Контроллер Arduino UNO R3 CH340
Это функциональный аналог основного самого популярного модуля Arduino UNO R3 содержащего микроконтроллер Atmega328. Центральный модуль микроконтроллера входящий в широкий класс устройств Arduino. Микроконтроллер модуля программируется через USB без использования специального программатора. Arduino Uno R3 CH340 выполнен с применением микросхем в планарном исполнении: МК Atmega328P-AU и преобразователь интерфейса USB-UART микросхема CH340G. Благодаря применению микросхемы микроконтроллера в SMD-корпусе возросла нагрузочная способность выходов модуля по току. Фирма Atmel ограничивает суммарный ток нагрузки выводов микроконтроллера расположенных с одной стороны корпуса микросхемы. Благодаря расположению выводов с четырех сторон нагрузочная способность модуля возросла.
Рис. 1 — Arduino UNO R3 CH340
Характеристики
- Напряжения питания:
- подаваемое на соединитель USB — 5 В
- через круглый соединитель — 7 . 12 В
- Flash — 32 КБайт за исключением 0,5 занятых загрузчиком
- SRAM — 2 КБайт
- EPROM — 1 КБайт
Характеристики модуля Arduino Uno R3 CH340 повторяют характеристики Arduino Uno R3. Во многом они определены типом использованного микроконтроллера.
Рис. 2 — Схема Arduino Uno R3 CH340
Arduino Uno R3 CH340 имеет разветвленную схему питания, в которую входят следующие основные компоненты: гнезда DC2.1 и USBB-1J, микросхемы NCP1117ST50T3G и LM358, транзистор SI2301DS(Q1). В DC2.1 вставляется штекер DJK-02A блока питания, центральный контакт – положительный полюс. Другое подключение питания проиcходит через USB-разъем тип В. Предохранитель RT защищает USB-порт компьютера от перегрузки. Он разрывает соединение, если от USB-порта потребляется ток более 500 мА, и восстанавливает соединение после остывания корпуса. Через диод D1 питание поступает на микросхему NCP1117ST50T3G стабилизатор напряжения 5 В. С его выхода поступает стабилизированное напряжение питания элементов схемы Arduino Uno R3 CH340. Микросхема LM358 анализирует уровень напряжение поступающего от лабораторного блока питания. Она работает так: если напряжение на входе «+» больше чем на входе «–», то на выходе будет напряжение питания микросхемы, иначе на ее выходе напряжение равно нулю. Благодаря делителю напряжения на резисторах R14 и R15 при напряжении на контакте 1 диода 1n4007 более 6,6 В на выходе LM358 будет 5 В, иначе 0 В.
Q1 SI2301DS – силовой Р-канальный MOSFET транзистор. Отпирающим для него является отрицательное относительно истока напряжение, приложенное к затвору и превышающее его пороговое. В Р-канальном транзисторе ток вытекает из стока в схему при приложенном отрицательном напряжении затвор-исток, сток соединен с отрицательным полюсом схемы. В состав транзистора входит диод. При открытом транзисторе ток протекает в обоих направлениях.
Рассмотрим как работает схема питания. Допустим к Arduino Uno R3 CH340 подключен только внешний блок питания напряжением 9 В. Тогда с выхода стабилизатора NCP1117ST50T3G в схему поступает 5 В. Если модуль подключен только к USB порту, то ток питания течет через предохранитель RT и диод в корпусе транзистора Q1. Теперь представим ситуацию когда подключены блок питания и USB порт. На линии питания положительного напряжения присутствует 5 В от стабилизатора. Ток от USB порта должен течь через диод, но на диоде происходит падение напряжения, а USB также содержит 5 В. Поэтому, проходя через диод напряжение от USB снизится, а на линии уже присутствует 5 В стабилизатора. Поэтому ток от USB течь не будет или скорее всего его величина будет очень малой – он может протекать только от большего к меньшему, но не наоборот. Так происходит автоматическое прекращение потребления энергии от USB порта при работе блока питания.
