Понимание главных функций и портов

Arduino является одним из наиболее популярных и гибких микроконтроллеров в мире. С его помощью можно создавать различные проекты, от простых до сложных.

Чтобы полностью использовать возможности Arduino, важно понимать его распиновку и функциональность каждого порта.

В данной статье мы рассмотрим основные порты и функции Arduino.

Питание:

Arduino поддерживает два способа питания: через USB и через внешний источник питания.

USB-порт можно использовать для загрузки кода на плату и отладки, а также для питания самого контроллера.

Альтернативно, можно подключить внешний источник питания к контакту Vin или винтовому зажиму GND (земля).

Цифровые порты:

Контроллер Arduino имеет 14 цифровых входов/выходов.

Все порты могут работать в качестве входа или выхода. Они помечены номерами от D0 до D13.

Кроме того, D0 и D1 используются для коммуникации через последовательный интерфейс (UART). Порты D0 и D1 также являются выводами TX и RX, которые можно использовать для связи с другими устройствами.

Аналоговые порты:

Arduino обладает 8 аналоговыми входами, обозначенными символами A0-A7. Они могут использоваться для считывания аналоговых значений, таких как датчики света, температуры и звука. Значение аналогового сигнала можно считывать с использованием аналогово-цифрового преобразователя (ADC), встроенного в контроллер.

Arduino имеет несколько портов питания, которые важно знать при работе с контроллером. GND представляет собой общий ноль для всех сигналов.

5V используется для подачи напряжения на плату или для питания периферийных устройств. Порт 3.3V предоставляет стабильное напряжение 3.3 В.

Интерфейсы:

Arduino имеет несколько интерфейсов, которые позволяют связывать его с другими устройствами. Наиболее распространенные интерфейсы включают I2C, SPI и UART.

Некоторые из цифровых портов могут быть настроены для работы с этими интерфейсами, что делает Arduino универсальным для подключения различных датчиков, дисплеев и других устройств.

Из чего состоят аппаратные блоки микроконтроллера?

• Ядро  – нужен для обработки данных и управлением всеми электронными компонентами на плате (как в компьютере центральный процессор).
• Память – это своего рода жесткий диск на компьютере в данном случае небольшого объема (ПЗУ- постоянное запоминающее устройство). ПЗУ – хранит все данные даже после выключения питания.
• SRAM память – это оперативная память, она хранит временные данные, переменные значения. (ОЗУ – оперативно запоминающе устройство). После выключение питания она очищаться.

• GPIO – снимает цифровой сигнала, выдает сигнал (Цифровой пины).
• АЦП (ADC, аналогово-цифровой преобразователь) – измеряет напряжение и отправляет показания в программу.
• ЦАП (DAC, цифро-аналоговый преобразователь) – выдает аналоговый сигнал.
• Таймер (счётчик) – считает такты работы процессора за единицу времени проделанной работы.
  • Предназначен для точного измерения времени.
  • Таймер применяют для генерации (широтной импульсной модуляции) ШИМ помечаться как PWM.
• Watchdog – перезагрузка МК если он завис.
• Интерфейсы связи – предназначен для обмена и получения данных с датчиков и потом обработки МК. Вот некоторые из них.
  • UART – предназначен для связи с устройствами прием передача.
    • RX (Receive) – приём.
    • TX (Transmit) – передача.
  • I2C – адресная шина.
    • SDA – линия данных.
    • SCL  – линия синхронизации.
  • SPI – можно подключить много устройств, но каждое требует логический сигнал (пин) для выбора. Требует два провода для передачи в одну сторону или три – для обмена данными (одновременный приём и передача).
    • MOSI  – линия данных от МК к внешней микросхеме.
    • MISO  – линия данных от внешней микросхемы к МК.
    • SCLK  –  синхронизации.
  • I2S – передача цифрового сигнала.

Ниже на иллюстрации приведен пример Arduino Nano

Arduino — это мощный и гибкий контроллер, который может использоваться для различных проектов.

Понимание распиновки и функциональности каждого порта является важным, чтобы использовать все возможности этого устройства.

В этой статье мы рассмотрели основные порты и их функции, что поможет вам начать работу с Arduino и создавать удивительные проекты. Будущее творчества и инноваций в ваших руках!