山寨Arduino踩坑记录

搞硬件，确实没有容易二字。最近做一个板子，准备用Arduino开发，但是又不想用现成的Arduino板子，就自己参考Arduino UNO设计了一个。理论上应该半小时搞定的事情，没成想搞了大半天，把坑记录一下，避免重复踩坑。

1. 烧录引导程序

空白的AVR芯片，要先烧录引导程序，才能用Arduino开发。
用USBtinyISP连接好自制的板子，在Arduino中烧录引导程序，结果报错。仔细一查Arduino UNO用的是ATMEGA328P，而我焊的是AEMEGA328PB，烧写时芯片签名验证失败。
ATMEGA328P的签名是0x1e 0x95 0x0f
AEMEGA328PB的签名是 0x1e 0x95 0x16
关于这两个芯片的区别，可以参考AT15007: Differences between ATmega328/P and ATmega328PB
在网上搜索了一下，用328PB也不是不可以，比如说改avrdude.conf文件中的签名，或者安装MiniCore的板子库，两种方法我都试了，没成功，懒得折腾了。把Arduino UNO上的328P拆下来换到自制板子上，烧写引导程序成功。

2. 上传程序

烧录引导程序后，就可以用串口上传程序了，结果还是报错：

avrdude: stk500_recv(): programmer is not responding
avrdude: stk500_getsync() attempt 1 of 10: not in sync: resp=0x01
avrdude: stk500_recv(): programmer is not responding
avrdude: stk500_getsync() attempt 2 of 10: not in sync: resp=0x01
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avrdude: stk500_getsync() attempt 3 of 10: not in sync: resp=0x01
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avrdude: stk500_getsync() attempt 4 of 10: not in sync: resp=0x01
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avrdude: stk500_getsync() attempt 5 of 10: not in sync: resp=0x01
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avrdude: stk500_getsync() attempt 6 of 10: not in sync: resp=0x01
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avrdude: stk500_getsync() attempt 7 of 10: not in sync: resp=0x01
avrdude: stk500_recv(): programmer is not responding
avrdude: stk500_getsync() attempt 8 of 10: not in sync: resp=0x01
avrdude: stk500_recv(): programmer is not responding
avrdude: stk500_getsync() attempt 9 of 10: not in sync: resp=0x01
avrdude: stk500_recv(): programmer is not responding
avrdude: stk500_getsync() attempt 10 of 10: not in sync: resp=0x01
Problem uploading to board.  See https://support.arduino.cc/hc/en-us/sections/360003198300 for suggestions.

折腾了半天，发现还是硬件设计上欠考虑了，只预留了串口的RX、TX和GND，RST管脚也要通过一个电容接到USB转串口芯片的DTR，因为下载过程中会对MCU进行复位。这个好办，我的Arduino UNO拆了MCU，正好可以用来上传程序，接好RX、TX、GND、+5V和RST，还是报错，最后怀疑是RX和TX串接电阻的原因，因为Arduino UNO上已经串了1K电阻，我自制的板子上也串了1K电阻，应该是电平不对，把自制板上的1K电阻短接，终于上传成功。
贴一个MiniCore的最小系统图，其中D1、R2和D2不是必须的。

用USB转串口上传程序的图如下：

Arduino Reset --> 0.1µF Capacitor --> DTR PIN
Arduino TX (Pin 1) --> RXD
Arduino RX (Pin 0) --> TXD
Arduino 5V --> +5V
Arduino GND --> GND

CP2102是3.3V电平，如果MCU是5V电平，可能会有问题，把MCU的RX和TX串接电阻改成0欧和1K，应该也可以，未验证。