Если на контакте 1 диода 1n4007 напряжение снизится до уровня 6,5 В или менее, то на выходе компаратора на МС LM358 напряжение станет равным нулю, транзистор Q1 откроется и напряжение питание схемы будет поступать на контакт разъема USB. Так как там 5 В и питание USB тоже 5 В, то заметный ток не будет протекать ни в каком направлении. Возможны небольшие токи в следствии невозможности обеспечить в двух приборах абсолютно идентичных уровней 5 В. Поэтому руководствуясь принципом “береженного бог бережет” запрещается использовать блоки питания с выходным напряжением ниже 7 В при одновременном подключении к USB.
Функция компаратора на МС LM358 – сформировать сигнал при снижении питания ниже критического. Это используется при питании устройства на базе Arduino Uno R3 CH340 от батарей. Если вместо блока питания готовое устройство питается от батарей, то необходимо следить за их разрядкой по уровню выходного напряжения. В готовом устройстве нет подключения к ПК и соединитель USB можно использовать в своих целях. При разряде батарей напряжение снижается, компаратор определяя это открывает транзистор Q1 и на контакт питания соединителя порта USB поступает напряжение. Это используется для определения разряда батарей различными устройствами прибора.
Рис. 3 — Микросхема CH340G на Arduino UNO R3 CH340Микросхема CH340G обеспечивает связь с ПК через порт USB. Для удобства программирования внешних устройств, через интерфейс RS232, на плате располагается разъем X1. Напряжение 3,3 В обеспечивает стабилизатор U5 LM6206. К резистору R13 подключена кнопка сброс. С контактами МК интерфейса SPI соединен разъем для внутрисхемного программирования ICSP. Выводы МК подключены к соединителям находящимся по краям платы. Второй операционный усилитель входящий в микросхему LM358 обозначенный в схеме В соединен с контактом 13 гнезда IOL. Он обеспечивает работу индикатора L и предохраняет выход МК от токовой нагрузки светодиода.
Для отображения режима работы на плате Arduino Uno R3 CH340 расположены четыре светодиода (рис. 4):
Arduino Uno
Arduino Uno — это устройство на основе микроконтроллера ATmega328. В его состав входит все необходимое для удобной работы с микроконтроллером: 14 цифровых входов/выходов (из них 6 могут использоваться в качестве ШИМ-выходов), 6 аналоговых входов, кварцевый резонатор на 16 МГц, разъем USB, разъем питания, разъем для внутрисхемного программирования (ICSP) и кнопка сброса. Для начала работы с уcтройством достаточно просто подать питание от AC/DC-адаптера или батарейки, либо подключить его к компьютеру посредством USB-кабеля.
Характеристики
Arduino Leonardo
Общие сведения
Arduino Leonardo — это устройство на базе микроконтроллера ATmega32U4. В его состав входит все необходимое для работы с данным микроконтроллером: 20 цифровых входов/выходов (7 из которых могут работать в качестве ШИМ-выходов, 12 — в качестве аналоговых входов), кварцевый резонатор на 16 МГц, разъем микро-USB, разъем питания, разъем для внутрисхемного программирования ICSP (In-Circuit Serial Programming) и кнопка сброса. Для начала работы с Leonardo достаточно просто подать питание от AC/DC-адаптера или батареи, либо подключить его к компьютеру посредством USB-кабеля.
Отличие Leonardo от всех предыдущих плат заключается в том, что его USB-контроллер встроен непосредственно в микроконтроллер ATmega32U4, что исключает необходимость в дополнительном процессоре. Благодаря этому при подсоединении к компьютеру Leonardo может определяться не только как виртуальный (CDC) COM-порт, но и как обычная мышь или клавиатура. Кроме того, такая архитектура оказывает влияние и на поведение платы; подробнее об этом см. страницу.
Характеристики
Arduino Robot
Общие сведения
Arduino Robot — первая официальная версия Ардуино, в конструкции которого предусмотрены колеса. Робот состоит из двух плат, каждая из которых содержит свой микропроцессор. Плата приводов (Motor Board) контролирует работу двигателей, в то время, как управляющая плата (Control Board) считывает показания датчиков и принимает решения о дальнейших операциях. Каждая из двух плат представляет собой полноценное устройство Ардуино, программируемое с помощью среды разработки Arduino IDE.
Обе платы построены на базе микроконтроллера ATmega32U4, выводы которого связаны с различными приводами и датчиками на плате.
