DFRduino UNO R3

Arduino UNO R3

目录

1 Arduino是什么？
2 Arduino的起源
3 Arduino名称的由来
4 UNO R3
5 产品参数
6 UNO电路图和PCB板
7 引脚说明
8 电源
9 输入输出
10 通信接口
11 注意要点
12 准备工作
13 Arduino官方入门套装及配套教程
14 DFRobot相关套件
15 疑难解答
16 更多

Arduino是什么？
Arduino是一个开放源码电子原型平台，拥有灵活、易用的硬件和软件。Arduino专为设计师，工艺美术人员，业余爱好者，以及对开发互动装置或互动式开发环境感兴趣的人而设的。
Arduino可以接收来自各种传感器的输入信号从而检测出运行环境，并通过控制光源，电机以及其他驱动器来影响其周围环境。板上的微控制器编程使用Arduino编程语言（基于Wiring）和Arduino开发环境（以Processing为基础）。Arduino可以独立运行，也可以与计算机上运行的软件（例如，Flash，Processing，MaxMSP）进行通信。Arduino开发 IDE 接口基于开放源代码，可以让您免费下载使用开发出更多令人惊艳的互动作品。
Arduino是人们连接各种任务的粘合剂。要给Arduino下一个最准确的定义，最好用一些实例来描述。

您想当咖啡煮好时，咖啡壶就发出“吱吱”声提醒您吗？
您想当邮箱有新邮件时，电话会发出警报通知您吗？
想要一件闪闪发光的绒毛玩具吗？
想要一款具备语音和酒水配送功能的X教授蒸汽朋克风格轮椅吗？
想要一套按下快捷键就可以进行实验测试蜂音器吗？
想为您的儿子自制一个《银河战士》手臂炮吗？
想自制一个心率监测器，将每次骑脚踏车的记录存进存储卡吗？
想过自制一个能在地面上绘图，能在雪中驰骋的机器人吗？

Arduino都可以为您实现。

Arduino的起源
自左向右：David Cuartielles, Gianluca Martino, Tom Igoe, David Mellis和Massimo Banzi摄于纽约
这个最经典的开源硬件项目，诞生于意大利的一间设计学校。Arduino的核心开发团队成员包括：Massimo Banzi，David Cuartielles，Tom Igoe，Gianluca Martino，David Mellis和Nicholas Zambetti。
据说Massimo Banzi的学生们经常抱怨找不到便宜好用的微控制器，2005年冬天，Massimo Banzi跟朋友David Cuartielles讨论了这个问题，David Cuartielles是一个西班牙籍晶片工程师，当时在这所学校做访问学者。两人决定设计自己的电路板，并引入了Banzi的学生David Mellis为电路板设计编程语言。两天以后，David Mellis就写出了程式码。又过了三天，电路板就完工了。这块电路板被命名为Arduino。几乎任何人，即使不懂电脑编程，也能用Arduino做出很酷的东西，比如对感测器作出回应，闪烁灯光，还能控制马达。
随后Banzi，Cuartielles，和Mellis把设计图放到了网上。保持设计的开放源码理念，因为版权法可以监管开源软体，却很难用在硬体上，他们决定采用Creative Commons许可。Creative Commons（CC）是为保护开放版权行为而出现的类似GPL的一种许可（license）。在Creative Commons许可下，任何人都被允许生产电路板的复制品，还能重新设计，甚至销售原设计的复制品。你不需要付版税，甚至不用取得Arduino团队的许可。然而，如果你重新发布了引用设计，你必须说明原始Arduino团队的贡献。如果你调整或改动了电路板，你的最新设计必须使用相同或类似的 Creative Commons许可，以保证新版本的Arduino电路板也会一样的自由和开放。唯一被保留的只有Arduino这个名字。它被注册成了商标。如果有人想用这个名字卖电路板，那他们可能必须付一点商标费用给Arduino的核心开发团队成员。你可以参考Arduino 的官方网站http://www.arduino.cc，通过链接你会找到各种创意作品的源码，当然也有很多机器人应用实例代码，例如直流电机PWM 调速、舵机控制、超声波测距、红外传感器寻迹等，相信它能使你早日实现机器人DIY 的梦想。

Arduino名称的由来
意大利北部一个如诗如画的小镇「Ivrea」，横跨过蓝绿色Dora Baltea河，它最著名的事迹是关于一位受压迫的国王。公元1002年，国王Arduin成为国家的统治者，不幸的是两年后即被德国亨利二世国王给废掉了。今日，在这位无法成为新国王的出生地，cobblestone街上有家叫「di Re Arduino」的酒吧纪念了这位国王。Massimo Banzi经常光临这家酒吧，而他将这个电子产品计划命名为Aruino以纪念这个地方。

UNO R3
Arduino UNO
Uno,源于意大利语，代表第一的意思。DFRobot秉着忠于原著，又高于原著的理念，还原出一个原汁原味的Arduino。
UNO R3的升级

