Arduino之Arduino UNO数据手册

概述

Arduino UNO是基于ATmega328P的Arduino开发板。它有14个数字输入/输出引脚（其中6个可用于PWM输出）、6个模拟输入引脚，一个16 MHz的晶体振荡器，一个USB接口，一个DC接口，一个ICSP接口，一个复位按钮。它包含了微控制器所需的一切，你只用简单地把它连接到计算机的USB接口，或者使用AC-DC适配器，再或者用电池，就可以驱动它。
“Uno” 在意大利语中意思是“一”。Arduino UNO是Arduino系列的一号开发板，Arduino IDE 1.0是Arduino IDE的第一个正式版本，Arduino UNO硬件和Arduino IDE软件建立了一套Arduino开发标准，此后的Arduino开发板和衍生产品都是在这个标准上建立起来的

技术参数

型号	Arduino UNO
微控制器	ATmega328P
工作电压	5 V
输入电压（推荐）	7-12 V
输入电压（极限）	6-20 V
数字I/O引脚	14
PWM通道	6
模拟输入通道（ADC）	6
每个I/O直流输出能力	20 mA
3.3V端口输出能力	50 mA
Flash	32 KB（其中引导程序使用0.5 KB）
SRAM	2 KB
EEPROM	1 KB
时钟速度	16 MHz
板载LED引脚	13
长度	68.6 mm
宽度	53.4 mm
重量	25 g

编程

可通过Arduino IDE对Arduino UNO编程。
在Arduino UNO使用ATmega328 芯片上，存储有bootloader程序，使得用户可以上传程序到开发板上，而不需要使用额外的编程器。这个上传程序的过程使用STK500协议完成。
你也可以不使用bootloader，通过ICSP接口连接编程器给Arduino UNO上传程序。

注意事项

Arduino Uno上有一个自恢复保险丝，当短路或过流时，电流超过500mA，其可以自动断开供电，从而保护计算机的USB端口和Arduino。虽然大多数计算机USB端口都提供了内部保护，但是此保险丝可以提供了额外的保护。

电源

可以通过USB口或者直流电源座给Arduino Uno供电。Arduino UNO带有自动切换电源功能。
电源引脚如下：

Vin
电源输入引脚。当使用外部电源通过DC电源座供电时，这个引脚可以输出电源电压。

5V
5V电源引脚。使用USB供电时，直接输出USB提供的5V电压；使用外部电源供电时，输出稳压后的5V电压。

3V3
3.3V 电源引脚。最大输出能力为50 mA。

GND
接地引脚

IOREF
I/O参考电压。其他设备可通过该引脚识别开发板I/O参考电压。

存储空间

ATmega328 有32KB Flash存储空间（其中0.5KB被用于存储bootloader），2KB 的SRAM和1KB 的EEPROM。
可以使用官方提供的EEPROM库读写EEPROM空间。

输入输出

Arduino Uno有14个数字输入输出引脚，可使用 pinMode()、digitalWrite() 和 digitalRead() 控制。
其中一些带有特殊功能，这些引脚如下

Serial
0（RX）、1（TX），被用于接收和发送串口数据。这两个引脚通过连接到ATmega16u2来与计算机进行串口通信。

外部中断
2、3，可以输入外部中断信号。中断有四种触发模式：低电平触发、电平改变触发、上升沿触发、下降沿触发。

PWM输出：
3、5、6、9、10、11，可用于输出8-bit PWM波。对应函数 analogWrite() 。

SPI：
10（SS）、11（MOSI）、12（MISO）、13（SCK），可用于SPI通信。可以使用官方提供的SPI库操纵。

L-LED：
13。13号引脚连接了一个LED，当引脚输出高电平时打开LED，当引脚输出低电平时关闭LED。

TWI：
A4（SDA）、A5（SCL）和TWI接口，可用于TWI通信，兼容I²C通信。可以使用官方提供的Wire库操纵。

Arduino Uno 6个模拟输入引脚，可使用analogRead()读取模拟值。每个模拟输入都有10位分辨率（即1024个不同的值）。默认情况下，模拟输入电压范围为0～5V，可使用 AREF引脚和analogReference()函数设置其他参考电压。

相关引脚如下：

AREF：

模拟输入参考电压输入引脚。

Reset：

复位端口。接低电平会使Arduino复位，复位按键按下时，会使该端口接到低电平，从而让Arduino复位。

指示灯（LED)

Arduino UNO带有4个LED指示灯，作用分别如下：

ON：
电源指示灯。当Arduino通电时，ON灯会点亮。

TX：

串口发送指示灯。当使用USB连接到计算机且Arduino向计算机传输数据时，TX灯会点亮。

RX：

串口接收指示灯。当使用USB连接到计算机且Arduino接收到计算机传来的数据时，RX灯会点亮

L：

可编程控制指示灯。该LED通过特殊电路连接到Arduino的13号引脚，当13号引脚为高电平或高阻态时，该LED 会点亮；低电平时，不会点亮。可以通过程序或者外部输入信号，控制该LED亮灭。

通信

Arduino UNO具备多种通信接口，可以和计算机、其他Arduino或者其他控制器通信。

ATmega328 提供了UART TTL (5V)串口通信，其位于0 (RX) 和1 (TX)两个引脚上。Uno上的ATmega16U2会在计算机上模拟出一个USB串口，使得ATmega328 能和计算机通信。Arduino IDE提供了串口监视器，使用它可以收发简单文本数据。Uno上的RX\TX两个LED可以指示当前Uno的通信状态。

SoftwareSerial库可以将Uno的任意数字引脚模拟成串口，从而进行串口通信。

ATmega328也支持I2C (TWI)和SPI通信。Arduino IDE自带的Wire库，可用于驱动I2C总线，自带的SPI库，可用于SPI通信。

自动复位

一些开发板在上传程序前需要手动复位，而Arduino Uno的设计不需要如此，在Arduino Uno连接电脑后可以由程序控制其复位。在ATmega16U2上的DTR信号端，经过一个100nf 的电容，连接到ATmega328 的复位引脚。

当计算机发出DTR信号时（低电平），复位端将得到一个足够长的脉冲信号，从而复位ATmega328。在Arduino IDE中点击上传程序，在上传前即会触发复位，从而运行引导程序，完成程序上传。