DIY Arduino Nano

電路板圖如下：

成分

描述

DIY Arduino Nano

這是一個簡單的 nano，它使用 Type C 連接器，而不是傳統的 Arduino-nano 連接器，更方便用戶使用

高性能 Microchip 8 位 AVR？基于 RISC 的微控制器結合了具有讀寫功能的 32 KB ISP 閃存、1 KB EEPROM、2 KB SRAM、23 個通用 I/O 線、32 個通用工作寄存器、三個具有比較模式的靈活定時器/計數器、內部和外部中斷、串行可編程 USART、面向字節的兩線串行接口、SPI 串行端口、6 通道 10 位 A/D 轉換器（TQFP 和 QFN/MLF 封裝中的 8 通道）、帶內部可編程看門狗定時器振蕩器，以及五種軟件可選的省電模式。該設備的工作電壓為 1.8-5.5 伏。

通過在單個時鐘周期內執行強大的指令，該器件實現了接近每 MHz 1 MIPS 的吞吐量，平衡了功耗和處理速度。

ATmega328是 Atmel 在 megaAVR 系列中創建的??單芯片微控制器（后來 Microchip Technology 于 2016 年收購了 Atmel）。它具有改進的哈佛架構 8 位 RISC 處理器內核。ATmega328 是高級虛擬 RISC (AVR) 微控制器。它支持8位數據處理。ATmega-328 具有 32KB 內部閃存。

ATmega328 具有 1KB 電可擦除可編程只讀存儲器 (EEPROM)。該屬性表示如果給微控制器供電的電源被移除，即使這樣，它也可以存儲數據并在提供電源后提供結果。此外，ATmega-328 具有 2KB 靜態隨機存取存儲器 (SRAM)。其他特性將在后面解釋。ATmega 328 具有多種不同的功能，使其成為當今市場上最受歡迎的設備。這些特性包括先進的 RISC 架構、良好的性能、低功耗、具有獨立振蕩器的實時計數器、6 個 PWM 引腳、可編程串行 USART、用于軟件安全的編程鎖、高達 20 MIPS 的吞吐量等。有關 ATmega 328 的更多詳細信息將在本節稍后給出。

ATmega328 是 Microchip 制造的 8 位、28 引腳 AVR 微控制器，遵循 RISC 架構，具有 32KB 的閃存型程序存儲器。

Atmega328 是微控制器，用于基本的 Arduino 板，即 Arduino UNO、Arduino Pro Mini 和 Arduino Nano。

它有一個 1KB 的 EEPROM 存儲器，它的 SRAM 存儲器是 2KB。

它有 8 個用于 ADC 操作的引腳，它們全部組合形成 PortA（PA0 – PA7）。

它還有 3 個內置定時器，其中兩個是 8 位定時器，第三個是 16 位定時器。

你一定聽說過 Arduino UNO，UNO 是基于 atmega328 微控制器的。這是UNO的心。它的工作電壓范圍為 3.3V 至 5.5V，但通常我們使用 5V 作為標準。

其出色的特性包括成本效益、低功耗、用于安全目的的編程鎖定、帶有獨立振蕩器的實時計數器。

它通常用于嵌入式系統應用程序。你應該看看這些現實生活中的嵌入式系統示例，我們可以使用這個微控制器來設計所有這些示例。

力量

Arduino Nano 可以通過 Mini-B USB 連接、6-20V 非穩壓外部電源（引腳 30）或 5V 穩壓外部電源（引腳 27）供電。電源自動選擇最高電壓源。?

記憶

ATmega328 有 32 KB，（也有 2 KB 用于引導加載程序。ATmega328 有 2 KB 的 SRAM 和 1 KB 的 EEPROM。?