DFRduino UNO R3完全兼容Arduino UNO R3版本。同样使用了更强大的ATmega16U2替代了8U2。（或者说是之前版本的FTDI板）这允许更快的转换速度和更大内存，使得UNO R3版本在Linux或者Mac下不需要安装任何驱动程序，（Windows系统需要inf文件）并且有能力外接键盘，鼠标，摇杆等。

UNO R3还增加了AREF边上的SDA和SCL端口。此外，RESET边上还有两个新的端口。一个端口是IOREF，它能够使扩展板适应主板的电压。另一个空的端口预留给将来扩展的可能。UNO R3能够兼容任何现存扩展板并且能用它额外的端口适应新的扩展板。

更稳定的RESET电路。RESET键位置也变了，被移到了靠近USB接口的板角处，更方便按。

ATmega16U2代替了8U2，这并不意味着有16K flash的R3能让你的code跑的更快，这个更新为是USB接口芯片服务的，理论上它让UNO能模拟USB HID，比如 MIDI/Joystick/Keyboard。

注意事项：为了正确安装在某些电脑上，DFRduino Uno R3需要Arduino 1.0的驱动文件夹。我们已经测试过并且确定R3能够在老版本的IDE上编程。然而，在一台电脑上第一次运行R3，你将需要Arduino 1.0. 如果你对新版本IDE变化感兴趣，请查看Arduino官网 Arduino 1.0的版本记录。

产品参数
工作电压：5V
输入电压：接上USB时无须外部供电或外部7V~12V DC输入
输出电压：5V DC输出和3.3V DC输出 和外部电源输入
微处理器：ATmega328
Bootloader：Arduino Uno
时钟频率：16 MHz
输入电压（推荐）：7-12V
输入电压（限制）：6-20V
支持USB接口协议及供电(不需外接电源)
支持ISP下载功能
数字I/O端口： 14（6个PWM输出口）
模拟输入端口： 6
直流电流 I/O端口： 40mA
直流电流 3.3V端口： 50mA
Flash 内存：32 KB (ATmega328) (0.5 KB用于引导程序）
SRAM ：2 KB (ATmega328)
EEPROM： 1 KB (ATmega328)
尺寸：75x55x15mm

UNO电路图和PCB板
电路图
硬件设计文件（Eagle文件）

引脚说明
DFRduino UNO

电源
Arduino UNO可以通过3种方式供电，而且能自动选择供电方式

外部直流电源通过电源插座供电
电池连接电源连接器的GND和VIN引脚
USB接口直接供电

电源引脚说明:

VIN --- 当外部直流电源接入电源插座时，可以通过VIN向外部供电；也可以通过此引脚向UNO直接供电；VIN有电时将忽略从USB或者其他引脚接入的电源
5V --- 通过稳压器或USB的5V电压，为UNO上的5V芯片供电
3.3V --- 通过稳压器产生的3.3V电压，最大驱动电流50mA
GND --- 地脚

输入输出
1.14路数字输入输出口:

工作电压为5V，每一路能输出和接入最大电流为40mA。每一路配置了20-50K欧姆内部上拉电阻（默认不连接)。

除此之外，有些引脚有特定的功能：

串口信号RX（0号）、TX（1号）: ：与内部 ATmega8U2 USB-to-TTL 芯片相连，提供TTL电压水平的串口接收信号。
外部中断（2号和3号）：触发中断引脚，可设成上升沿、下降沿或同时触发。可以参看attachInterrupt()函数。
脉冲宽度调制PWM（3、5、6、9、10 、11）：提供6路8位PWM输出，通过analogWrite()函数实现。
SPI（10(SS)，11(MOSI)，12(MISO)，13(SCK)）：这些引脚支持SPI通信接口，可以使用SPI库。
LED（13号）：有个内置的LED灯与数字口13连接，从上图功能图中看出。Arduino专门用于测试LED的保留接口，输出为高时点亮LED，反之输出为低时LED熄灭。

2.6路模拟输入A0到A5:

每一路具有10位的分辨率（即输入有1024个不同值），默认输入信号范围为0到5V，可以通过AREF调整输入上限。

除此之外，有些引脚有特定功能：

TWI接口（SDA A4和SCL A5）：支持通信接口（兼容I2C总线）。可用Wire库

3.AREF:模拟输入信号的参考电压。

4.Reset:信号为低时复位单片机芯片。

也可以看下ATmega328的引脚图。Atmega8,168和328是相同的。

通信接口
UNO可以与电脑，其他的Arduino控制器或是其他微处理器等其他设备进行通信。ATmega328内置的UART TTL可通过数字口0（RX）和1(TX)（5V）与外部实现串口通信。ATmega16U2通过USB和串行通信软件在电脑上显示为一个虚拟COM端口。ATmega16U2固件使用的是标准的USB串口驱动，不需要外置驱动。Arduino的软件包含一个串口监视器，可实现Arduino板和电脑的简单文本数据通信。当通过USB数据线下载程序时，RX和TX灯会不停的闪烁。
Atmega328还支持I2C和SPI通信。
注意：由于下载过程中TX与RX已被占用，所以当TX和RX在程序中被使用到时，在下载程序时，先将TX、RX连接断开，下载完成后再连上。

