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Arduino UNO R3 SMD試用(一)——硬件分析及改進(jìn)建議
- [導(dǎo)讀]
- 本文對(duì)于Arduino UNO的硬件進(jìn)行了分析，并且分享了筆者自己對(duì)于UNO的一點(diǎn)改進(jìn)建議！
對(duì)于Arduino開(kāi)發(fā)板，自己有一些了解，因其開(kāi)源而廣為人知。一直想試試看，這次正好借這次評(píng)估的機(jī)會(huì)好好學(xué)習(xí)一下。
這是第一次在論壇申請(qǐng)?jiān)u測(cè)開(kāi)發(fā)板，很高興通過(guò)了？爝f送到是很驚訝---這么快!才開(kāi)快遞包裝時(shí)更驚訝了----竟然是全新，未拆封過(guò)的!
包裝盒里硬件方面只有一塊UNO R3 SMD主板，沒(méi)有提供數(shù)據(jù)線，因?yàn)椴捎玫氖荰ype-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(jì)有些人沒(méi)有。不過(guò)幸好我有!
通過(guò)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(shí)無(wú)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(shí)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(gè)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(méi)有使用這個(gè)3.3V.有一個(gè)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(huì)通過(guò)第二張圖中的MOSFET把USB供電斷開(kāi)，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(jī)，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(shí)要注意外部電路能否耐受5V輸入!
該開(kāi)發(fā)板采用的是ATmega16u2作為作為USB轉(zhuǎn)232的接口芯片(實(shí)際上ATmega16u2是一個(gè)AVR系列的MCU，通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)USB轉(zhuǎn)串口的功能，而且這個(gè)USB也不是真正的硬件USB，而是通過(guò)軟件模擬的USB)。
UNO R3 SMD在正面提供了UCSP接口以及4個(gè)LED，復(fù)位按鍵，USB接口以及擴(kuò)展板接口(它有14個(gè)數(shù)字輸入/輸出引腳(其中6可作為PWM輸出)，6個(gè)模擬輸入)
如上圖所示，幾個(gè)重要的部分， 用彩框標(biāo)出，同時(shí)我們還可以通過(guò)開(kāi)發(fā)板上印制的內(nèi)容來(lái)了解相關(guān)的資源配置。 UNO R3 SMD的標(biāo)注非常人性化，很實(shí)用! 其中4個(gè)LED指示燈，可以看出上面標(biāo)有：TX、RX、ON、L四個(gè)字樣，其中TX、RX是串口的發(fā)送和接受的指示燈，收發(fā)時(shí)閃爍，查原理圖和實(shí)際操作可知分別對(duì)應(yīng)綠色和紅色LED;ON是對(duì)應(yīng)綠色LED的5V電源指示燈，上電即亮。最后一個(gè)L為橙黃色LED，是一個(gè)可編程的LED，與D13接口相連，最簡(jiǎn)單的電燈程序就用它了。
此外，擴(kuò)展板接口標(biāo)注也非常清楚。可以看出數(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(duì)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(cuò)線了!
背面同樣保持傳統(tǒng)，印刷有更詳細(xì)的板子信息：
開(kāi)發(fā)板的主控芯片ATmega328在出廠時(shí)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(guò)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(gè)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(kuò)展板時(shí)，擴(kuò)展板可以大一些也不干涉;其次，Micro-USB接口的USB線對(duì)于用安卓手機(jī)的人來(lái)說(shuō)是必備之物，不像Type-B-USB數(shù)據(jù)線，估計(jì)有些人會(huì)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(kuò)展板需要額外供電，就在擴(kuò)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(shí)現(xiàn),這樣成本會(huì)低一些，驅(qū)動(dòng)也會(huì)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(jì)等傳感器，可用性會(huì)更高!
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