Процесс прошивки Arduino Robot полностью аналогичен Arduino Leonardo. Оба микропроцессора ATmega32U4 имеют встроенный USB-контроллер, что исключает необходимость в дополнительном процессоре. Благодаря этому, при подсоединении к компьютеру Robot может определяться как виртуальный (CDC) последовательный COM-порт.
По традиции, любой элемент платформы Ардуино — будь то аппаратные, программные средства либо документация — имеет открытый исходный код и полностью бесплатен. Благодаря этому у вас есть возможность не только детально изучить устройство Arduino Robot, но и создавать своих роботов на основе его проекта. Ардуино Robot — результат совместных усилий людей из разных стран, желающих сделать процесс познания науки доступным и захватывающим. Теперь Ардуино на колесах, поехали!
Характеристики управляющей платы (Control Board)
Arduino Esplora
Общие сведения
Arduino Esplora — это микропроцессорное устройство, спроектированное на основе Arduino Leonardo. Esplora отличается от всех предыдущих плат Arduino наличием множества встроенных, готовых к использованию датчиков для взаимодействия. Он спроектирован для тех, кто предпочитает сразу начать работу с Ардуино, не изучая перед этим электронику. Пошаговую инструкцию к Esplora вы сможете найти в руководстве Начало работы с Esplora.
Esplora имеет встроенные звуковые и световые индикаторы (для вывода информации), а также несколько датчиков (для ввода информации), таких, как джойстик, слайдер, датчик температуры, акселерометр, микрофон и световой датчик. Помимо этого, на плате есть два входных и выходных разъема Tinkerkit, а также гнездо для подключения жидкокристаллического TFT-экрана, позволяющие значительно расширить возможности устройства.
Как и на плате Leonardo, в Esplora используется AVR-микроконтроллер ATmega32U4 с кварцевым резонатором 16 МГц, а также разъем микро-USB, позволяющий устройству быть USB-гаджетом, подобно мыши или клавиатуре.
В левом верхнем углу платы находится кнопка сброса для перезагрузки устройства, а также четыре светодиода, отображающих текущее состояние:
- ON [зеленый] показывает, подключено ли к устройству питание
- L [желтый] напрямую соединен с микроконтроллером, управляется выводом 13
- RX и TX [желтые] отображают получение или передачу данных через USB
Плата содержит все необходимое для микроконтроллера; для начла работы просто подключите ее к компьютеру посредством USB-кабеля.
В Esplora встроены узлы, обеспечивающие связь через USB; при подключении к компьютеру устройство может определиться как мышь, клавиатура или виртуальный (CDC) последовательный COM-порт — в зависимости от типа устройства, плата будет вести себя по разному. Подробнее об этом написано в руководстве «Начало работы с Esplora».
Характеристики
Arduino Mega 2560
Общие сведения
Arduino Mega 2560 — это устройство на основе микроконтроллера ATmega2560. В его состав входит все необходимое для удобной работы с микроконтроллером: 54 цифровых входа/выхода (из которых 15 могут использоваться в качестве ШИМ-выходов), 16 аналоговых входов, 4 UART (аппаратных приемопередатчика для реализации последовательных интерфейсов), кварцевый резонатор на 16 МГц, разъем USB, разъем питания, разъем ICSP для внутрисхемного программирования и кнопка сброса. Для начала работы с устройством достаточно просто подать питание от AC/DC-адаптера или батарейки, либо подключить его к компьютеру посредством USB-кабеля. Arduino Mega совместим с большинством плат расширения, разработанных для Arduino Duemilanove и Diecimila.
Mega 2560 — это обновленная версия Arduino Mega.
Ардуино Mega 2560 отличается от всех предыдущих плат тем, что в нем для преобразования интерфейсов USB-UART вместо микросхемы FTDI используется микроконтроллер ATmega16U2 (ATmega8U2 в версиях платы R1 и R2).
На плате Mega 2560 версии R2 добавлен резистор, подтягивающий к земле линию HWB микроконтроллера 8U2. Подобная мера позволяет упростить процесс обновления прошивки и переход устройства в режим DFU.
Arduino UNO R3
Arduino — это семейство электронных платформ, предназначенных для изучения проектирования электроники.
Arduino UNO является самым популярным продуктом компании Arduino Software. Сразу после выхода, платформа стала продаваться сотнями тысяч штук, завоевав любовь миллионов юных радиолюбителей и породив тысячи интересных проектов.
