在本篇文章中，我们将详细先容Arduino开拓板的硬件电路部分，详细来说，便是先容Arduino Uno开拓板的引脚分配图及定义。Arduino Uno微掌握器采取的是Atmel的ATmega328。 Arduino Uno开拓板的引脚分配图包含14个数字引脚、6个仿照输入、电源插孔、USB连接和ICSP插头。引脚的复用功能供应了更多的不同选项，例如驱动电机、LED、读取传感器等。在这篇文章中，我们将先容Arduino Uno引脚的功能。
Arduino Uno引脚分配图
Arduino Uno引脚分配 - 电源
Arduino Uno开拓板可以利用三种办法供电：
● 直流电源插孔：可以利用电源插孔为Arduino开拓板供电。电源插孔常日连接到一个适配器。开拓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可能会供电不敷。
● VIN引脚：该引脚用于利用外部电源为Arduino Uno开拓板供电。电压应掌握在上述提到的范围内。
● USB电缆：连接到打算机时，供应500mA/5V。
在电源插孔的正极与VIN引脚之间接有一个极性保护的二极管，额定电流为1安。
您利用的电源决定了可用于电路的功率。例如，利用USB为电路供电时，电流最大限定在500mA。考虑到该电源也用于为MCU、外围设备、板载稳压器和与其连接的组件供电。当通过电源插座或VIN为电路供电时，可用的最大电流取决于Arduino开拓板上的5V和3.3V稳压器。
● 5v和3v3：根据制造商的数据手册，它们供应稳压的5V和3.3v，向外部组件供电。
● GND：接地，在Arduino Uno引脚分配图中，可以看到有5个GND引脚，它们都是互连的。
GND引脚用于闭合电路回路，并在全体电路中供应一个公共逻辑参考电平。务必确保所有的GND（Arduino、外设和组件）相互连接并且有共同点。
● RESET：复位Arduino开拓板。
● IOREF：该引脚是输入/输出参考。它供应了微掌握器事情的参考电压。
Arduino Uno引脚分配 - 仿照输入
Arduino Uno有6个仿照引脚，它们作为ADC（模数转换器）利用。
这些引脚用作仿照输入，但也可用作数字输入或数字输出。
模数转换
ADC表示仿照Analog到数字Digital转换器Converter。 ADC是用于将仿照旗子暗记转换为数字旗子暗记的电子电路。仿照旗子暗记的这种数字表示许可处理器（其是数字设备）丈量仿照旗子暗记并在其操作中利用它。
Arduino引脚A0-A5能够读取仿照电压。在Arduino上，ADC具有10位分辨率，这意味着它可以通过1,024[0,1023]个数字电平表示仿照电压。 ADC将电压转换成微处理器可以理解的数字旗子暗记。
一个常见的ADC例子是IP语音（VoIP）。每部智好手机都有一个麦克风，可将声波（语音）转换为仿照电压。这通过设备的ADC，转换成数字数据，通过互联网传输到吸收端。
Arduino Uno引脚分配 - 数字引脚
Arduino Uno的引脚0-13用作数字输入/输出引脚。个中，引脚13连接到板载的LED指示灯；引脚3、5、6、9、10、11具有PWM功能。
须要把稳的是：
● 每个引脚可供应/吸收最高40 mA的电流。但推举的电流是20毫安。
● 所有引脚供应的绝对最大电流为200mA。
数字电平意味着什么？
数字是一种表示1位电压的办法：0低电平或1高电平。Arduino上的数字引脚是根据用户需求设计为输入或输出的引脚。数字引脚可以打开或关闭。开启时，它们处于5V的高电平状态，当关闭时，它们处于0V的低电平状态。
在Arduino上，当数字引脚配置为输出时，它们设置为0或5V。
当数字引脚配置为输入时，电压由外部设备供应。该电压可以在0-5V之间变革，并转换成数字表示（0或1）。为了确定这一点，有2个阈值：
● 低于0.8V ，视为0。
● 高于2.0V， 视为1。
将组件连接到数字引脚时，确保逻辑电平匹配。如果电压在阈值之间，则返回值将不愿定。
什么是PWM？
常日，脉宽调制（PWM）是一种调制技能，用于将编码为脉冲旗子暗记。 PWM由两个关键部分组成：频率和占空比。 PWM频率决定了完成单个周期（周期）所需的韶光以及旗子暗记从高到低的颠簸速率。占空比决定旗子暗记在总韶光段内保持高电平的韶光。占空比以百分比表示。
