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自制一块Arduino Nano

2022-7-21 06:10:25 1629 微控制器开源分享

0 描述这是一个简单的 nano，它使用 Type C 连接器，而不是传统的 Arduino-nano 连接器，更方便用户使用高性能 Microchip 8 位 AVR？基于 RISC 的微控制器结合了具有读写功能的 32 KB ISP 闪存、1 KB EEPROM、2 KB SRAM、23 个通用 I/O 线、32 个通用工作寄存器、三个具有比较模式的灵活定时器/计数器、内部和外部中断、串行可编程 USART、面向字节的两线串行接口、SPI 串行端口、6 通道 10 位 A/D 转换器（TQFP 和 QFN/MLF 封装中的 8 通道）、带内部可编程看门狗定时器振荡器，以及五种软件可选的省电模式。该设备的工作电压为 1.8-5.5 伏。通过在单个时钟周期内执行强大的指令，该器件实现了接近每 MHz 1 MIPS 的吞吐量，平衡了功耗和处理速度。 ATmega328是 Atmel 在 megaAVR 系列中创建的单芯片微控制器（后来 Microchip Technology 于 2016 年收购了 Atmel）。它具有改进的哈佛架构 8 位 RISC 处理器内核。ATmega328 是高级虚拟 RISC (AVR) 微控制器。它支持8位数据处理。ATmega-328 具有 32KB 内部闪存。 ATmega328 具有 1KB 电可擦除可编程只读存储器 (EEPROM)。该属性表示如果给微控制器供电的电源被移除，即使这样，它也可以存储数据并在提供电源后提供结果。此外，ATmega-328 具有 2KB 静态随机存取存储器 (SRAM)。其他特性将在后面解释。ATmega 328 具有多种不同的功能，使其成为当今市场上最受欢迎的设备。这些特性包括先进的 RISC 架构、良好的性能、低功耗、具有独立振荡器的实时计数器、6 个 PWM 引脚、可编程串行 USART、用于软件安全的编程锁、高达 20 MIPS 的吞吐量等。有关 ATmega 328 的更多详细信息将在本节稍后给出。 ATmega328 是 Microchip 制造的 8 位、28 引脚 AVR 微控制器，遵循 RISC 架构，具有 32KB 的闪存型程序存储器。 Atmega328 是微控制器，用于基本的 Arduino 板，即 Arduino UNO、Arduino Pro Mini 和 Arduino Nano。它有一个 1KB 的 EEPROM 存储器，它的 SRAM 存储器是 2KB。它有 8 个用于 ADC 操作的引脚，它们全部组合形成 PortA（PA0 – PA7）。它还有 3 个内置定时器，其中两个是 8 位定时器，第三个是 16 位定时器。你一定听说过 Arduino UNO，UNO 是基于 atmega328 微控制器的。这是UNO的心。它的工作电压范围为 3.3V 至 5.5V，但通常我们使用 5V 作为标准。其出色的特性包括成本效益、低功耗、用于安全目的的编程锁定、带有独立振荡器的实时计数器。它通常用于嵌入式系统应用程序。你应该看看这些现实生活中的嵌入式系统示例，我们可以使用这个微控制器来设计所有这些示例。力量 Arduino Nano 可以通过 Mini-B USB 连接、6-20V 非稳压外部电源（引脚 30）或 5V 稳压外部电源（引脚 27）供电。电源自动选择最高电压源。记忆 ATmega328 有 32 KB，（也有 2 KB 用于引导加载程序。ATmega328 有 2 KB 的 SRAM 和 1 KB 的 EEPROM。输入和输出 Nano 上的 14 个数字引脚中的每一个都可以用作输入或输出，使用 pinMode()、digitalWrite() 和 digitalRead() 函数。它们的工作电压为 5 伏。每个引脚可提供或接收最大 40 mA 的电流，并具有 20-50 kOhms 的内部上拉电阻（默认断开）。此外，一些引脚具有特殊功能：串行：0（RX）和 1（TX）。用于接收 (RX) 和发送 (TX) TTL 串行数据。