Основой начинки платформы является микроконтроллер ATmega 328, представляющий собой логическую микросхему обработки данных с тактовой частотой 16 МГц. От нее на плату выведены 14 цифровых и 6 аналоговых портов общего назначения, а также все самые популярные интерфейсы: I2C, UART и SPI.
Основными достоинствами флагмана стали:
- Простота использования
- Быстрое изучение
- Удобная среда разработки
- Открытый исходный код
- Сообщество поклонников
- Тысячи готовых проектов
- Возможности расширения
- Широкая переферия
Arduino в цифрах
Год релиза платформы Arduino
Продуктов продается ежедневно
Различных видов платформ
Пользователей в сообществе
Технические характеристики
Микроконтроллер
Atmel ATmega328 с тактовой частотой 16 МГц
Питание платформы
Рекомендуемое напряжение: 7-12В DC, рабочее — 5В DC
Цифровые порты
14 портов ввода-вывода, 6 из которых имеют возможность вывода ШИМ сигнала
Аналоговые входы
6 шт., каждый с разрешением 10 бит (от 0 до 1024 усл. значений)
Цифровые интерфейсы
1 x I2C, 1 x SPI, 1 x UART, 1 x ICSP
Размер памяти
32Кб Флеш-памяти, 2Кб ОЗУ, 1Кб EEPROM
Размеры платы
Физические габариты платы 69 x 53 мм, вес 25г
Варианты питания
Через разъем питания, через разъем USB, через разъем Vin на контактной линейке
Токовая защита
Встроенная защита USB порта от короткого замыкания и перенапряжений
За счет открытой архитектуры и программного обеспечения с открытым исходным кодом, компании Arduino удалось выпустить инструмент, способный показать, насколько легким может стать изучение микроэлектроники, схемотехники и программирования.
Схемы платформы
Ниже представлены ссылки на скачивание всех схем Arduino UNO:
Принципиальная схема, файлы EAGLE и распиновка платыПринципиальная схема
Файлы трассировки .EAGLE
Контактная распиновка платы
Datasheet для ATmega328
Распиновка Arduino UNO
На изображении выше представлена схема контактной распиновки платы
третьей версии — Arduino UNO R3, с указанием назначения каждого вывода платформы.Если вы или ваш ребенок хочет изучить основы микроэлектроники, робототехники или интернета вещей, Arduino — идеальное начало!
Подключение платы
При покупке официальной версии, подключение Arduino UNO к компьютеру выполняется автоматически.
При использовании китайских аналогов или других arduino-совместимых платформ, во время подключения следует учесть несколько важных моментов.Подключение официальной платы
1. Скачивание и установка среды разработки
Для программирования платформы вам необходимо скачать и установить свежую версию среды разработки под Arduino — «Arduino IDE». Ее можно скачать с официального сайта по ссылке ниже.
При использовании Windows на русском языке, программа автоматически выставит в интерфейсе тоже русский язык.
В открывшемся окне следует нажать на кнопку «JUST DOWNLOAD«.
2. Первый запуск среды разработки
После того, как вы скачаете и установите Arduino IDE, вам необходимо подключить Arduino UNO в любой свободный порт компьютера и осуществить первичную настройку.
После того, как вы подключили вашу плату к компьютеру, Windows сообщит об обнаружении нового устройства и автоматически выполнит установку всех необходимых драйверов для работы с ней. После того, как вы увидели сообщение «Устройство установлено и готово к использованию», переходите к настройке программы.
3. Настройка подключения платы
Наверху программы размещен список пунктов меню. Вам необходим пункт Инструменты Плата.
В этом окне вам необходимо выбрать, какая плата была подключена к вашему компьютеру. Выбираем «Arduino/Genuino Uno» .Инструменты Плата Arduino/Genuino Uno
После выбора платы, нам необходимо выбрать порт. Переходим ко вкладке Инструменты Порт.
Если вы уже подключили свою ардуино к компьютеру, то у вас должны отобразиться все занятые на текущий момент COM-порты. Выбираем любой из доступных и проверяем, правильный-ли порт мы выбрали.
4. Проверка работоспособности платы
Самый простой способ проверить, работает-ли ваша ардуино на том порту, который вы выбрали — это попробовать залить в нее тестовый скетч (прошивку).
