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  1. Arduino導論 Revised on September 7, 2019  Arduino Uno開發板  ATmega328P MCU  資料傳輸介面  Arduino Uno擴充板  xxxdunio開發板 …
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  • 1. Arduino導論 Revised on September 7, 2019  Arduino Uno開發板  ATmega328P MCU  資料傳輸介面  Arduino Uno擴充板  xxxdunio開發板  應用系統開發流程
  • 2.  ⼀款開放原始碼(open source)的單晶片微控制器  原型是在2003年由義大利伊夫雷雅(Ivrea)互動設計學院研究生 Hernando Barragán設計  採用Atmel AVR晶片  支援C like高階語言及Ardublock積木式指令  大量的週邊感測模組及開源函式庫  對非資電專業人士而言也容易上手,經常被用來做為創客平台  提供數位I/O、10位元ADC類比輸入、PWM輸出  支援UART、SPI、I2C傳輸 Arduino是什麼? 2
  • 3. Arduino開發板 3 UNO NANO Yún mini Lilypad Micro Lead Frame Package Plastic Dual Inline Package
  • 4. Arduino UNO開發板 1/7 4 數位訊號接腳 (I/O),D0與D1也是UART傳輸 接腳;D10~D13也是SPI;~表示支援PWM輸出 電源指示燈 ICSP接頭 類比訊號輸入接腳電源輸出接腳 DC 9V插座 穩壓IC USB過載保護 (500mA) Type B USB接頭 重置按鈕 LED (D13) 串列傳輸LED ATmega328p 16MHz I2C SDA(與A4相連) I2C SCL(與A5相連) SPI
  • 5.  重置按鈕 讓開發板重新啟動  USB Jack Type B USB座,透過USB線與PC進行串列方式連接, 提供程式橈錄或資料傳輸,並提供開發板電源  Power Jack 電源座,φ2.1mm,內正外負之外部7~12V直接電源變 壓器Adapter Arduino UNO開發板 2/7
  • 6.  DIGITAL (PWM~)  0RX 數位輸出入,或UART介面之RX腳位(資料接收)  1TX 數位輸出入,或UART介面之TX腳位(資料傳送)  2 數位輸出入  ~3 數位輸出入,或PWM輸出  4 數位輸出入  ~5, ~6 數位輸出入,或PWM輸出 Arduino UNO開發板 3/7
  • 7.  7, 8 數位輸出入  ~9, ~10 數位輸出入,或PWM輸出  ~11 數位輸出入,或PWM輸出,或SPI介面之MOSI接腳  12 數位輸出入,或SPI介面之MISO接腳  13 數位輸出入,或SPI介面的SCK接腳 Arduino UNO開發板 4/7
  • 8.  GND 直流電源地線  AREF 類比輸入接腳之參考電壓接腳,配合analogReference()函式使用  SDA I2C資料線 (與A4共接)  SCL I2C時脈線 (與A5共接) Arduino UNO開發板 5/7
  • 9.  ANALOG IN  A0~A5 10位元ADC類比輸入  POWER  Vin 外接直流電源,可接受7~12V直流電壓  GND 直流電源地線  5V 提供5V直流電源  3.3V 提供3.3V直流電源 Arduino UNO開發板 6/7
  • 10.  RESET 重置腳位,接低電位時重置微控器  IOREF 提供擴充板(shields)之輸出入參考電位,在Arduino UNO板,此接 腳為5V  ICSP接頭(In-circuit serial programming: 序列燒錄) Arduino UNO開發板 7/7
  • 11. ATmega328P 1/7 Atmel公司 mega族系 程式記憶體容量(Flash ROM) 8位元CPU Pico Power(低功耗)ATmega328P
  • 12.  8位元MCU Plastic Dual Inline Package (PDIP) ATmega328P 2/7 12
