Arduino 面包板：开源原型板

原型设计是设计和开发过程的重要组成部分。在进入 PCB 项目的更高级阶段之前，这是必不可少的。因此，如果您是一名数字电子开发人员，那么 Arduino 面包板是不二之选。

在 Arduino 之前，初学者很难学习微控制器。他们不得不使用昂贵的工具包，这需要难以使用的汇编语言编码。

然而，Arduino 改变了游戏规则，它提供了一个价格实惠、易于使用的平台，并使用 C++ 等高级编程语言进行编码。

我们将研究 Arduino 面包板以及制作此类板所需的步骤。

什么是 Arduino？

Arduino 是一个开源的数字电子软件和硬件平台、项目和用户社区。该平台设计和构建易于使用的单板微控制器及其套件，用于开发数字电子产品。

Arduino 电路板

什么是面包板？

另一方面，面包板是一个长方形塑料控制台，带有方形穿孔，并刻有符号和线条。它作为组装多个电子元件和微控制器（如 Arduino）的构建基础，用于原型制作。

面包板的无焊设计是它与 PCB 的主要区别。

无焊面包板

通常，面包板带有跳线、电源单元和电子元件，如晶体管、电阻器和电容器。

Arduino的一些规格

• 工作电压：7-12V（DC 插孔）、5V (USB)
• 数字 I/O 引脚：14 个（6 个用于 PWM 操作）
• 模拟输入引脚：6 个
• 用于程序存储的闪存：32KB
• 内存：2KB
• EEPROM：1KB
• 时钟速度：16MHz
• DC I/O 引脚电流输出：20mA

构建 Arduino 面包板

在面包板上构建 Arduino 时，微控制器（例如 ATmega328P）形成准系统 Arduino 电路套件。但其他部分同样重要，构成了电路的其余部分。 Arduino ATmega328P 微控制器规格如下：

ATmega328P 芯片

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与标准 ATmega328p 微控制器相比，面包板 Arduino 选项更好，因为它带有 Arduino 引导加载程序。此引导加载程序允许 Arduino IDE 编程。此外，面包板 Arduino 将为您提供以下优势：

• 更深入地了解 Arduino 硬件的工作原理
• 轻松缩放
• 低功耗

必需组件

要设置完整的项目，您需要以下组件：

如下图所示连接这些组件。

带有 USB 转串口转换器模块的 Arduino ATmega328p 面包板

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为了帮助您进行连接，您需要知道微控制器中每个引脚的用途。这是芯片的引脚图。

ATmega328p 和 Arduino 板的引脚图

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连接外部电源

首先连接面包板电源的接线。该过程涉及在电压调节器所在的位置安装电源线和地线。记下管脚编号，以防止任何错误的组件连接。

接下来，在电路板底部添加地线和电源线以连接每个导轨。然后，将电源调节器和电源导轨连接到板上。

可施加到 VCC 引脚的最大电压为 6V，应避免达到此值。使用在3.3-5.5V之间。

在大多数情况下，9-12VDC 电源（电池）就足够了。然而，这是电压调节器的工作。因此，输入电源应为 7-16V，才能从稳压器获得 5V 左右的电压。

在稳压器 IN 和地之间添加一个 10uF 电容器。另外，在地板和电源之间的右侧导轨上安装一个类似的电容器。

接下来，将 LED 灯和 220 欧姆电阻贴在电路板的左侧，正对着稳压器。

整理好电源后，就可以加载微控制器了，然后是 USB 转串口转换器模块。

连接微控制器

首先，将芯片插入面包板，如上图所示。接下来，将 10k 上拉电阻从复位引脚连接到 +5V，以防止芯片在正常操作中复位。如果接地到 0V，复位引脚会重启微控制器。

接下来，将 16 MHz 时钟连接到引脚 9 和 10。将两个 22 pF 电容器连接到每个引脚和地。

连接到面包板的 ATmega328P 芯片

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之后，在复位引脚和接地引脚之间连接一个小触觉开关，作为复位按钮。有了这个组件，如果要重新启动芯片上传新程序，请拨动开关。

需要注意的是，一些芯片预编程了闪烁 LED 程序。通常，Arduino 软件包含直接来自制造商的程序。

确保这些引脚连接如下：

• 引脚 7 – 数字电源电压 (VCC)
• 引脚 8 - GND
• 引脚 20 – AVcc – ADC 转换器电源电压。如果不使用 ADC，您应该将其连接到输入电源。如果使用 ADC，请通过低通滤波器将引脚连接到电源。
• 引脚 21 – AREF – ADC 的模拟参考引脚
• 引脚 22 - 接地

设置所有内容并连接电池后，板 LED 应闪烁。 LED灯的目的是检查电路板是否获得了正确的电量或短路。

你可以在这里停下来，但真正的乐趣来自于对 Arduino 面包板进行编程。要使用您的代码对其进行闪存，您需要将 USB 转串口转换器模块连接到面包板。

由于您将在计算机的 Arduino IDE 上键入代码，因此 USB 转串口转换器模块提供了一个 USB 端口。如果您有通过 USB 电缆将计算机连接到面包板芯片的端口会有所帮助。

连接 USB 转串口转换器模块

您只需要做这五个连接：

• 接收到发送
• 发送到接收
• Vcc 到 Vcc
• 接地到接地
• DTR/RTS 通过 10uF 电容转至 RST

从那里，您可以在 Arduino IDE 上发挥创意。然后尝试在芯片上运行不同的代码，比如进入睡眠模式一段时间。

Arduino IDE 上的示例 LED 闪烁代码

来源：维基共享资源

总结

如您所见，Arduino 面包板为测试和开发提供了一个易于使用且价格合理的平台，非常适合初学者数字电子设计人员。如果您有任何问题，请联系我们进一步澄清。