arduino晶片板

了解Arduino 電路板

我們一一介紹幾個重要的部分, 先從簡單的介紹起:

  

1.傳輸區：負責輸出與輸入電訊號的針腳

2.類比輸入(Analog In)

3.電源供應:

4.DC(直流)外部電源輸入 

5. LED 燈

6. micro-USB 介面

7.Reset重置鍵

1. 在這區, 總共有14個數位的針腳, 可同時做為輸出與輸入. 指定某一輸出針腳的輸出為高電位或低電位,  在數位針腳中, 高電位是5V, 可稱為HIGH 或 1. 低電位是0, 也就是LOW 或 0. 其電流為最大40mA, 並且每個都有內建一個20~50k歐姆的電阻(預設為關). 其中, 有些還有特別作用 :

·        針腳0, 1 : 同時也是Serial Port 的讀取, 寫入 的針腳. 我們透過USB 讀寫, 和用 這兩個針腳做寫入是相同的. 也因此, 我們一般不會去使用這兩個腳位, 免得和Serial port 的資料相衝.

·        針腳2, 3 : 若有使用TWI 或 IIC(I2C) 的序列傳輸功能時, Pin 2為SDA, Pin 3為SDL. 一個做為序列資料傳遞, 一個做為校時. 當多個系統要溝通傳資料時, 用I2C 方便多了. 但若是獨立的系統, 就比較用不上.

·        PWM : 到此為止, 我們都沒有介紹到類比輸出(Analog Out), 因為Arduino 沒有這個東東, 但為了有類似Analog out 的功能, Arduino 利用PWM 的功能來達到相同的目的. 針腳 3 ,5 ,6, 9, 10 ,11, 13 共 7個腳位可以透過analogWrite() 的函式來設定這幾個腳位為類比輸出. 但不像類比輸入可以量化為10bits(1024階), 類比輸出只能提共8bits(256階)而已. 而PWM的詳細說明可以在這邊找到. 簡單說, 就是將每個Cycle 切成256個小時段, 然後依比例輸出多少個小時段, 以達到類似Analog 的功能.

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2. Analog In : 在Leonardo 板子上, 總共可以提供最高12 個類比(Analog) 的針腳, 從A0~A11. 即右下角(綠色2) 的位置提供了A0~A5 6個, 另外6個A6~A11 則是分別在Digital 的 4,6,8,9,10,12 針腳. 一般來說, 類比輸入提供5V 的電壓, 然後根據分類, 來判定它的值. 例如 Leonardo 在類比輸入提供了10個bits 的分類, 或簡單的說, 它提供了將電壓由最低到最高分成1024個層級. 所以在類比中, 輸入電壓若最高是5V, 那即表示由0V~5V中, 不同的電壓值可以再分成1024階(或稱取樣, 這裡 有個比較簡單的說明). 所以若輸入是2.5V(5V的一半), 那我們就可以在Arduino Analog In 的針腳上收到512 的值(1024的一半). 有意思吧. 若我們在Analog In 的 Pin 腳外接弓一個可變電阻, 那麼就可以調整輸入Arduino 的電壓值, 所以我們就可以得到不同的analog 值了. 例如透過光敏電阻, 當光線輸入低於256 時, 就開燈.

3. 電源供應 : 這幾個針腳(Pin) 主要是用來提供我們設計的電路上, 所需的電源. 它提供了 3.3V 和5V. 當接上3.3V 時, 最大電流為50mA(毫安), 當接上5V 時, 不管是用USB電源, 或是外部電源, 這個針腳都可以提供5V 的電源. 若是要直接用外部電源的電壓, 那就要接在Vin 針腳. IOREF 則是當我們有接子板時, 告知子板電壓用的腳位.GND 即接地, 或一般我們說的接負極.

4. DC(直流)外部電源輸入 : 透過USB, 可以提供5V 的電源, 但當我們設計的功用, 不再只是靜態時, 或是電壓要求較高時, 就需要有獨立或較高壓的電源提供. 因此可以經由這個2.1mm 中心為正極的接頭(jack), 接上電池(電池組或9V方形電池)或交直流轉換器(就是一般手機充電用的那種電源線, 只要接頭大小符合, 應該都可以拿來用). 它的輸入電壓建議是 7V~12V. 但它最大範圍可以由 6V~20V. 記得不要超過板子的限制, 否則會把Arduino 板子燒掉喔.

5. LED 燈 :

隨著板子的不同, LED 燈也會有所不同. 以Leonardo 為例, 上面有四顆安裝好的LED 燈. 其中 Tx, Rx 表示板子經USB 和電腦進行傳輸時的燈號. 當板子傳資料到電腦上, Tx 會亮一下, 當板子收到電腦傳來的資料, Rx 會亮一下. 所以一開始就是我們由電腦上傳程式到Arduino 板子上時, Rx 會一直閃.
On 燈號 : 就是板子有接上電源時, 它就會亮. 因為它沒電源開關, 所以有電源, 它就會On. 如果沒亮, 那就是......板子壞了吧.
L 燈號 : 這個就是內建接在Pin 13 的LED 燈.

6. micro-USB 介面 :
透過一條micro-USB 線, 接到電腦, 除了做為Sketch 程式傳輸外, 就是用來做為Arduino 和 電腦間的 序列埠傳輸. 即, Arduino 和 電腦間可以透過USB 互相傳遞資料. 所以, 我們可以從電腦輸入某些資料傳到板子上(如輸入字母, 要求Arduino 在LCD 顯示板顯示出來), 或由Arduino 將值傳給電腦進行處理.(如Arduino 收到可變電阻的值後, 經由USB 傳到電腦上, 再由電腦顯示出值或畫出圖來.)
同時, 透過USB, 也可由電腦提供5V 的電源給Arduino 板子, 以及板子上的電源port 使用.

7. Reset : Arduino 板子 重置鍵.
按下去之後, Arduino 板子內的程式會重置, 就是會重新執行程式. 但也有特別的地方, 像Leonardo 板子, 有時剛接上USB 時會有問題, 必須按著reset 鍵, 再做上傳才會成功. 

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