Arduino UNO R3 (CH340G)基础篇

目录

Arduino Uno R3 (CH340G)引脚分配图

Arduino Uno 板载指示灯

Arduino Uno引脚分配 - 电源

Arduino Uno引脚分配 - 数字引脚

数字电平

PWM

Arduino Uno引脚分配 - 模拟输入

Arduino Uno引脚定义 - ICSP插头

串行通信

SPI

I2C

  Arduino Uno R3(CH340G)微控制器采用ATmega328P。Arduino Uno开发板的引脚分配图包含14个数字引脚、6个模拟输入、电源插孔、USB连接和ICSP插头。

参数列表：

参考Arduino官网资料

https://store.arduino.cc/usa/arduino-uno-rev3

Arduino Uno可以使用三种方式供电：

● 直流电源插孔 -可以使用DC电源插孔为开发板供电。供电范围可以是5-20V，但制造商建议将其保持在7-12V之间。

● VIN引脚 - 该引脚用于使用外部电源为开发板供电。

● USB电缆 - 连接到计算机时，提供500mA/5V电压。

●    5v和3v3

提供稳压的5V和3.3v，向外部组件供电。

●    GND

在Arduino Uno引脚分配图中，GND引脚它们都是互连的。

GND引脚用于闭合电路回路，并在整个电路中提供一个公共逻辑参考电平。务必确保所有的GND（Arduino、外设和组件）相互连接并且有共同点。

●    RES - 复位Arduino开发板。

Arduino Uno的引脚0-13用作数字输入/输出引脚。其中，引脚13连接到板载的LED指示灯；引脚3、5、6、9、10、11具有PWM功能(表示符号~)。串行通信发生在数字引脚0（RX）和1（TX），在上传程序时引脚0,1勿连接其他元器件。

注意

●    每个引脚可提供/接收最高40 mA的电流。但推荐的电流是20毫安。

●    所有引脚提供的绝对最大电流为200mA。

数字电平：用数字0或1来表示电压，1表示高电平，0表示低电平。Arduino上的数字引脚可以为输入引脚也可以为输出的引脚，由用户编程确定。数字引脚可以打开或关闭。开启时，它们处于5V的高电平状态，当关闭时，它们处于0V的低电平状态。

当数字引脚配置为输出时，设置为0或5V。

当数字引脚配置为输入时，电压由外部设备提供。该电压可以在0-5V之间变化，并转换成数字表示（0或1），数字电平电压阈值：

●    低于0.8v - 视为0。

●    高于2.0v - 视为1。

PWM，也就是脉冲宽度调制，用于将一段信号编码为脉冲信号（一般是方波信号）。是在数字电路中 达到 模拟输出效果的一种手段。即：使用数字控制产生占空比不同的方波（一个不停在开与关之间切换的信号)来控制模拟输出。我们要在数字电路中输出模拟信号，就可以使用PWM技术实现。在嵌入式开发中，我们常用PWM来驱动LED的暗亮程度，电机的转速等。

 PWM由两个关键部分组成：频率和占空比。PWM频率决定了完成单个周期（周期）所需的时间以及信号从高到低的波动速度。占空比决定信号在总时间段内保持高电平的时间。占空比以百分比表示。

在Arduino中，支持PWM的引脚产生约500Hz的恒定频率，而占空比根据用户设置的参数而变化。见下图：

PWM在编程中使用analogWrite(pin, X);   //pin为引脚，X取值0~255。

可参考Arduino官网资料

https://www.arduino.cc/reference/en/language/functions/analog-io/analogwrite/

Arduino Uno有6个模拟引脚A0-A5，它们作为ADC（模数转换器）使用。

这些引脚用作模拟输入，但也可用作数字输入或数字输出。

模数转换

Arduino引脚A0-A5能够读取模拟电压。在Arduino上，ADC具有10位分辨率，这意味着它可以通过1024个数字电平表示模拟电压。 编程中读取和输出的数字范围0~1024。

ICSP表示在线串行编程。该名称源自在系统编程（ISP）。Arduino相关的制造商，如Atmel，开发了自己的在线串行编程插头。这些引脚使用户能够编程Arduino开发板上的固件。Arduino开发板上有6个ICSP引脚，可通过编程电缆连接到编程器设备。

串行通信用于在Arduino板和其他串行设备（如计算机，显示器，传感器等）之间交换数据。Arduino UNO串行通信发生在数字引脚0（RX）和1（TX）以及USB上。Arduino也支持通过数字引脚与SoftwareSerial Library进行串行通信（软串口）。这允许用户连接多个支持串行的设备，并保留主串行端口可用于USB。

软件串行和硬件串行 - 大多数微控制器都具有用于与其他串行设备进行通信的硬件。软件串行端口使用引脚更改中断系统进行通信。有一个用于软件串行通信的内置库。处理器使用软件串行来模拟额外的串行端口。软件串行唯一的缺点是它需要更多的处理，并且不能支持与硬件串行相同的高速。

软串口的使用可参考Arduino官网资料

https://www.arduino.cc/en/Reference/SoftwareSerial

SPI - SS / SCK / MISO / MOSI引脚是SPI通信的专用引脚。它们可以在Arduino Uno的数字引脚10-13和ICSP插头上找到。

串行外设接口（Serial Peripheral Interface，SPI）是一种串行数据协议，由微控制器用来与总线中的一个或多个外部设备进行通信，如连接。SPI也可以用来连接2个微控制器。在SPI总线上，总是有一个设备表示为主设备，其余所有设备都表示为从设备。在大多数情况下，微控制器是主设备。SS（从选择）引脚确定主器件当前正在与哪个器件通信。

SPI引脚：

●    MISO（主从输出） - 用于向主设备发送数据的线路

●    MOSI（主机输出从机输入） - 发送数据到外围设备的主机线

●    SCK（串行时钟） - 由主设备生成的用于同步数据传输的时钟信号。

I2C - SCL / SDA引脚是I2C通信的专用引脚。在Arduino Uno R3(CH340G)上有两对I2C接口，分别为A4(SDA)、A5(SCL)和数字引脚排最上方的两个接口SCL、SDA。

I2C通信协议通常称为“I2C总线”。I2C协议旨在实现单个电路板上组件之间的通信。使用I2C时，有2条通信线SCL和SDA。

●    SCL是用于同步数据传输的时钟线。

●    SDA是用于传输数据的通讯线。

I2C总线上的每个器件都有一个唯一的地址，最多可以在同一条总线上连接255个器件。

参考

https://www.yiboard.com/thread-831-1-1.html

https://www.arduino.cc