Из верхнего меню открываем: Файл Примеры 01.Basics Blink
В новом окне у вас должен открыться код программы, которая мигает светодиодом. Для того, чтобы загрузить ее в вашу плату, необходимо нажать кнопку «загрузка».
В панели работы со скетчами — вторая кнопка:
В нижней части программы (в черном окне) показывается процесс загрузки прошивок в плату. Если все прошло нормально, вы увидите сообщение «загрузка успешно завершена».
Подключение неофициальных плат
1. Скачивание и установка среды разработки
Для программирования платформы вам необходимо скачать и установить свежую версию среды разработки под Arduino — «Arduino IDE». Ее можно скачать с официального сайта по ссылке ниже.
При использовании Windows на русском языке, программа автоматически выставит в интерфейсе тоже русский язык.
В открывшемся окне следует нажать на кнопку «JUST DOWNLOAD«.
2. Первый запуск среды разработки
После того, как вы скачаете и установите Arduino IDE, вам необходимо подключить Arduino UNO в любой свободный порт компьютера и осуществить первичную настройку.
После того, как вы подключили вашу плату к компьютеру, Windows сообщит об обнаружении нового устройства.
Обратите внимание на элемент платы, выделенный красной рамкой — это программатор. Если возле USB разъема вы видите данную микросхему, ваша Ардуино имеет встроенный китайский программатор CH340G, драйверы для которого Windows автоматически найти не сможет.
Если ваша Arduino UNO — Китай, драйвер придется устанавливать обязательно. Об этом система оповестит вас сообщением «Программное обеспечение для устройства не было установлено».
Если все произошло именно так, как мы описали выше, приступаем к установке драйверов по этой инструкции: Инструкция по установке CH340G
После того, как вы увидите сообщение «Устройство установлено и готово к использованию», переходите к настройке программы.
3. Настройка подключения платы
Наверху программы размещен список пунктов меню. Вам необходим пункт Инструменты Плата.
В этом окне вам необходимо выбрать, какая плата была подключена к вашему компьютеру. Выбираем «Arduino/Genuino Uno» .Инструменты Плата Arduino/Genuino Uno
После выбора платы, нам необходимо выбрать порт. Переходим ко вкладке Инструменты Порт.
Если вы уже подключили свою ардуино к компьютеру, то у вас должны отобразиться все занятые на текущий момент COM-порты. Выбираем любой из доступных и проверяем, правильный-ли порт мы выбрали.
4. Проверка работоспособности платы
Самый простой способ проверить, работает-ли ваша ардуино на том порту, который вы выбрали — это попробовать залить в нее тестовый скетч (прошивку).
Из верхнего меню открываем: Файл Примеры 01.Basics Blink
В новом окне у вас должен открыться код программы, которая мигает светодиодом. Для того, чтобы загрузить ее в вашу плату, необходимо нажать кнопку «загрузка».
В панели работы со скетчами — вторая кнопка:
В нижней части программы (в черном окне) показывается процесс загрузки прошивок в плату. Если все прошло нормально, вы увидите сообщение «загрузка успешно завершена».
Фотографии разных версий платформы
Ниже представлены фотографии Arduino разных версий и от разных производителей.
Многие интересуются, чем китайская версия отличается от оригинала? Можем с уверенностью сказать, что основное отличие официальных платформ от аналогов заключается только в цене и упаковке платы. В разных версиях нет никаких функциональных отличий, все платформы работают абсолютно одинаково хорошо: будь это китайская, американская или итальянская плата.Урок 2. Плата Arduino UNO R3. Описание, характеристики.
В статье рассказывается о контроллере Arduino UNO R3, выбранном для демонстрации программ уроков. Сейчас необязательно внимательно изучать эту информацию. Рекомендую бегло просмотреть, чтобы иметь понятие об аппаратной части системы. В дальнейшем эту статью можно использовать как справочную информацию.
В качестве контроллера для программ уроков я выбрал плату Arduino UNO R3. Но ничего не мешает использовать и другие платы. Просто UNO R3 самый распространенный вариант контроллеров Ардуино.
Общая информация о контроллере.
