable. Si se utiliza más de 12V, el regulador de voltaje se puede sobrecalentar y dañar la placa. El rango recomendado es de 7 a 12 voltios.
Los pines de alimentación son como sigue:
- VIN. La tensión de entrada a la placa Arduino cuando se trata de utilizar una fuente de alimentación externa (en contraposición a 5 voltios de la conexión USB o de otra fuente de alimentación regulada). Usted puede suministrar tensión a través de este pin, o, si el suministro de tensión a través de la toma de poder, acceder a ella a través de este pin.
- 5V. Este pin como salida una 5V regulado por el regulador en el tablero. El tablero puede ser alimentado ya sea desde el conector de alimentación de CC (7 – 12), el conector USB (5V) o el pasador de VIN del tablero (7-12V). El suministro de tensión a través de los 5V o 3.3V pins no pasa por el regulador, y puede dañar su tablero. No aconsejamos ella.
- 3V3. Un suministro de 3,3 voltios generados por el regulador a bordo. El drenaje actual máximo es de 50 mA.
- GND. patillas de tierra.
- IOREF. Este pin de la placa Arduino proporciona la tensión de referencia con la que opera el microcontrolador. Un protector configurado lee el voltaje del pin IOREF y selecciona la fuente de alimentación adecuada o habilita traductores de tensión en las salidas para trabajar con los 5V o 3.3V.
Memoria
El ATmega328 tiene 32 KB (con 0,5 KB utilizado por el gestor de arranque). También dispone de 2 KB de SRAM y 1 KB de EEPROM (que puede ser leído y escrito con la librería EEPROM ).
Entrada y salida
Cada uno de los 14 pines digitales en el Uno se puede utilizar como una entrada o salida, utilizando pinMode () ,digitalWrite () , y () digitalRead funciones. Operan a 5 voltios. Cada pin puede proporcionar o recibir un máximo de 40 mA y tiene una resistencia de pull-up (desconectado por defecto) de 20-50 kOhms. Además, algunos pernos han especializado funciones:
- De serie: 0 (RX) y 1 (TX). Se utiliza para recibir (RX) y de transmisión (TX) TTL datos en serie. Estos pines están conectados a los pines correspondientes del ATmega8U2 USB-to-TTL de chips de serie.
- Interrupciones externas:. 2 y 3 Estos pines pueden ser configurados para activar una interrupción en un valor bajo, un flanco ascendente o descendente, o un cambio en el valor. Ver el attachInterrupt () función para más detalles.
- PWM:. 3, 5, 6, 9, 10, y 11 proporcionan PWM de 8 bits con el () analogWrite función.
- SPI:. 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK) Estos pines soportan comunicación SPI utilizando la biblioteca de SPI .
- LED:. 13 Hay un built-in LED conectado al pin digital 13. Cuando el pin es de alto valor, el LED está encendido, cuando el pasador es bajo, es apagado.
El Uno tiene 6 entradas analógicas, etiquetados A0 a A5, cada uno de los cuales proporcionan 10 bits de resolución (es decir, 1.024 valores diferentes). Por defecto se miden desde el suelo a 5 voltios, aunque es posible cambiar el extremo superior de su rango utilizando el pin AREF y la analogReference () función. Además, algunos pernos han especializado funcionalidad:
- TWI: A4 o A5 pin SDA y SCL o pin. Apoyar la comunicación TWI utilizando la librería Wire .
Hay otro par de pins en la placa:
- AREF. Voltaje de referencia para las entradas analógicas. Se utiliza con analogReference ().
- Restablecer. Lleve esta línea BAJO para reiniciar el microcontrolador. Normalmente se utiliza para agregar un botón de reinicio para escudos que bloquean el uno en el tablero.
Ver también el mapeo entre los pines de Arduino y puertos ATmega328 . La asignación para el Atmega8, 168, y 328 es idéntico.
Comunicación
El Arduino Uno tiene una serie de instalaciones para la comunicación con un ordenador, otro Arduino, u otros microcontroladores. El ATmega328 ofrece UART TTL (5V) de comunicación en serie, que está disponible en los pines digitales 0 (RX) y 1 (TX). Un ATmega16U2 en los canales de mesa esta comunicación serie a través de USB y aparece como un puerto com virtual para el software en el ordenador. El firmware ’16U2 utiliza los controladores COM USB estándar, y no se necesita ningún controlador externo. Sin embargo, en Windows, se requiere un archivo inf. . El software de Arduino incluye un monitor de serie que permite que los datos simples de texto que se envían desde y hacia la placa Arduino. Las RX y TX LED en el tablero parpadearán cuando se están transmitiendo datos a través del chip de USB a serie y conexión USB al ordenador (pero no para la comunicación en serie en los pines 0 y 1).
Una biblioteca SoftwareSerial permite la comunicación en serie en cualquiera de los pines digitales de la ONU.
