描述

我知道與 Arduino 等微控制器一起使用的傳感器、模塊和集成電路。而且我認為即使在 10 年后，Arduino UNO 仍然是大多數(shù)愛好者的首選。由于其開源環(huán)境和未來主義軟件。開發(fā)人員為它發(fā)布了一些易于編程的軟件。Arduino Uno 是該系列的第一款 MCU，您可以在官網(wǎng)上看到不同的變體名稱。

我與 Arduino 合作了很長時間。而且我知道通信協(xié)議和硬件兼容性。因為 Arduino 于 2012 年發(fā)布，并且一天比一天有趣。但是這個時代的設(shè)計是一樣的，但我想修改設(shè)計。不是因為任何錯誤，而是由于兼容性問題。

1）舊的USB type A，現(xiàn)在用的不多。

2）可以省去電源插孔，因為直接電源系統(tǒng)更加一致。

3) 母頭數(shù)量較少

4) 3.3volt 不能支持超過 200mA

5) 沒有太多使用 ICSP 標(biāo)頭。

6) 過度殺傷電路。

為了消除這些問題并修改整體布局，我選擇制作自己的與 UNO 完全兼容的微控制器開發(fā)板。使用 SMD 組件，使用低功率 USB 轉(zhuǎn)串口可以降低成本。最后為廣泛使用的 12C 模塊、屏幕、藍牙、無線電模塊和傳感器添加不同的端口/接頭。

因為我想首先在這個 Arduino 上測試我的項目，所以通過減少跳線的數(shù)量，電路變得不那么復(fù)雜。所有這些事情都可以通過使用 JLCPCB 原型設(shè)計服務(wù)來實現(xiàn)。JLCPCB只需 2 美元即可提供 5 片 2 層 PCB。立即注冊JLCPCB 以獲得價值 54 美元的免費優(yōu)惠券。至于現(xiàn)在，您只需在 Instagram 上給我發(fā)消息即可獲得所需的 Gerber、BOM 和 CPL 文件：Sagar_Saini_7294。

使用的組件：

• Atmega328p-貼片版
• 16 MHz 貼片晶體
• CH340C USB轉(zhuǎn)串口芯片
• C型母頭USB
• 1K電阻
• 10K電阻
• 100nf電容
• 貼片觸覺按鈕
• 藍色和紅色 SMD LED
• 撥碼開關(guān) x4
• 排針
• AMS1117 5v、3.3v 穩(wěn)壓器
• 100uf電解電容
• JLCPCB的定制PCB

電路原理圖：

該單片機的電路非常簡單，只需遵循數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)表的基礎(chǔ)知識即可。我使用 CH340C 作為 USB 轉(zhuǎn)串口編程器。該芯片有很多變體，我使用的是“c”，它具有 12MHz 的內(nèi)部振蕩器。藍色 LED 用于 Tx 和 Rx 引腳，橙色和黃色用于電源和 D13 引腳。

這些 LED 使用 1K 電阻器來限制電流。AMS1117 5 伏穩(wěn)壓器為整個電路板提供 +5 伏。100nF 和 100uf 電容用于降噪和電源濾波。帶有 10k 電阻的觸覺按鈕完成了復(fù)位電路。新一代 USB C 型，具有更好的外觀和強大的連接。我為 I/O 引腳、藍牙連接和 12C 使用了不同的引腳接頭。

FTDI、藍牙、無線電和 USB 可以使用安裝在 PCB 之間的 DIP 開關(guān)啟用。實際上，這是控制整個電路動作的主要部件。

原理圖設(shè)計和PCB：

我使用 EasyEDA 設(shè)計了這塊板的原理圖，添加了更多功能，如下面的工作部分列出。如果您想根據(jù)您所在地區(qū)的組件可用性來修改布局，那么您可以使用 EasyEDA 并參考我的設(shè)計。連接正常，并使用正確的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)記進行了測試。

至于PCB，我把我的原理圖變成了PCB制造文件。然后進行一些設(shè)計并將所有組件放置在它們的位置。然后我對這塊板進行手動布線，并以 Gerber 文件的形式下載項目。

您可以將此文件上傳給PCB制造商以制作物理原型。至于現(xiàn)在，您只需在 Instagram 上給我發(fā)消息即可獲得所需的 Gerber、BOM 和 CPL 文件：Sagar_Saini_7294。

