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[原]Arduino UNO的原理图

caimouse发表于 2017-06-05 09:03:44

Arduino UNO的原理图是开源的，所以可以从arduino网站上下载它：

https://www.arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardUno

原理图PDF：

https://www.arduino.cc/en/uploads/Main/Arduino_Uno_Rev3-schematic.pdf

Arduino UNO是Arduino USB接口系列的最新版本，作为Arduino平台的参考标准模板。UNO的处理器核心是ATmega328，同时具有14路数字输入/输出口（其中6路可作为PWM输出），6路模拟输入，一个16MHz晶体振荡器，一个USB口，一个电源插座，一个ICSP header和一个复位按钮。UNO已经发布到第三版，与前两版相比有以下新的特点：

在AREF处增加了两个管脚SDA和SCL，支持I2C接口；增加IOREF和一个预留管脚，将来扩展板将能兼容5V和3.3V核心板。
改进了复位电路设计
USB接口芯片由ATmega16U2替代了ATmega8U2

概要

处理器 ATmega328
工作电压 5V
输入电压（推荐） 7-12V
输入电压（范围） 6-20V
数字IO脚 14 (其中6路作为PWM输出）
模拟输入脚 6
IO脚直流电流 40 mA
3.3V脚直流电流 50 mA
Flash Memory 32 KB （ATmega328，其中0.5 KB 用于 bootloader）
SRAM 2 KB （ATmega328）
EEPROM 1 KB （ATmega328）
工作时钟 16 MHz

电路图和PCB

所有的参考设计是基于Atmega8，168，or 328，他们的管脚是兼容的

电路图 http://arduino.cc/en/uploads/Main/Arduino_Uno_Rev3-schematic.pdf
硬件设计文件（Eagle文件） http://arduino.cc/en/uploads/Main/arduino_Uno_Rev3-02-TH.zip

电源

Arduino UNO可以通过3种方式供电，而且能自动选择供电方式

外部直流电源通过电源插座供电。
电池连接电源连接器的GND和VIN引脚。
USB接口直接供电。

电源引脚说明

VIN --- 当外部直流电源接入电源插座时，可以通过VIN向外部供电；也可以通过此引脚向UNO直接供电；VIN有电时将忽略从USB或者其他引脚接入的电源。
5V --- 通过稳压器或USB的5V电压，为UNO上的5V芯片供电。
3.3V --- 通过稳压器产生的3.3V电压，最大驱动电流50mA。
GND --- 地脚。

存储器

ATmega328包括了片上32KB Flash，其中0.5KB用于Bootloader。同时还有2KB SRAM和1KB EEPROM。

输入输出

14路数字输入输出口：工作电压为5V，每一路能输出和接入最大电流为40mA。每一路配置了20-50K欧姆内部上拉电阻（默认不连接)。除此之外，有些引脚有特定的功能
- 串口信号RX（0号）、TX（1号）: 与内部 ATmega8U2 USB-to-TTL 芯片相连，提供TTL电压水平的串口接收信号。
- 外部中断（2号和3号）：触发中断引脚，可设成上升沿、下降沿或同时触发。
- 脉冲宽度调制PWM（3、5、6、9、10 、11）：提供6路8位PWM输出。
- SPI（10(SS)，11(MOSI)，12(MISO)，13(SCK)）：SPI通信接口。
- LED（13号）：Arduino专门用于测试LED的保留接口，输出为高时点亮LED，反之输出为低时LED熄灭。
6路模拟输入A0到A5：每一路具有10位的分辨率（即输入有1024个不同值），默认输入信号范围为0到5V，可以通过AREF调整输入上限。除此之外，有些引脚有特定功能
- TWI接口（SDA A4和SCL A5）：支持通信接口（兼容I2C总线）。
AREF：模拟输入信号的参考电压。
Reset：信号为低时复位单片机芯片。

通信接口

串口：ATmega328内置的UART可以通过数字口0（RX）和1（TX）与外部实现串口通信；ATmega16U2可以访问数字口实现USB上的虚拟串口。
TWI（兼容I2C）接口：
SPI 接口：

下载程序

Arduino UNO上的ATmega328已经预置了bootloader程序，因此可以通过Arduino软件直接下载程序到UNO中，参见[[]]。
可以直接通过UNO上ICSP header直接下载程序到ATmega328，参见[[]]。
ATmega16U2的Firmware（固件）也可以通过DFU工具升级，参见[[]]。

物理特征

Arduino UNO的最大尺寸为2.7 x 2.1 inches。

注意要点

Arduino UNO上USB口附近有一个可重置的保险丝，对电路起到保护作用。当电流超过500mA是会断开USB连接。
Arduino UNO提供了自动复位设计，可以通过主机复位。这样通过Arduino软件下在程序到UNO中软件可以自动复位，不需要在复位按钮。在印制板上丝印"RESET EN"处可以使能和禁止该功能。