Arduino UNO R3 выполнен на микроконтроллере ATmega328. У него:
- 14 цифровых портов входа-выхода ( 6 из них поддерживают режим ШИМ модуляции);
- 6 аналоговых входов;
- частота тактирования 16 МГц;
- USB порт;
- разъем питания;
- разъем внутрисхемного программирования;
- кнопка сброса.
У платы есть все необходимые компоненты для обеспечения работы микроконтроллера. Достаточно подключить USB кабель к компьютеру и подать питание. Микроконтроллер установлен на колодке, что позволяет легко заменить его в случае выхода из строя.
Технические характеристики.
Тип микроконтроллера ATmega328P Напряжение питания микроконтроллера 5 В Рекомендуемое напряжение питания платы 7 – 12 В Предельно допустимое напряжение питания платы 6 – 20 В Цифровые входы-выходы 14 (из них 6 поддерживают ШИМ) Выходы ШИМ модуляции 6 Аналоговые входы 6 Допустимый ток цифровых выходов 20 мА Допустимый ток выхода 3,3 В 50 мА Объем флэш памяти (FLASH) 32 кБ (из которых 0,5 кБ используется загрузчиком) Объем оперативной памяти (SRAM) 2 кБ Объем энергонезависимой памяти (EEPROM) 1 кБ Частота тактирования 16 мГц Длина платы 68,6 мм Ширина платы 53,4 мм Вес 25 г Программирование.
Контроллер программируется из интегрированной среды программного обеспечения Ардуино (IDE). Программирование происходит под управлением резидентного загрузчика по протоколу STK500. Аппаратный программатор при этом не требуется.
Микроконтроллер можно запрограммировать через разъем для внутрисхемного программатора ICSP, не используя, загрузчик. Исходный код программы-загрузчика находится в свободном доступе.
Отличие от других контроллеров Ардуино.
Arduino UNO R3, в отличие от предыдущих версий, не использует для подключения к компьютеру мост USB-UART FTDI. Эту функцию в нем выполняет микроконтроллер ATmega16U2.
Система питания.
Плата UNO может получать питание от USB порта или от внешнего источника. Источник питания выбирается автоматически. В качестве внешнего источника питания может использоваться сетевой адаптер или батарея. Адаптер подключается через разъем диаметром 2,1 мм (центральный контакт – положительный). Батарея подключается к контактам GND и Vin разъема POWER.
Напряжение внешнего источника питания может быть в диапазоне 6 – 20 В. Но рекомендуется не допускать снижение напряжения ниже 7 В из-за нестабильной работы устройства. Также нежелательно повышать напряжение питания более 12 В, т.к. может перегреется стабилизатор и выйти из строя. Т.е. рекомендуемый диапазон напряжения питания 7 – 12 В.
Для подключения питания могут быть использованы следующие выводы.
Vin Питание платы от внешнего источника питания. Не связано с питанием 5 В от USB или выходами других стабилизаторов. Через этот контакт можно получать питание для своего устройства, если плата питается от адаптера. 5 V Выход стабилизатора напряжения платы. На нем напряжение 5 В при любом способе питания. Питать плату через этот вывод не рекомендуется, т.к. не используется стабилизатор, что может привести к выходу микроконтроллера из строя. 3 V 3 Напряжение 3,3 В от стабилизатора напряжения на плате. Предельно допустимый ток потребления от этого вывода 50 мА. GND Общий провод. IOREF На выводе информация о рабочем напряжении платы. Плата расширения может считать значение сигнала и переключиться на режим питания 5 В или 3,3 В. Память.
У микроконтроллера три типа памяти:
- 32 кБ флэш (FLASH);
- 2 кБ оперативной памяти (SRAM);
- 1 кБ энергонезависимой памяти (EEPROM).
Входы и выходы.
Каждый из 14 цифровых выводов может быть использован в качестве выхода или входа. Уровень напряжения на выводах 5 В. Рекомендовано вытекающий и втекающий ток каждого вывода ограничивать на уровне 20 мА. Предельно допустимое значение этого параметра составляет 40 мА. Каждый вывод имеет внутренний подтягивающий резистор сопротивлением 20-50 кОм. Резистор может быть отключен программно.
Некоторые выводы могут выполнять дополнительные функции.