  • 13.  131 Powerful Instructions  Most Single Clock Cycle Execution  32 x 8 General Purpose Working Registers  Up to 20 MIPS Throughput at 20MHz  On-chip 2-cycle Multiplier  32KBytes of In-System Self-Programmable Flash program Memory (程式記憶體)  1KBytes EEPROM (資料記憶體,系統斷電後,資料依然能夠留存)  2KBytes Internal SRAM (資料記憶體)  Write/Erase Cycles: 10,000 Flash/100,000 EEPROM  Data Retention: 20 years at 85°C/100 years at 25°C  Current sinks and sources are 40mA ATmega328P 3/7 13
  • 14. ATmega328P 4/7 14
  • 15.  32組8位元⼀般用途暫存器  其中六個暫存器能組成3個16位元 間接定址暫存器 ATmega328P 5/7 15
  • 16.  數位I/O接腳D0~D13  PD0~PD7, PB0~PB5  脈波寬度調變PWM輸出(D3, D5, D6, D9, D10, D11)  模擬類比信號輸出  PD3、PD5、PD6、PB1、PB2、PB3  類比輸入接腳A0~A5  PC0~PC5  10位元解析度  預設範圍0~5V,可使用AREF來調整電壓上限  數位接腳不夠用時,也可拿來使用,宣告為D14~D19 ATmega328P 6/7 16
  • 17.  串列埠傳輸RXD、TXD  D0 (PD0)、D1 (PD1)  Two 8-bit Timer/Counters with Separate Prescaler and Compare Mode  One 16-bit Timer/Counter with Separate Prescaler, Compare Mode, and Capture Mode  外部中斷INT0、INT1  D2 (PD2)、D3 (PD3) ATmega328P 7/7 17
  • 18.  通用異步收發器(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)  RS-232 (限1對1)  RS-485 (最多接32 devices) UART 18
  • 19.  積體電路匯流排(Inter-Integrated Circuit),  資料線 (SDA, Serial Data Line)  時脈線 (SCL, Serial Clock Line)  RS-232僅能⼀對⼀,理論上I2C可以連接128個裝置 I2C 19
  • 20.  序列週邊介面(Serial Peripheral Interface)  可以接多個裝置,而且傳輸速度比I2C更快(SD記憶卡就是這個介面), 與UART/RS-232⼀樣,發送與接收可同時進行 SPI 20
  • 21. Arduino Uno擴充板 (shields) 1/3 21
  • 22.  S4A Sensor Board for Arduino (慧手科技) Arduino Uno擴充板 (shields) 2/3 22 紅色LED D10 綠色LED D11 蜂鳴器 D9 開關 D2光敏電阻 A1 可變電阻 A0 N/A TX RX GND 3.3V N/A D12 D4 D8 D7 D6 D5 麥克風 A2 A5 D2 D3A4 A3 A5 A4 外接電源
  • 23.  IoT maker board (普特企業) Arduino Uno擴充板 (shields) 3/3 23 ESP8266
  • 24.  Pieceduino  主要核心採用Arduino Leonardo搭配 ESP8266 Wi-Fi 晶片,且由於完 全相容於Arduino  強調積木式硬體設計 Arduino異姓兄弟 - xxxduino 1/3 24
  • 25.  Webduino  顧名思義就是 Web + Arduino  強調透過HTML、Javascript就能直接串起 Arduino,讓不具有韌體程式 背景的設計師或網頁開發者也能透過 Webduino 踏入創客世界 Arduino異姓兄弟 - xxxduino 2/3 25 Arduino Pro Mini WiFi 晶片模組
  • 26.  Motoduino  結合Arduino UNO和L293D馬達驅動晶片,可以直接驅動兩顆直流馬達及 利用PWM 特性控制馬達轉速 Arduino異姓兄弟 - xxxduino 3/3 26
  • 27. 應用系統開發流程 27 連接硬 體電路 規劃系 統功能 編寫控 制程式 編譯 準備零件及材料 正確 修正 上傳 測試&驗 證 正確 修正 檢查USB連線
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