輸入和輸出

Nano 上的 14 個數字引腳中的每一個都可以用作輸入或輸出，使用 pinMode()、digitalWrite() 和 digitalRead() 函數。它們的工作電壓為 5 伏。每個引腳可提供或接收最大 40 mA 的電流，并具有 20-50 kOhms 的內部上拉電阻（默認斷開）。此外，一些引腳具有特殊功能：

串行：0（RX）和 1（TX）。用于接收 (RX) 和發送 (TX) TTL 串行數據。這些引腳連接到 FTDI USB 轉 TTL 串行芯片的相應引腳。

外部中斷：2 和 3。這些引腳可配置為在低值、上升沿或下降沿或值變化時觸發中斷。有關詳細信息，請參閱 attachInterrupt() 函數。

PWM：3、5、6、9、10和11。通過analogWrite()函數提供8位PWM輸出。

SPI：10（SS）、11（MOSI）、12（味噌）、13（SCK）。這些引腳支持 SPI 通信，雖然由底層硬件提供，但目前不包含在 Arduino 語言中。

LED：13。有一個內置LED連接到數字引腳13。當引腳為HIGH值時，LED亮，當引腳為LOW時，它關閉。

Nano 有 8 個模擬輸入，每個提供 10 位分辨率（即 1024 個不同的值）。默認情況下，它們的測量范圍是從地面到 5 伏，盡管可以使用類比參考（）函數更改其范圍的上限。模擬引腳 6 和 7 不能用作數字引腳。此外，一些引腳具有特殊功能：

I2C：A4 (SDA) 和 A5 (SCL)。使用 Wire 庫（Wiring 網站上的文檔）支持 I2C (TWI) 通信。

板上還有其他幾個引腳：

AREF。模擬輸入的參考電壓。與analogReference() 一起使用。

重置。將此線拉低以重置微控制器。通常用于將重置按鈕添加到屏蔽板上的屏蔽層。

溝通

Arduino Nano 具有許多用于與計算機、另一個 Arduino 或其他微控制器通信的設施。ATmega328 提供 UART TTL (5V) 串行通信，可在數字引腳 0 (RX) 和 1 (TX) 上使用。板上的 FTDI FT232RL 通過 USB 引導這種串行通信，FTDI 驅動程序（包括在 Arduino 軟件中）為計算機上的軟件提供虛擬 com 端口。Arduino 軟件包括一個串行監視器，它允許向 Arduino 板發送和從 Arduino 板發送簡單的文本數據。當數據通過 FTDI 芯片和 USB 連接傳輸到計算機時，板上的 RX 和 TX LED 將閃爍（但不用于引腳 0 和 1 上的串行通信）。SoftwareSerial 庫允許在 Nano 的任何數字引腳上進行串行通信。ATmega328 還支持 I2C (TWI) 和 SPI 通信。Arduino 軟件包含一個 Wire 庫以簡化 I2C 總線的使用。要使用 SPI 通信，請參閱 ATmega328 數據表。?

編程

Arduino Nano 可以使用 Arduino 軟件（下載）進行編程。從“工具”>“板”菜單中選擇“Arduino Duemilanove 或 Nano w/ ATmega328”（根據板上的微控制器）。Arduino Nano 上的 ATmega328 預燒了一個引導加載程序，允許您在不使用外部硬件編程器的情況下上傳新代碼。它使用原始的 STK500 協議進行通信。您還可以繞過引導加載程序并使用 Arduino ISP 或類似工具通過 ICSP（在線串行編程）接頭對微控制器進行編程。?

自動（軟件）復位

Arduino Nano 不需要在上傳之前物理按下重置按鈕，而是以允許通過連接計算機上運行的軟件重置的方式設計。FT232RL 的硬件流控制線 (DTR) 之一通過 100 納法電容連接到 ATmega328 的復位線。當這條線被置位（拉低）時，復位線下降到足以復位芯片。Arduino 軟件使用此功能讓您只需在 Arduino 環境中按下上傳按鈕即可上傳代碼。這意味著引導加載程序可以有更短的超時時間，因為 DTR 的降低可以與上傳的開始很好地協調。此設置還有其他含義。當 Nano 連接到運行 Mac OS X 或 Linux 的計算機時，每次從軟件（通過 USB）建立連接時，它都會重置。在接下來的半秒左右，引導加載程序在 Nano 上運行。雖然它被編程為忽略格式錯誤的數據（即除了上傳新代碼之外的任何內容），但它會在打開連接后截取發送到電路板的前幾個字節的數據。如果板上運行的草圖在第一次啟動時收到一次性配置或其他數據，請確保與之通信的軟件在打開連接后和發送此數據之前等待一秒鐘。

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