DIY Arduino Nano

电路板图如下：

成分

描述

DIY Arduino Nano

这是一个简单的 nano，它使用 Type C 连接器，而不是传统的 Arduino-nano 连接器，更方便用户使用

高性能 Microchip 8 位 AVR？基于 RISC 的微控制器结合了具有读写功能的 32 KB ISP 闪存、1 KB EEPROM、2 KB SRAM、23 个通用 I/O 线、32 个通用工作寄存器、三个具有比较模式的灵活定时器/计数器、内部和外部中断、串行可编程 USART、面向字节的两线串行接口、SPI 串行端口、6 通道 10 位 A/D 转换器（TQFP 和 QFN/MLF 封装中的 8 通道）、带内部可编程看门狗定时器振荡器，以及五种软件可选的省电模式。该设备的工作电压为 1.8-5.5 伏。

通过在单个时钟周期内执行强大的指令，该器件实现了接近每 MHz 1 MIPS 的吞吐量，平衡了功耗和处理速度。

ATmega328是 Atmel 在 megaAVR 系列中创建的  单芯片微控制器（后来 Microchip Technology 于 2016 年收购了 Atmel）。它具有改进的哈佛架构 8 位 RISC 处理器内核。ATmega328 是高级虚拟 RISC (AVR) 微控制器。它支持8位数据处理。ATmega-328 具有 32KB 内部闪存。

ATmega328 具有 1KB 电可擦除可编程只读存储器 (EEPROM)。该属性表示如果给微控制器供电的电源被移除，即使这样，它也可以存储数据并在提供电源后提供结果。此外，ATmega-328 具有 2KB 静态随机存取存储器 (SRAM)。其他特性将在后面解释。ATmega 328 具有多种不同的功能，使其成为当今市场上最受欢迎的设备。这些特性包括先进的 RISC 架构、良好的性能、低功耗、具有独立振荡器的实时计数器、6 个 PWM 引脚、可编程串行 USART、用于软件安全的编程锁、高达 20 MIPS 的吞吐量等。有关 ATmega 328 的更多详细信息将在本节稍后给出。

ATmega328 是 Microchip 制造的 8 位、28 引脚 AVR 微控制器，遵循 RISC 架构，具有 32KB 的闪存型程序存储器。

Atmega328 是微控制器，用于基本的 Arduino 板，即 Arduino UNO、Arduino Pro Mini 和 Arduino Nano。

它有一个 1KB 的 EEPROM 存储器，它的 SRAM 存储器是 2KB。

它有 8 个用于 ADC 操作的引脚，它们全部组合形成 PortA（PA0 – PA7）。

它还有 3 个内置定时器，其中两个是 8 位定时器，第三个是 16 位定时器。

你一定听说过 Arduino UNO，UNO 是基于 atmega328 微控制器的。这是UNO的心。它的工作电压范围为 3.3V 至 5.5V，但通常我们使用 5V 作为标准。

其出色的特性包括成本效益、低功耗、用于安全目的的编程锁定、带有独立振荡器的实时计数器。

它通常用于嵌入式系统应用程序。你应该看看这些现实生活中的嵌入式系统示例，我们可以使用这个微控制器来设计所有这些示例。

力量

Arduino Nano 可以通过 Mini-B USB 连接、6-20V 非稳压外部电源（引脚 30）或 5V 稳压外部电源（引脚 27）供电。电源自动选择最高电压源。 

记忆

ATmega328 有 32 KB，（也有 2 KB 用于引导加载程序。ATmega328 有 2 KB 的 SRAM 和 1 KB 的 EEPROM。 

输入和输出

Nano 上的 14 个数字引脚中的每一个都可以用作输入或输出，使用 pinMode()、digitalWrite() 和 digitalRead() 函数。它们的工作电压为 5 伏。每个引脚可提供或接收最大 40 mA 的电流，并具有 20-50 kOhms 的内部上拉电阻（默认断开）。此外，一些引脚具有特殊功能：

