DIY Arduino Nano

電路板圖如下：

成分

描述

DIY Arduino Nano

這是一個簡單的 nano，它使用 Type C 連接器，而不是傳統(tǒng)的 Arduino-nano 連接器，更方便用戶使用

高性能 Microchip 8 位 AVR？基于 RISC 的微控制器結(jié)合了具有讀寫功能的 32 KB ISP 閃存、1 KB EEPROM、2 KB SRAM、23 個通用 I/O 線、32 個通用工作寄存器、三個具有比較模式的靈活定時器/計(jì)數(shù)器、內(nèi)部和外部中斷、串行可編程 USART、面向字節(jié)的兩線串行接口、SPI 串行端口、6 通道 10 位 A/D 轉(zhuǎn)換器（TQFP 和 QFN/MLF 封裝中的 8 通道）、帶內(nèi)部可編程看門狗定時器振蕩器，以及五種軟件可選的省電模式。該設(shè)備的工作電壓為 1.8-5.5 伏。

通過在單個時鐘周期內(nèi)執(zhí)行強(qiáng)大的指令，該器件實(shí)現(xiàn)了接近每 MHz 1 MIPS 的吞吐量，平衡了功耗和處理速度。

ATmega328是 Atmel 在 megaAVR 系列中創(chuàng)建的??單芯片微控制器（后來 Microchip Technology 于 2016 年收購了 Atmel）。它具有改進(jìn)的哈佛架構(gòu) 8 位 RISC 處理器內(nèi)核。ATmega328 是高級虛擬 RISC (AVR) 微控制器。它支持8位數(shù)據(jù)處理。ATmega-328 具有 32KB 內(nèi)部閃存。

ATmega328 具有 1KB 電可擦除可編程只讀存儲器 (EEPROM)。該屬性表示如果給微控制器供電的電源被移除，即使這樣，它也可以存儲數(shù)據(jù)并在提供電源后提供結(jié)果。此外，ATmega-328 具有 2KB 靜態(tài)隨機(jī)存取存儲器 (SRAM)。其他特性將在后面解釋。ATmega 328 具有多種不同的功能，使其成為當(dāng)今市場上最受歡迎的設(shè)備。這些特性包括先進(jìn)的 RISC 架構(gòu)、良好的性能、低功耗、具有獨(dú)立振蕩器的實(shí)時計(jì)數(shù)器、6 個 PWM 引腳、可編程串行 USART、用于軟件安全的編程鎖、高達(dá) 20 MIPS 的吞吐量等。有關(guān) ATmega 328 的更多詳細(xì)信息將在本節(jié)稍后給出。

ATmega328 是 Microchip 制造的 8 位、28 引腳 AVR 微控制器，遵循 RISC 架構(gòu)，具有 32KB 的閃存型程序存儲器。

Atmega328 是微控制器，用于基本的 Arduino 板，即 Arduino UNO、Arduino Pro Mini 和 Arduino Nano。

它有一個 1KB 的 EEPROM 存儲器，它的 SRAM 存儲器是 2KB。

它有 8 個用于 ADC 操作的引腳，它們?nèi)拷M合形成 PortA（PA0 – PA7）。

它還有 3 個內(nèi)置定時器，其中兩個是 8 位定時器，第三個是 16 位定時器。

你一定聽說過 Arduino UNO，UNO 是基于 atmega328 微控制器的。這是UNO的心。它的工作電壓范圍為 3.3V 至 5.5V，但通常我們使用 5V 作為標(biāo)準(zhǔn)。

其出色的特性包括成本效益、低功耗、用于安全目的的編程鎖定、帶有獨(dú)立振蕩器的實(shí)時計(jì)數(shù)器。

它通常用于嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用程序。你應(yīng)該看看這些現(xiàn)實(shí)生活中的嵌入式系統(tǒng)示例，我們可以使用這個微控制器來設(shè)計(jì)所有這些示例。

力量

Arduino Nano 可以通過 Mini-B USB 連接、6-20V 非穩(wěn)壓外部電源（引腳 30）或 5V 穩(wěn)壓外部電源（引腳 27）供電。電源自動選擇最高電壓源。?

記憶

ATmega328 有 32 KB，（也有 2 KB 用于引導(dǎo)加載程序。ATmega328 有 2 KB 的 SRAM 和 1 KB 的 EEPROM。?

