切換
舊版
前往
大廳
主題

[Arduino學堂]Arduino Uno硬體簡介

白鷗 | 2020-02-09 14:34:10 | 巴幣 38 | 人氣 1757

嘟嘟嚕~今天的這篇要來介紹arduino的硬體架構

我只會講一些基本該有的觀念,不會做電路分析所以初學者也請安心服用!

首先,先給大家看一下,下圖中底下比較大的叫做"Arduino Mega 2560"
上面比較小的兩張則是"Arduino Uno"
(隨著晶片、性能、大小的不同有相當多種類的Arduino,其中最多人認識的就是"Arduino Uno")

跟旁邊的橡皮擦相比較就看的出來,這些開發板其實都小小的而已

我們先來看這張Uno
圖1
圖2
圖2最左上的是RESET按鈕,相當於電腦的重新開機(arduino基本上不會有開機鈕,插電就是開機,斷電就是關機)

然後在RESET按鈕下銀色的是USB Type-B 2.0插座(可參考圖1),用來供電、燒錄以及傳送資料

在更下面黑色的則是2.1電源輸入孔,可以買對應的供電線接電池或其他電源來供電

上排有編號0~13的接腳(寫著DIGITAL的那排),把電線插進對應的孔洞就能夠輸出或讀取0跟1的資料(或是點亮一顆燈),其中有些還有"~"的波浪符,代表能輸出一種叫PWM的訊號,可以作為亮度、轉速的調整,這部分也是後面篇章會做說明

然後上排的左邊跟下排都有醒目的反白"GND"字樣,代表的是接地點,或相當於電源的負極

下排的3.3V5V就像字面上能夠接出和GND壓差為3.3V跟5V的電源

在3.3V的左邊的RESET跟上面的RESET按鈕是相連的,可以透過和GND相接重新開機

然後在Vin則是跟電源插座相通,能夠將電線直接插進去供電,不過建議供電電壓在7V~12V之間才不會電不夠或是電壓太高燒掉

然後右下(寫著ANALOG IN的那排)則是能夠讀取類比的資料*(0101的訊號稱為數位訊號,而像一般聲音訊號有大有小的就稱為類比訊號),然後左上角有一個叫AREF的接腳也跟類比資料的讀取息息相關,而這些詳細的資訊會在之後實作時再給大家說明

然而寫著ANALOG IN的這排接腳其實也是有跟上面0~13的接腳一樣能輸出或讀取0跟1的功能喔!



接著就來講一些特殊的針腳吧!

首先是左下角的"IOREF",因為雖然數位資料就是0跟1,但是並沒有人規定幾伏特是1(相對於0伏特代表0),而在arduino上,5V代表1(可容許一些些誤差),因此arduino的IOREF上就會時時保持著5V的電壓告訴大家5V就代表1
(但是說真的我還沒用過這根接腳過...)

然後在右上方的0跟1下面有"TX->"跟"RX<-"的符號,這代表的是序列埠接腳(用來和電腦接收或發送資料用),因此如果有用到序列埠的話,0跟1這兩隻接腳就不能拿去做別的事了


接著是比較少人知道的I2C接腳,SCL在A5,SDA在A4,這部分詳細的待I2C通訊的篇章再來講解

還有SPI,也是一種序列埠,有許多arduino通訊模組是通過這個介面傳輸的

最後是ICSP,全名是in-circuit serial programming,又稱In-system programming (ISP),簡單說就是燒錄器接口啦,原本沒有bootloader的時代就是從這裡燒錄開發板的

而官方的UNO 會有兩個ICSP則是因為在USB插座右邊那個黑黑的序列埠晶片也能夠透過ICSP燒錄(雖然平常不會用到,可以用來模擬HID裝置如鍵盤滑鼠)

而2跟3也同時兼做"硬體中斷",之後也會對此來做說明



在最後一部份,我們就來講解很多arduino新手在買arduino的時候會有的疑問,就是網路上那些稱作"行家版"、"改進版"的arduino能買嗎?

其實在使用上是幾乎一樣(在寫程式跟選擇開發板部分都是相同的),那麼我們接下來就來說明這些所謂"行家版"、"改進版"跟官方版到底有甚麼不同吧~

首先先來看,這是官方版UNO
Genuino是義大利的Arduino跟美國的Adafruit合作出的新名稱,原則上跟原廠是一樣的

這是"改進版"UNO

最明顯的差別就是官方版中間那顆很大的IC變成又小又薄的IC,不過這其實只是IC的"封裝"不同,型號基本是一樣的,使用上也都一樣

另一點就是左上在USB插座右邊那個黑黑的序列埠晶片不一樣了,而且ICSP也少了一個!
其實這正是"改進版"UNO能賣這麼便宜的最大理由,因為官方版使用的是ATMEL的ATMEGA16U2,如下圖

而改進版使用的則是沁恆的CH340G(如下圖)

ATMEGA16U2一顆大概80~90,而CH340G則是20元不到,差別是ATMEGA16U2能燒錄別的程式而CH340G不行,至於穩定性...至少我用到現在都還沒啥問題XDD


不過如果買的是所謂"改進版",還有一點需要注意,就是驅動程式,官方版UNO的驅動程式在安裝Arduino IDE 時就一同安裝了,不過改進版的驅動程式則需要另外安裝驅動程式(我把載點放在這裡)


那麼Arduino Uno的硬體介紹就到這裡了

我的建議是先把Uno玩熟了在視情況換別的Arduino用

Arduino有針對許多不同的需求提供不同開發板,比方說開頭看到的Arduino Mega就是針對需要大量I/O的應用,還有小型化專案的NanoPro mini、物聯網的Yun或是前陣子很紅的ESP 32等等

下次終於要進入實作篇了呢...






創作回應

雨丸✰“ReのLife”★
原來這是電腦的某個零件r~(?)
2020-02-09 15:04:35
白鷗
度的度度(並沒有
2020-02-09 15:09:47
白鷗
只有在把程式安裝進去的時候需要插電腦,就像隨身碟那樣(?
灌好程式後這張板板只要插電就能用了
2020-02-09 15:11:40
小路(,,・ω・,,)
我只知道鷗鷗是大佬...
2020-02-09 23:40:02
白鷗
(°ω°;)
2020-02-10 07:34:37
ㄇㄇ
看不懂 555[e15]
2020-02-10 01:19:49
白鷗
還是寫的太複雜惹嗎(。A °)
2020-02-10 07:35:49

更多創作