串行：0（RX）和 1（TX）。用于接收 (RX) 和发送 (TX) TTL 串行数据。这些引脚连接到 FTDI USB 转 TTL 串行芯片的相应引脚。

外部中断：2 和 3。这些引脚可配置为在低值、上升沿或下降沿或值变化时触发中断。有关详细信息，请参阅 attachInterrupt() 函数。

PWM：3、5、6、9、10和11。通过analogWrite()函数提供8位PWM输出。

SPI：10（SS）、11（MOSI）、12（味噌）、13（SCK）。这些引脚支持 SPI 通信，虽然由底层硬件提供，但目前不包含在 Arduino 语言中。

LED：13。有一个内置LED连接到数字引脚13。当引脚为HIGH值时，LED亮，当引脚为LOW时，它关闭。

Nano 有 8 个模拟输入，每个提供 10 位分辨率（即 1024 个不同的值）。默认情况下，它们的测量范围是从地面到 5 伏，尽管可以使用类比参考（）函数更改其范围的上限。模拟引脚 6 和 7 不能用作数字引脚。此外，一些引脚具有特殊功能：

I2C：A4 (SDA) 和 A5 (SCL)。使用 Wire 库（Wiring 网站上的文档）支持 I2C (TWI) 通信。

板上还有其他几个引脚：

AREF。模拟输入的参考电压。与analogReference() 一起使用。

重置。将此线拉低以重置微控制器。通常用于将重置按钮添加到屏蔽板上的屏蔽层。

沟通

Arduino Nano 具有许多用于与计算机、另一个 Arduino 或其他微控制器通信的设施。ATmega328 提供 UART TTL (5V) 串行通信，可在数字引脚 0 (RX) 和 1 (TX) 上使用。板上的 FTDI FT232RL 通过 USB 引导这种串行通信，FTDI 驱动程序（包括在 Arduino 软件中）为计算机上的软件提供虚拟 com 端口。Arduino 软件包括一个串行监视器，它允许向 Arduino 板发送和从 Arduino 板发送简单的文本数据。当数据通过 FTDI 芯片和 USB 连接传输到计算机时，板上的 RX 和 TX LED 将闪烁（但不用于引脚 0 和 1 上的串行通信）。SoftwareSerial 库允许在 Nano 的任何数字引脚上进行串行通信。ATmega328 还支持 I2C (TWI) 和 SPI 通信。Arduino 软件包含一个 Wire 库以简化 I2C 总线的使用。要使用 SPI 通信，请参阅 ATmega328 数据表。 

编程

Arduino Nano 可以使用 Arduino 软件（下载）进行编程。从“工具”>“板”菜单中选择“Arduino Duemilanove 或 Nano w/ ATmega328”（根据板上的微控制器）。Arduino Nano 上的 ATmega328 预烧了一个引导加载程序，允许您在不使用外部硬件编程器的情况下上传新代码。它使用原始的 STK500 协议进行通信。您还可以绕过引导加载程序并使用 Arduino ISP 或类似工具通过 ICSP（在线串行编程）接头对微控制器进行编程。 

自动（软件）复位

Arduino Nano 不需要在上传之前物理按下重置按钮，而是以允许通过连接计算机上运行的软件重置的方式设计。FT232RL 的硬件流控制线 (DTR) 之一通过 100 纳法电容连接到 ATmega328 的复位线。当这条线被置位（拉低）时，复位线下降到足以复位芯片。Arduino 软件使用此功能让您只需在 Arduino 环境中按下上传按钮即可上传代码。这意味着引导加载程序可以有更短的超时时间，因为 DTR 的降低可以与上传的开始很好地协调。此设置还有其他含义。当 Nano 连接到运行 Mac OS X 或 Linux 的计算机时，每次从软件（通过 USB）建立连接时，它都会重置。在接下来的半秒左右，引导加载程序在 Nano 上运行。虽然它被编程为忽略格式错误的数据（即除了上传新代码之外的任何内容），但它会在打开连接后截取发送到电路板的前几个字节的数据。如果板上运行的草图在第一次启动时收到一次性配置或其他数据，请确保与之通信的软件在打开连接后和发送此数据之前等待一秒钟。