輸入和輸出

Nano 上的 14 個數(shù)字引腳中的每一個都可以用作輸入或輸出，使用 pinMode()、digitalWrite() 和 digitalRead() 函數(shù)。它們的工作電壓為 5 伏。每個引腳可提供或接收最大 40 mA 的電流，并具有 20-50 kOhms 的內(nèi)部上拉電阻（默認(rèn)斷開）。此外，一些引腳具有特殊功能：

串行：0（RX）和 1（TX）。用于接收 (RX) 和發(fā)送 (TX) TTL 串行數(shù)據(jù)。這些引腳連接到 FTDI USB 轉(zhuǎn) TTL 串行芯片的相應(yīng)引腳。

外部中斷：2 和 3。這些引腳可配置為在低值、上升沿或下降沿或值變化時觸發(fā)中斷。有關(guān)詳細(xì)信息，請參閱 attachInterrupt() 函數(shù)。

PWM：3、5、6、9、10和11。通過analogWrite()函數(shù)提供8位PWM輸出。

SPI：10（SS）、11（MOSI）、12（味噌）、13（SCK）。這些引腳支持 SPI 通信，雖然由底層硬件提供，但目前不包含在 Arduino 語言中。

LED：13。有一個內(nèi)置LED連接到數(shù)字引腳13。當(dāng)引腳為HIGH值時，LED亮，當(dāng)引腳為LOW時，它關(guān)閉。

Nano 有 8 個模擬輸入，每個提供 10 位分辨率（即 1024 個不同的值）。默認(rèn)情況下，它們的測量范圍是從地面到 5 伏，盡管可以使用類比參考（）函數(shù)更改其范圍的上限。模擬引腳 6 和 7 不能用作數(shù)字引腳。此外，一些引腳具有特殊功能：

I2C：A4 (SDA) 和 A5 (SCL)。使用 Wire 庫（Wiring 網(wǎng)站上的文檔）支持 I2C (TWI) 通信。

板上還有其他幾個引腳：

AREF。模擬輸入的參考電壓。與analogReference() 一起使用。

重置。將此線拉低以重置微控制器。通常用于將重置按鈕添加到屏蔽板上的屏蔽層。

溝通

Arduino Nano 具有許多用于與計(jì)算機(jī)、另一個 Arduino 或其他微控制器通信的設(shè)施。ATmega328 提供 UART TTL (5V) 串行通信，可在數(shù)字引腳 0 (RX) 和 1 (TX) 上使用。板上的 FTDI FT232RL 通過 USB 引導(dǎo)這種串行通信，F(xiàn)TDI 驅(qū)動程序（包括在 Arduino 軟件中）為計(jì)算機(jī)上的軟件提供虛擬 com 端口。Arduino 軟件包括一個串行監(jiān)視器，它允許向 Arduino 板發(fā)送和從 Arduino 板發(fā)送簡單的文本數(shù)據(jù)。當(dāng)數(shù)據(jù)通過 FTDI 芯片和 USB 連接傳輸?shù)接?jì)算機(jī)時，板上的 RX 和 TX LED 將閃爍（但不用于引腳 0 和 1 上的串行通信）。SoftwareSerial 庫允許在 Nano 的任何數(shù)字引腳上進(jìn)行串行通信。ATmega328 還支持 I2C (TWI) 和 SPI 通信。Arduino 軟件包含一個 Wire 庫以簡化 I2C 總線的使用。要使用 SPI 通信，請參閱 ATmega328 數(shù)據(jù)表。?

編程

Arduino Nano 可以使用 Arduino 軟件（下載）進(jìn)行編程。從“工具”>“板”菜單中選擇“Arduino Duemilanove 或 Nano w/ ATmega328”（根據(jù)板上的微控制器）。Arduino Nano 上的 ATmega328 預(yù)燒了一個引導(dǎo)加載程序，允許您在不使用外部硬件編程器的情況下上傳新代碼。它使用原始的 STK500 協(xié)議進(jìn)行通信。您還可以繞過引導(dǎo)加載程序并使用 Arduino ISP 或類似工具通過 ICSP（在線串行編程）接頭對微控制器進(jìn)行編程。?

自動（軟件）復(fù)位

Arduino Nano 不需要在上傳之前物理按下重置按鈕，而是以允許通過連接計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的軟件重置的方式設(shè)計(jì)。FT232RL 的硬件流控制線 (DTR) 之一通過 100 納法電容連接到 ATmega328 的復(fù)位線。當(dāng)這條線被置位（拉低）時，復(fù)位線下降到足以復(fù)位芯片。Arduino 軟件使用此功能讓您只需在 Arduino 環(huán)境中按下上傳按鈕即可上傳代碼。這意味著引導(dǎo)加載程序可以有更短的超時時間，因?yàn)?DTR 的降低可以與上傳的開始很好地協(xié)調(diào)。此設(shè)置還有其他含義。當(dāng) Nano 連接到運(yùn)行 Mac OS X 或 Linux 的計(jì)算機(jī)時，每次從軟件（通過 USB）建立連接時，它都會重置。在接下來的半秒左右，引導(dǎo)加載程序在 Nano 上運(yùn)行。雖然它被編程為忽略格式錯誤的數(shù)據(jù)（即除了上傳新代碼之外的任何內(nèi)容），但它會在打開連接后截取發(fā)送到電路板的前幾個字節(jié)的數(shù)據(jù)。如果板上運(yùn)行的草圖在第一次啟動時收到一次性配置或其他數(shù)據(jù)，請確保與之通信的軟件在打開連接后和發(fā)送此數(shù)據(jù)之前等待一秒鐘。

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