PCB 規(guī)格和組件安裝：

元件值的組裝如圖所示，您可以據(jù)此添加電阻和電容。讓我在 Instagram 上獲取完整的原理圖和所有文件。

這里所有的 smd 組件，如電阻器、電容器和 LED 都是 0603 封裝。因此，嘗試管理與首選相同的尺寸，或者您可以從JLCPCB提供組裝服務(wù)，只需 8 美元即可提供 SMD 組裝。

組裝PCB板：

使用簡單的焊料焊接Arduino芯片的SMD封裝是非常困難的，直到您不知道正確的焊接方法。

只需先焊接一個引腳，然后添加訪問焊膏，在加熱的焊料上獲得一些焊錫絲，并在芯片上形成一層。芯片引腳中的任何短路都可以使用焊芯去除。

始終建議在 SMD 上使用多余的焊膏，但在焊接后立即清除殘留物。

第一次開機：

檢查電源連接是否連續(xù)，如果一切正常，則連接 USB 電源。如果有蜂鳴聲，則檢查焊接連接。如果有任何錯誤連接，則再次重新焊接組件。大多數(shù)時候USB C型連接器或SMD芯片短路。

燒錄引導(dǎo)程序：

在將任何草圖上傳到芯片之前，您需要將啟動設(shè)置刻錄到它。只需使用另一個 Arduino UNO 板即可完成。從示例部分將 Arduino ISP 代碼上傳到第二個 Arduino。

根據(jù)給定的接線圖連接兩個 Arduino。然后選擇 Programmers 作為 ISP 并單擊刻錄引導(dǎo)加載程序。成功刻錄程序需要一分鐘或更短的時間。之后，您可以將任何程序上傳到芯片。但我總是建議首先使用閃爍 LED 示例。

PCB文件和測試代碼：

我將原理圖轉(zhuǎn)換為 PCB，然后轉(zhuǎn)換為 Gerber 文件。如果我的設(shè)計看起來很有趣，那么從我這里獲取 Gerber 文件并將它們上傳到JLCPCB ，只需 2 美元即可提供5 塊2 層 PCB 。我使用了紅色阻焊層、FR4 材料、hasl 表面處理和 1.6 毫米厚的 PCB。您可以從這里下載所有使用的代碼。

工作與特點：

1) FTDI模式：

我在這個模塊中添加了一個 FTDI 功能，這意味著如果你想對任何 Arduino 板（如 mini、Nano）進行編程，可以直接連接到接頭。不需要外部程序員。現(xiàn)在您可以通過撥碼開關(guān)在兩種 FTDI 模式之間切換。第一次對板載 Arduino 芯片進行編程，第二次對任何極端 MCU 板進行編程。

2）藍牙：

我還為藍牙模塊添加了標(biāo)題。提供通過藍牙對電路板進行無線編程。但我們將在另一篇文章中介紹該功能。該模塊使用串行協(xié)議進行接口。并且相同的 DIP 開關(guān)用于打開/關(guān)閉模塊。

3) NRF24L01 收音機：

Nrf24L01 主要與 Arduino 一起用作遠程控制用途。我將 NRF 的接頭添加到我的 Arduino 板的一側(cè)，以便模塊可以直接插入接頭。所有電線的連接都標(biāo)記在Arduino板PCB沉屏層上，

4) 3X3 I/O 接頭：

這些是用于連接任何帶有 3 個引腳的數(shù)字傳感器的接頭。像 DHT，麥克風(fēng)。現(xiàn)在無需擔(dān)心引腳排列。因為 3x3 標(biāo)頭總共形成了 36 種不同的插入模塊的概率。

5）直接12C特點：

一些顯示模塊和傳感器使用與 Arduino 的 I2C 通信。現(xiàn)在您可以使用任何傳感器將 12c 屏幕直接插入電路板，以獲得屏幕上顯示的值。從這里下載所有使用的不同程序。

故障排除：

如果啟動有任何問題，請檢查串行連接。CH340驅(qū)動可能有問題或檢查芯片的電源連接。Ch340C 故障排除和 Arduino 接口在這篇單獨的文章中進行了說明。

我們的更多項目：

• 如何使用 Arduino 查找 I2C 地址
• 如何在 Arduino 中上傳 hex 文件
• 如何使用 Mobile 對 Arduino 進行編程