在Arduino中，支持PWM的引脚产生约500Hz的恒定频率，而占空比根据用户设置的参数而变革。见下图：
WM旗子暗记用于直流电机的速率掌握，调光LED等。在Arduino中，PWM的占空比范围是8bit[0,255]，最小是0，最大是255（100%）。
通信协议
串行（TTL） - 数字引脚0和1是Arduino Uno的串行引脚。
它们由板载USB模块利用。
什么是串行通信？
串行通信用于在Arduino板和其他串行设备（如打算机，显示器，传感器等）之间交流数据。每块Arduino板至少有一个串口。串行通信发生在数字引脚0（RX）和1（TX）以及USB上。 Arduino也支持通过数字引脚与SoftwareSerial Library进行串行通信。这许可用户连接多个支持串行的设备，并保留主串行端口可用于USB。
软件串行和硬件串行：大多数微掌握器都具有用于与其他串行设备进行通信的硬件。软件串行端口利用引脚变动中断系统进行通信。有一个用于软件串行通信的内置库。处理器利用软件串行来仿照额外的串行端口。软件串行唯一的缺陷是它须要更多的处理，并且不能支持与硬件串行相同的高速。
SPI
SS / SCK / MISO / MOSI引脚是SPI通信的专用引脚。它们可以在Arduino Uno的数字引脚10-13和ICSP插头上找到。
串行外设接口（Serial Peripheral Interface，SPI）是一种串行数据协议，由微掌握器用来与总线中的一个或多个外部设备进行通信，如连接。 SPI也可以用来连接2个微掌握器。在SPI总线上，总是有一个设备表示为主设备，别的所有设备都表示为从设备。在大多数情形下，微掌握器是主设备。 SS（从选择）引脚确定主器件当前正在与哪个器件通信。
启用SPI的器件始终具有以下引脚：
● MISO（主从输出） - 用于向主设备发送数据的线路
● MOSI（主机输出从机输入） - 发送数据到外围设备的主机线
● SCK（串行时钟） - 由主设备天生的用于同步数据传输的时钟旗子暗记。
I2C
SCL / SDA引脚是I2C通信的专用引脚。在Arduino Uno上，它们可以在仿照引脚A4和A5上找到。
I2C通信协议常日称为“I2C总线”。 I2C协议旨在实现单个电路板上组件之间的通信。利用I2C时，有2条通信线，称为SCL和SDA。
● SCL是用于同步数据传输的时钟线。
● SDA是用于传输数据的通讯线。
I2C总线上的每个器件都有一个唯一的地址，最多可以在同一条总线上连接255个器件。
Aref
仿照输入的参考电压。
中断
INT0和INT1。 Arduino Uno有两个外部中断引脚。
外部中断
外部中断是外部滋扰涌现时发生的系统中断。滋扰可能来自用户或网络中的其他硬件设备。 Arduino中这些中断的常见用场是读取编码器产生的方波或外部事宜唤醒处理器的频率。
Arduino有两种形式的中断：
● 外部输入
● 引脚状态变革
ATmega168 / 328上有两个外部中断引脚，称为INT0和INT1。 INT0和INT1分别映射到引脚2和3。相反，引脚变革中断可以在任何引脚上激活。
Arduino Uno引脚定义 - ICSP插头
ICSP表示在线串行编程。该名称源清闲系统编程（ISP）。 Arduino干系的制造商，如Atmel，开拓了自己的在线串行编程插头。这些引脚利用户能够编程Arduino开拓板上的固件。 Arduino开拓板上有6个ICSP引脚，可通过编程电缆连接到编程器设备。
理解引脚定义
Arduino Uno开拓板是当今市场上最盛行的开拓板之一，这便是为什么我们在本文中紧张先容这款开拓板。本篇文章紧张先容了其大部分功能，但也有很多高等的选项，我们在这篇文章中没有涉及。
要为项目选择开拓板时，须要理解的主要一点是其功能和局限性。理解开拓板利用的不同通信协议也很主要。当然，你不须要记住所有这些信息，你可以回到这篇文章并阅读干系信息。
如果您有任何见地或疑问，欢迎您不才面进行回答，当然，请随时与您喜好Arduino的朋友分享这篇文章。
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