注意要点
Arduino UNO上USB口附近有一个可重置的保险丝，对电路起到保护作用。当电流超过500mA是会断开USB连接。
Arduino UNO提供了自动复位设计，可以通过主机复位。这样通过Arduino软件下在程序到UNO中软件可以自动复位，不需要在复位按钮。在印制板上丝印"RESET EN"处可以使能和禁止该功能。

准备工作
1、首先，从Arduino官网中下载Arduino IDE（Arduino特定的编程软件）下载页面点击。可按需要自行下载各种版本的Arduino IDE，不一定最新版本就是最好版本。在Previous IDE Versions可选择以前的IDE版本。
2、下载完成后，将UNO用USB数据线和电脑连接，此时，需要安装Arduino驱动，安装步骤请见Arduino驱动的安装教程
3、完成驱动安装后，就可以进行编程以及程序的下载使用了。如何下载程序，可见Arduino入门教程
如果以上三步都完成了，恭喜你，你已经会Arduino的基本操作了，你可以玩转Arduino了！以下提供了一些使用教程和视频教程，也可自行购买基础套件来进行简单制作。帮助你更快的上手Arduino。

Arduino官方入门套装及配套教程
Massimo Banzi是Arduino的始创人之一。从十月初开始，Massimo 亲自制作了一系列教学视频，让您学会使用Arduino 。让您释放您的创造力，建立您的创作!
Arduino官方入门套装（意大利原装）
DFRobot官方入门套件

视频教程：

Arduino入门套装入门教程第一课: 了解您的工具

本视频将指导您如何用Arduino开发板建立一个基本的电路板，以及如何使用其他组件如发光二级管、开关和电阻器。

Arduino入门套装入门教程第二课: 太空船的介面

将Arduino将设置成科幻片的场景。利用开关就可以开启不同的灯，让你了解Arduino的简单输入和输出。

Arduino入门套装入门教程第三课: 爱情指数计

会做一个爱情指数计(LOVE-O-METER)，一个非常简单的温度计，用来测量你的体温。

Arduino入门套装入门教程第四课: 光学特雷门

使用光敏电阻和压电器件，制造出一个基于光的特雷门。

Arduino入门套装入门教程第五课: 键盘乐器

本教程以之前的光特雷门教程视频为基础。在这个视频教程，Massimo介绍了如何用按钮取代传感器來控制和构建一个简单的乐器。这项目引进的“梯形电阻”的概念，它可以用来调节从按钮到Arduino的输入信号。

Arduino入门套装入门教程第六课: 电动风车

利用一个马达来转动色彩丰富的风车。

Arduino入门套装入门教程第七课: 水晶球

“魔力八号球”电子版配备 LCD 屏幕及倾角传感器，可在摇动电路装置后为使用者提供一个随机生成的答案。如果你想了解其中的奥妙，Banzi 还会参照代码，向我们讲解其运作原理。

Arduino入门套装入门教程第八课: 触控灯

Massimo Banzi 先生将向我们展示触控感应灯的整个制作过程。Banzi 也将向我们介绍为 Arduino 而构思的外部图书馆概念。这是一件极有用的工具，可帮助初学者及专家简化开发过程。
简单地说，外部图书馆可以下载并安装至 Arduino 开发环境中。它们实质上是预先编码的资料库，可用在你的装置内编写某些功能程式。在本次示范中，外部图书馆让Banzi 能够迅速高效地制作其触控感应灯。

Arduino入门套装入门教程第九课: 扭转Arduino标志

Banzi 将通过 USB 连接，将 Arduino 开发板与电脑连接在一起，然后再利用一个特定的程序来改变 Arduino 标志的颜色。

Arduino入门套装入门教程第九课: Twitter（推特）控制的情绪灯

这是 Massimo Banzi 的最后一段 Arduino 课程视频，这次他将利用 Wi-Fi Shield 模块将其 Arduino 装置连接至互联网。此举势必会为 Banzi 在视频中所进行的探索开启众多全新的可能。

DFRobot相关套件
DFRobot官方入门套件
Ardublock 入门套装 （图型化编程）
DFRobot 中级套件（即插即用）
Arduino开发实战书籍配套完整套装
Arduino开发实战指南

疑难解答

如有更多疑问，可登陆我们的论坛与我们进行交流，您的宝贵意见将我们不断进步的阶梯！
点击进入论坛

更多
DFRobot 中级套件使用教程（即插即用）
瓮凯老师的云课堂
Arduino入门教程系列 来自极客工坊
视频教程下载
Arduino编程中常用语句使用方法
Arduino常用库下载