基于ATmega328 MCU的Arduino UNO板設(shè)計(jì)

什么是Freeduino? ? ? ?

它就是沒有任何電路板的Arduino UNO板。

它使用一種稱為自由形式的技術(shù)通過導(dǎo)線或銅絲而不是電路板來(lái)互連組件。它看起來(lái)簡(jiǎn)約又漂亮!

為什么我要做這個(gè)?我經(jīng)常很難解釋什么是自由形式的電子及其外觀。而Freeduino正好是自由形式電子藝術(shù)的一個(gè)很好的例子，可以輕松地與著名的設(shè)備Arduino UNO相提并論，因此我做了它。

你可以查看上一篇LED掛飾，了解黃銅焊接的基礎(chǔ)知識(shí)，所需的工具和材料。

了解Arduino UNO ? ? ?

在實(shí)際開始焊接之前，我們需要了解Arduino UNO的各部分功能。大體可以將其分為4個(gè)塊：

ATmega328 MCU

ATmega328P PDIP

16MHz振蕩器

防抖電容器

電源電路

7-12V至5V電壓調(diào)節(jié)器

5V至3.3V電壓調(diào)節(jié)器

USB /輸入插孔自動(dòng)選擇電路

反向電流保護(hù)

USB轉(zhuǎn)UART電路

USB接頭

帶有振蕩器和去抖電容器的串行轉(zhuǎn)換器芯片(ATMEGA8U2-MU)

信號(hào)燈

電源指示燈

默認(rèn)LED(D13)

TX / RX LED

ATmega328 MCU ? ? ?

首先，我們從MCU以及數(shù)字和模擬IO引腳接頭開始。Arduino UNO具有巧妙的排針布局，與ATMEGA328 28-DIP封裝的布局非常匹配。因此，無(wú)需交叉導(dǎo)線。

ATmega328起作用的唯一外部組件是需要兩個(gè)22pF電容器的外部16MHz振蕩器。ATmega328P的硬件最少。現(xiàn)在可以通過AVR ?ISCP接口與USBasp編程器進(jìn)行第一次測(cè)試。

電源電路 ? ? ?

我給自己做了一個(gè)特殊的夾具，用于將針座固定在適當(dāng)?shù)奈恢?，從而留出足夠的焊接空間。

ATmega328由5V供電。Arduino ?UNO有兩個(gè)電源輸入源——插孔(7-12V)或USB連接器(5V)。同時(shí)它還為外部組件提供3.3V電源。這意味著需要2個(gè)穩(wěn)壓器。首先將7-12V轉(zhuǎn)換為5V，然后將5V轉(zhuǎn)換為3.3V。根據(jù)數(shù)據(jù)手冊(cè)中的建議，我使用了兩個(gè)AMS1117 ?5V和3.3V穩(wěn)壓器以及一些電容器。

為了簡(jiǎn)化操作，我將電源電路焊接到了板子的外部，然后將其放在數(shù)據(jù)線上。這實(shí)際上創(chuàng)建了兩層自由形式的電路。我省略了自動(dòng)選擇和反向電流保護(hù)部分，因?yàn)檫@會(huì)使所有過程變得非常復(fù)雜。除非您對(duì)板子不滿意，否則可以不需要它們。

USB轉(zhuǎn)UART電路 ? ? ?

如果要在不依賴編譯器的情況下通過Arduino IDE上傳程序，這一點(diǎn)很重要。好吧，沒有它就不會(huì)那么酷。原始的Arduino UNO ?R3使用ATMEGA8U2-MU，雖然很棒，但太小了，不適合自由形式的電路。我決定選擇CH340C芯片。它具有合適的SOP-16封裝，僅需四個(gè)外部組件——去抖電容器，復(fù)位電容器和兩個(gè)Tx ?/ Rx線路電阻器。無(wú)需外部電容器的事實(shí)大大簡(jiǎn)化了整個(gè)電路。

led指示燈 ? ? ?

我不喜歡那些大型THT LED，所以我決定使用小型SMD 1206 ?LED來(lái)發(fā)出功率，L，Tx和Rx通信信號(hào)。我很后悔。我先將一個(gè)SMD電阻焊接到他們，然后嘗試將其焊接到電線。這很棘手。我必須使用低溫的烙鐵，并盡快解決問題，否則SMD組件的另一側(cè)會(huì)被拆焊。

Freeduino能點(diǎn)亮嗎? ? ? ?

首先，我連接了外部電源來(lái)檢查電源調(diào)節(jié)器。所有電壓電平都很好，因此我繼續(xù)進(jìn)行連接，并通過USBasp編程器將自舉程序上傳到芯片中。驚喜的是，該芯片在第一次嘗試時(shí)就進(jìn)行了通信。那是一個(gè)好兆頭。外部晶振正常工作，所有引腳均正確連接。最后一步是連接USB電纜，然后嘗試上傳blink的程序。我們來(lái)看看：