这些引脚连接到 FTDI USB 转 TTL 串行芯片的相应引脚。外部中断：2 和 3。这些引脚可配置为在低值、上升沿或下降沿或值变化时触发中断。有关详细信息，请参阅 attachInterrupt() 函数。 PWM：3、5、6、9、10和11。通过analogWrite()函数提供8位PWM输出。 SPI：10（SS）、11（MOSI）、12（味噌）、13（SCK）。这些引脚支持 SPI 通信，虽然由底层硬件提供，但目前不包含在 Arduino 语言中。 LED：13。有一个内置LED连接到数字引脚13。当引脚为HIGH值时，LED亮，当引脚为LOW时，它关闭。 Nano 有 8 个模拟输入，每个提供 10 位分辨率（即 1024 个不同的值）。默认情况下，它们的测量范围是从地面到 5 伏，尽管可以使用类比参考（）函数更改其范围的上限。模拟引脚 6 和 7 不能用作数字引脚。此外，一些引脚具有特殊功能： I2C：A4 (SDA) 和 A5 (SCL)。使用 Wire 库（Wiring 网站上的文档）支持 I2C (TWI) 通信。板上还有其他几个引脚： AREF。模拟输入的参考电压。与analogReference() 一起使用。重置。将此线拉低以重置微控制器。通常用于将重置按钮添加到屏蔽板上的屏蔽层。沟通 Arduino Nano 具有许多用于与计算机、另一个 Arduino 或其他微控制器通信的设施。ATmega328 提供 UART TTL (5V) 串行通信，可在数字引脚 0 (RX) 和 1 (TX) 上使用。板上的 FTDI FT232RL 通过 USB 引导这种串行通信，FTDI 驱动程序（包括在 Arduino 软件中）为计算机上的软件提供虚拟 com 端口。Arduino 软件包括一个串行监视器，它允许向 Arduino 板发送和从 Arduino 板发送简单的文本数据。当数据通过 FTDI 芯片和 USB 连接传输到计算机时，板上的 RX 和 TX LED 将闪烁（但不用于引脚 0 和 1 上的串行通信）。SoftwareSerial 库允许在 Nano 的任何数字引脚上进行串行通信。ATmega328 还支持 I2C (TWI) 和 SPI 通信。Arduino 软件包含一个 Wire 库以简化 I2C 总线的使用。要使用 SPI 通信，请参阅 ATmega328 数据表。编程 Arduino Nano 可以使用 Arduino 软件（下载）进行编程。从“工具”>“板”菜单中选择“Arduino Duemilanove 或 Nano w/ ATmega328”（根据板上的微控制器）。Arduino Nano 上的 ATmega328 预烧了一个引导加载程序，允许您在不使用外部硬件编程器的情况下上传新代码。它使用原始的 STK500 协议进行通信。您还可以绕过引导加载程序并使用 Arduino ISP 或类似工具通过 ICSP（在线串行编程）接头对微控制器进行编程。自动（软件）复位 Arduino Nano 不需要在上传之前物理按下重置按钮，而是以允许通过连接计算机上运行的软件重置的方式设计。FT232RL 的硬件流控制线 (DTR) 之一通过 100 纳法电容连接到 ATmega328 的复位线。当这条线被置位（拉低）时，复位线下降到足以复位芯片。Arduino 软件使用此功能让您只需在 Arduino 环境中按下上传按钮即可上传代码。这意味着引导加载程序可以有更短的超时时间，因为 DTR 的降低可以与上传的开始很好地协调。此设置还有其他含义。当 Nano 连接到运行 Mac OS X 或 Linux 的计算机时，每次从软件（通过 USB）建立连接时，它都会重置。在接下来的半秒左右，引导加载程序在 Nano 上运行。虽然它被编程为忽略格式错误的数据（即除了上传新代码之外的任何内容），但它会在打开连接后截取发送到电路板的前几个字节的数据。如果板上运行的草图在第一次启动时收到一次性配置或其他数据，请确保与之通信的软件在打开连接后和发送此数据之前等待一秒钟。 PCB 0 DIY Arduino Nano-gerber.zip 66.61 KB , 下载次数: 8
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