El ATmega328 también es compatible con I2C (TWI) y la comunicación SPI. El software de Arduino incluye una librería Wire para simplificar el uso del I2C bus, ver la documentación para más detalles. Para la comunicación SPI, utilice labiblioteca de SPI .
Programación
El Arduino Uno se puede programar con el software de Arduino ( descarga ). Seleccione «Arduino Uno de las Herramientas> Junta de menú (de acuerdo con el microcontrolador en su tablero). Para obtener más detalles, consulte lareferencia y tutoriales .
Los ATmega328 en la Arduino Uno viene precargado con un gestor de arranque que le permite subir un código nuevo a ella sin el uso de un programador de hardware externo. Se comunica utilizando el original STK500 protocolo ( de referencia , archivos de cabecera C ).
También puede pasar por alto el gestor de arranque y programar el microcontrolador a través del ICSP (In-Circuit Serial Programming) cabecera; consulte estas instrucciones para obtener más información.
El ATmega16U2 (o 8U2 en el rev1 y tableros Rev2) código fuente del firmware disponible. El ATmega16U2 / 8U2 se carga con un cargador de arranque DFU, que puede ser activado por:
- En las placas Rev1: conectar el jumper de soldadura en la parte posterior del tablero (cerca del mapa de Italia) y luego reiniciar el 8U2.
- En las placas Rev2 o posteriores: hay una resistencia que tirando de la línea 8U2/16U2 HWB a tierra, por lo que es más fácil de poner en modo DFU.
A continuación, puede utilizar el software de Atmel FLIP (Windows) o el programador DFU (Mac OS X y Linux) para cargar un nuevo firmware. O puede utilizar el encabezado de ISP con un programador externo (sobrescribir el gestor de arranque DFU). Ver este tutorial aportado por los usuarios para obtener más información.
Automática (Software) Restablecer
En lugar de exigir pulsar físicamente el botón de reinicio antes de una carga, el circuito del Arduino UNO está diseñado de manera que permite que pueda ser restablecido por el software que se ejecuta desde el ordenador al que está conectado. Una de las líneas de control de flujo de hardware (DTR) de la ATmega8U2 / 16U2 está conectado a la línea de restablecimiento de los ATmega328 mediante un condensador de 100 nanofarad. Cuando esta línea se afirma (tomado bajo), la línea de restablecimiento pasa el tiempo suficiente para restablecer el chip. El software de Arduino utiliza esta capacidad que le permite cargar código con sólo pulsar el botón de subida en el entorno Arduino. Esto significa que el gestor de arranque puede tener un tiempo de espera más corto, ya que el descenso de DTR pueden ser bien coordinado con el inicio de la subida.
Esta configuración tiene otras implicaciones. Cuando el Arduino Uno Rev3 se conecta ya sea a un ordenador con Mac OS X o Linux, se restablece cada vez que se realiza una conexión a la misma desde el software (a través de USB). Para el siguiente medio segundo o menos, el gestor de arranque se está ejecutando en la ONU. Mientras que está programado para ignorar datos malformados (es decir nada, además de un proceso de carga de nuevo código), se interceptará los primeros bytes de datos enviados a la tarjeta después de abrir una conexión. Si un funcionamiento boceto en el tablero recibe la configuración de una sola vez o de otro tipo de datos cuando se inicia por primera vez, asegúrese de que el software con el que se comunica espera un segundo después de abrir la conexión y antes de enviar estos datos.
El Uno contiene una traza que se puede cortar para desactivar el reinicio automático. Las almohadillas a ambos lados de la traza se pueden soldar juntos para volver a habilitarlo. Ha marcado «RESET-ES». También puede ser capaz de desactivar el reinicio automático mediante la conexión de una resistencia de 110 ohm de 5V a la línea de reinicio.
Relé de protección multifunción USB
El Arduino Uno Rev3 tiene una POLYFUSE reajustable que protege los puertos USB de su ordenador desde pantalones cortos y sobrecorriente. Aunque la mayoría de los ordenadores proporcionan su propia protección interna, el fusible proporciona una capa adicional de protección. Si hay más de 500 mA se aplica al puerto USB, el fusible se romperá automáticamente la conexión hasta que se elimine la sobrecarga a corto o.
Características físicas
La longitud y la anchura del PCB UNO, son como máximo de 2,7 y 2,1 pulgadas, respectivamente, con el conector USB y el conector de alimentación que se extiende más allá de la dimensión anterior. Cuatro orificios para tornillos que permitirá fijarla a una superficie o caja. Tenga en cuenta que la distancia entre los pines digitales 7 y 8 es de 160 milésimas de pulgada (0,16 «), no un múltiplo par de la separación de 100 milésimas de pulgada de los otros pasadores.
Aquí puede descargar un manual de usuario de Arduino UNO.
Microcontroldores y electrónica.