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Arduino UNO R3 SMD試用(一)——硬件分析及改進(jìn)建議

2022-03-28
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作者：yang_alex
來源：21ic

[導(dǎo)讀]
本文對于Arduino UNO的硬件進(jìn)行了分析，并且分享了筆者自己對于UNO的一點改進(jìn)建議！

對于Arduino開發(fā)板，自己有一些了解，因其開源而廣為人知。一直想試試看，這次正好借這次評估的機會好好學(xué)習(xí)一下。

這是第一次在論壇申請評測開發(fā)板，很高興通過了�？爝f送到是很驚訝---這么快!才開快遞包裝時更驚訝了----竟然是全新，未拆封過的!

包裝盒里硬件方面只有一塊UNO R3 SMD主板，沒有提供數(shù)據(jù)線，因為采用的是Type-B-USB接口，因此需要自備一根Type-B-USB數(shù)據(jù)線。這根線比較少用到，估計有些人沒有。不過幸好我有!

通過查找相關(guān)技術(shù)資料得知，UNO R3 SMD技術(shù)規(guī)格入下：

工作電壓： 5V

輸入電壓：接上USB時無須外部供電或外部7V~12V DC輸入(推薦7-12V ，限制6-20V)

輸出電壓： 5V DC輸出和3.3V DC輸出

微處理器： ATmega328

時鐘頻率： 16 MHz

Flash 內(nèi)存： 32 KB (ATmega328) (0.5 KB用于引導(dǎo)程序)

SRAM ： 2 KB (ATmega328)

EEPROM： 1 KB (ATmega328)

數(shù)字I/O端口： 14(4個PWM輸出口)

模擬輸入端口： 6

I/O端口電流： 40mA

3.3V端口電流： 50mA

支持USB接口協(xié)議及供電(不需外接電源)

支持ISP下載功能

Bootloader：Arduino Uno

尺寸：75x55x15mm

UNO R3 SMD的電源的輸入分為兩部分，用戶可以選擇使用USB電源，也可以選擇+7V～+12V DC電源作為輸入。從電路原理圖中可以看出，3.3V是供給外設(shè)使用的，UNO R3 SMD板上的器件并沒有使用這個3.3V.有一個地方大家注意下，就是外部DC電源和USB供電的切換：如果外部DC供電，他會通過第二張圖中的MOSFET把USB供電斷開，防止外部DC反灌電腦USB導(dǎo)致?lián)p壞!

UNO R3 SMD的主控芯片是Atmel的AVR單片機，表貼的ATmega328。他的工作電壓是5V。所以大家在接外部電路，尤其是傳感器芯片時要注意外部電路能否耐受5V輸入!

該開發(fā)板采用的是ATmega16u2作為作為USB轉(zhuǎn)232的接口芯片(實際上ATmega16u2是一個AVR系列的MCU，通過編程實現(xiàn)USB轉(zhuǎn)串口的功能，而且這個USB也不是真正的硬件USB，而是通過軟件模擬的USB)。

UNO R3 SMD在正面提供了UCSP接口以及4個LED，復(fù)位按鍵，USB接口以及擴展板接口(它有14個數(shù)字輸入/輸出引腳(其中6可作為PWM輸出)，6個模擬輸入)

如上圖所示，幾個重要的部分，用彩框標(biāo)出，同時我們還可以通過開發(fā)板上印制的內(nèi)容來了解相關(guān)的資源配置。 UNO R3 SMD的標(biāo)注非常人性化，很實用! 其中4個LED指示燈，可以看出上面標(biāo)有：TX、RX、ON、L四個字樣，其中TX、RX是串口的發(fā)送和接受的指示燈，收發(fā)時閃爍，查原理圖和實際操作可知分別對應(yīng)綠色和紅色LED;ON是對應(yīng)綠色LED的5V電源指示燈，上電即亮。最后一個L為橙黃色LED，是一個可編程的LED，與D13接口相連，最簡單的電燈程序就用它了。

此外，擴展板接口標(biāo)注也非常清楚�？梢钥闯鰯�(shù)字接口和模擬輸入接口。配合原理圖可以知道相應(yīng)接口的復(fù)用功能，下面給出管腳分布圖。除了板上對應(yīng)部位標(biāo)注外，在接插件上也有明顯標(biāo)注，這下就不容易接錯線了!

背面同樣保持傳統(tǒng)，印刷有更詳細(xì)的板子信息：

開發(fā)板的主控芯片ATmega328在出廠時就已經(jīng)燒錄了Arduino的Bootloader，因此我們不需要使用其他的編程燒錄工具，只要通過串口就可直接把編譯好的程序下載到板上的ATmega328，方便了許多。如果不小心擦除了Arduino的Bootloader程序也不要緊，UNO R3 SMD板留有UCSP接口，可以利用ATMEL的ISP程序和下載工具重新燒錄Arduino的Bootloader程序到板上的ATmega328中去。

幾個建議：

1、Type-B-USB接口改成我們現(xiàn)在常用的Micro-USB接口，一方面可以使板子的整體厚度減少，這樣增加擴展板時，擴展板可以大一些也不干涉;其次，Micro-USB接口的USB線對于用安卓手機的人來說是必備之物，不像Type-B-USB數(shù)據(jù)線，估計有些人會找不到。

2、取消DC接口，只保留USB供電。板上器件所需電源，有Micro-USB供電就已經(jīng)足夠了。如果擴展板需要額外供電，就在擴展板上增加電源好了。

3、USB轉(zhuǎn)串口芯片可以從ATmega16u2換成CH340芯片實現(xiàn),這樣成本會低一些，驅(qū)動也會比較好解決。

4、板子上空余的地方還是挺大的，再增加一些常用傳感器芯片，如溫度、加速度計等傳感器，可用性會更高!

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