Последовательный интерфейс: выводы 0 (Rx) и 1 (Tx). Используются для приема (Rx) и передачи (Tx) последовательных данных логических уровней TTL. Эти выводы подключены к выводам передачи данных микросхемы ATmega16U2, используемой в качестве моста USB-UART.
Внешние прерывания: выводы 2 и 3. Эти выводы могут быть использованы как входы внешних прерываний. Программно могут быть установлены на прерывание по низкому уровню, положительному или отрицательному фронту, или на изменение уровня сигнала.
ШИМ: выводы 3, 5, 6, 9, 10, 11. Могут работать в режиме ШИМ модуляции с разрешением 8 разрядов.
Последовательный интерфейс SPI: выводы 10(SS), 11(MOSI), 12(MISO), 13(SCK).
Светодиод: вывод 13. Светодиод, подключенный к выводу 13. Светится при высоком уровне сигнала на выводе.
Интерфейс TWI: вывод A4 или SDA и A5 или SCL. Коммуникационный интерфейс TWI.
У платы Arduino UNO есть 6 аналоговых входов, обозначенных A0-A5. Разрешающая способность аналогового цифрового преобразования 10 разрядов. По умолчанию, входное напряжение измеряется относительно земли в диапазоне 0-5 В, но может быть изменено с помощью вывода AREF и программных установок.
Еще 2 вывода платы имеют функции:
AREF. Опорное напряжение АЦП микроконтроллера.
RESET. Низкий уровень на этом выводе вызывает сброс микроконтроллера.
Коммуникационные интерфейсы.
Модуль Arduino UNO имеет средства для связи с компьютером, с другой платой UNO или с другими микроконтроллерами. Для этого на плате существует интерфейс UART с логическими уровнями TTL (5 В), связанный с выводами 0 (RX) и 1(TX). Микросхема ATmega16U2 на плате связывает UART интерфейс с USB портом компьютера. При подключении к порту компьютера, появляется виртуальный COM порт, через который программы компьютера работают с Ардуино. Прошивка ATmega16U2 использует стандартные драйверы USB-COM и установка дополнительных драйверов не требуется. Для операционной системы Windows необходим соответствующий .inf файл. В интегрированную среду программного обеспечения Ардуино (IDE) включен монитор обмена по последовательному интерфейсу, который позволяет посылать и получать с платы простые текстовые данные. На плате есть светодиоды RX и TX, которые индицируют состояние соответствующих сигналов для связи через USB (но не для последовательного интерфейса на выводах 0 и 1).
Микроконтроллер ATmega328 также поддерживает коммуникационные интерфейсы I2C (TWI) и SPI.
Автоматический (программный) сброс.
Для того, чтобы не приходилось каждый раз перед загрузкой программы нажимать кнопку сброс, на плате UNO реализована аппаратная функция сброса, инициируемая с подключенного компьютера. Один из сигналов управления потоком данных (DTR) микросхемы ATmega16U2 подключен к выводу сброса микроконтроллера ATmega328 через конденсатор емкостью 0,1 мкФ. Когда сигнал DTR переходит в низкое состояние, формируется импульс сброса микроконтроллера. Это решение позволяет загружать программу одним нажатием кнопки из интегрированной среды программирования Arduino (IDE).
Но такая функция может приводить к отрицательным последствиям. При подключении платы UNO к компьютеру с операционной системой Mac Os X или Linux, микроконтроллер будет сбрасываться при каждом соединении программы с платой. В течение половины секунды на плате UNO будет запущен загрузчик. Несмотря на то, что программа загрузчика игнорирует посторонние данные, она может принять несколько байтов из пакета сразу после установки соединения. Если в программе на плате Ардуино предусмотрено получение каких-либо данных при первом запуске, необходимо отправлять данные с задержкой примерно на 1 секунду после соединения.
На модуле UNO существует дорожка, которую можно перерезать для отключения функции автоматического сброса. Дорожка маркирована надписью ”RESET-EN”. Автоматический сброс также можно запретить, подключив резистор сопротивлением 110 Ом между линией питания 5 В и выводом RESET.
Защита USB порта от перегрузок.
В плате Arduino UNO линия питания от интерфейса USB защищена восстанавливаемым предохранителем. При превышении тока свыше 500 мА, предохранитель разрывает цепь до устранения короткого замыкания.