最全Arduino的GPIO和基础外设介绍,告别新手期,成为点灯大师(一)
最全Arduino的GPIO和基础外设介绍,告别新手期,成为点灯大师(一)
很多时候学习很多外设和传感器的使用，但是对开发板的了解却并不深入，本文章深入解析Arduino Uno这块开发板。知己知彼百战不殆。
0.Arduino UNO的参数及其外设
CPU核心 ATmega328P
工作电压 5V
数字输入输出引脚(普通引脚) 14个（其中有6个引脚可作为PWM引脚）
PWM引脚 6个 (3对由3个定时器驱动)
模拟输入引脚(ADC) 6个
输入/输出引脚直流电流 20 毫安
3.3V引脚电流 50 毫安
5V引脚电流 200毫安
Flash Memory(闪存) 32 KB (ATmega328P) 其中由 0.5 KB用于系统引导（bootloader）
SRAM（静态存储器） 2 KB (ATmega328P)
EEPROM 1 KB (ATmega328P)
板载LED引脚 13
串口 USART0
定时器 TIM0(8位) TIM1(16位) TIM2(8位)
IIC 1个(A4,A5和板子上的SCL SDA)这两对引脚是一个IIC,可以参考下边文章
SPI 1个(SS-10 SCK-13 MOSI-10 MISO-11)
硬件看门狗 支持
内部时钟 16 MHz
1.arduino的引脚图极其介绍
1.1直流电源插孔
- 可以使用电源插孔为Arduino开发板供电。电源插孔通常连接到一个适配器。开发板的供电范围可以是5-20V，但制造商建议将其保持在7-12V之间。高于12V时，稳压芯片可能会过热，低于7V可能会供电不足。
1.2 VIN引脚
- 该引脚用于使用外部电源为Arduino Uno开发板供电。一般5V,离线操作用这个口供电
1.3USB电缆
(数据线接口)- 连接到计算机时，提供500mA/5V电压。
1.4.RESET按键
板子上唯一的按键,RESET 复位键,也就是单片机的重启按键。
1.5 ADC 模数转换器 模拟输入引脚
10位分辨率,意味着它将模拟信号转换为0到1023之间的数字值。其输入电压范围为0到5V，默认的参考电压为5V。可以使用
analogRead()
函数来读取模拟输入引脚的值，返回的结果是0到1023之间的整数，表示输入电压在0到5V范围内的位置。
简单来说,正常普通读取引脚是0或1 ADC可以将0-5V划分为1024份 ,主要用于数据采集,部分传感器需要用adc来读取,
比如光敏传感器,MQ系列气体传感器,pH传感器,压力传感器,电位器等等。
右上角的SCL SDA其实就是A4 A5 他俩是一样的。(scl sda IIC的引脚,这里了解即可)
1.6 普通引脚 0 -13
右侧有每个引脚具备的外设功能,正常情况下他就是个普通的GPIO,可配置为3种模式
Arduino Uno/Arduino Mega这两个开发板的引脚输出都是5V,这点需要注意。
如果是stm32来说理论上引脚的模式有8种,因为arduino提供初学者,引脚模式精简为3种
模式 arduino配置 使用情况示例
浮空输入 INPUT 按键,信号输入等
输出 OUTPUT 电机,led,输出5V等
上拉输入 INPUT_PULLUP 按键,信号输入等
关于具体的浮空输入和上拉输入的区别,可以专门去搜索一下,这里不做赘述。
1.7PWM 引脚(图中画#的 有的板子是~号)
这些引脚是定时器驱动的PWM,可以从右侧看到他是哪个定时器驱动的,举个例子
引脚11 右侧有OC2A 代表着定时器2的通道A
引脚3 右侧有OC2B 代表着定时器2的通道B
同理.引脚10 9是定时器1的两个通道
引脚5 6 是定时器0的两个通道
一个PWM驱动的demo(定时器2的两个PWM)
void setup() {
pinMode(3, OUTPUT); // 设置引脚3为输出
pinMode(11, OUTPUT); // 设置引脚11为输出
}
void loop() {
analogWrite(3, 128); // 设置引脚3的PWM占空比为50%（范围0-255）
analogWrite(11, 64); // 设置引脚11的PWM占空比为25%（范围0-255）
delay(1000);
}
占空比 ,简单来说 如果是50％ 也就是输出2.5V (5V的50％)初学者先这么理解.
呼吸灯也就是让单片机给led输出0V到5V这样循环,让人看到由暗到亮的过程。
1.8 串口引脚 USART 0 1 RX TX
arduino uno只有一个硬件串口,下载和通讯都是用的USART0,所以,这里需要注意的是,你如果用0 1 这两个引脚左右串口通讯的时候是没法进行下载的,需要拔掉引脚0 和1才能下载代码
不过也不用担心串口数量不够,arduino支持软件模拟串口,这里不展开讲,如果想让我单独出一期软件串口,可以留言私信。
关于串口通讯具体细节可以看一下我往期的博客。
1.9 AREF 参考电压(只影响模拟ADC引脚,不影响普通GPIO)
开发板右上角
在arduino UNO中，有六个模拟输入引脚，ADC模拟引脚所测量的电压有一个范围，通常来说是0~5V，它能将0 ~ 5 V的电压分成1024份（2^10），算出来即为4.882mV的测量精度，举个例子就是0V的时候测量结果为0，5V为1023，3V约为615。
如果你输入的电压最大是3.3V，测量出来的最大值也就是675，你可以用map去映射,也可以用arduino开发板提供的AREF,即在AREF接入3.3V作为参考值，这样不仅能直接读到1023，更为重要的是精度提高. 3.3/1023 ==3.223mV
不用AREF测量3.3V的接入,652,654左右
使用AREF测量
demo
void setup() {
// 如果需要使用外部电压作为参考
analogReference(EXTERNAL); // 使用AREF引脚提供的电压作为参考电压
Serial.begin(115200);
}
void loop() {
// put your main code here, to run repeatedly:
Serial.println(analogRead(A0));
delay(1000);
}
1.10 Arudino Uno的板载led灯
Arudino Uno提供一个自带的led灯供大家使用,也就是13引脚,如果直接操作13引脚可实现板载led灯的亮灭,这里给一个demo,相关配置的原理可以看 文章(二)
void setup() {
pinMode(13,OUTPUT);//输出模式
}
void loop() {
digitalWrite(13,1);
delay(1000);
digitalWrite(13,0);
delay(1000);
}
文章二入口:
Arduino的GPIO和基础外设介绍,告别新手期,成为点灯大师(二)-CSDN博客