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硬件接口

接口位置​

下图标出了开发板正面的引脚与接口,右侧为各引脚对应的芯片端口。Arduino UNO R4 Minima 完整引脚图可查看分层标注的版本。

Arduino UNO R4 Minima 引脚与接口位置

接口用途与限制
USB-C供电、下载程序、串口通信;输入电压 5 V,不得超过 5 V
DC 圆孔外接电源,输入 6~24 V,与 VIN 引脚为同一路输入
ICSP引出 SPI 引脚,常用于外接编程器
SWD/JTAG十针调试接口,可配合调试器单步调试程序
模拟排针A0~A5、BOOT、IOREF、RESET、+3V3、+5V、GND、VIN
数字排针D0~D13、SCL、SDA、AREF、GND

供电方式​

输入接口输入条件
DC 圆孔6~24 V,典型值 7 V
VIN 引脚与 DC 圆孔同一路输入,6~24 V
USB-C5 V,不得超过 5 V

三条路径都接到 ISL854102FRZ 降压转换器,由它将输入降到 5 V 供 RA4M1 使用,输入侧串有肖特基二极管做过压与反接保护。经 USB 供电时,二极管压降使芯片实际得到约 4.7 V。

不要同时接入两路外部电源

DC 圆孔与 VIN 引脚是同一路输入。接入 DC 圆孔电源时,不要再从 VIN 引脚接入另一组电源。

大电流外设请独立供电

单路 GPIO 只能安全承受 8 mA 电流,全部引脚合计不超过 60 mA。舵机、电机、继电器线圈不要直接由 GPIO 或板载 5 V 取电,应使用外部电源,并与开发板共地。

引脚功能​

模拟排针​

引脚复用功能
A0模拟输入 0,同时是 DAC 输出
A1模拟输入 1,运算放大器同相输入
A2模拟输入 2,运算放大器反相输入
A3模拟输入 3,运算放大器输出
A4模拟输入 4,I2C 数据线 SDA
A5模拟输入 5,I2C 时钟线 SCL

A0~A5 默认按 10 位分辨率采样,程序中可用 analogReadResolution() 提高到 12 位或 14 位。板载只有一路 DAC,输出固定在 A0,使用时该引脚不再是单纯的高阻模拟输入。

A4、A5 与数字排针上的 SDA、SCL 是同一组引脚。接在 I2C 总线上的器件工作期间,不要把这些引脚同时用作模拟采样。

模拟排针上还引出了以下引脚:

引脚说明
IOREF数字逻辑参考电压,接 5 V
RESET复位 RA4M1,低电平有效
BOOT启动模式选择
+3V33.3 V 电源输出
+5V5 V 电源输出
VIN外部电源输入,6~24 V

数字排针​

引脚复用功能
D0串口接收 RX
D1串口发送 TX
D2外部中断
D3PWM,外部中断
D4CAN 发送 CANTX0
D5PWM,CAN 接收 CANRX0
D6PWM
D7普通数字引脚
D8普通数字引脚
D9PWM
D10PWM,SPI 片选 CS
D11PWM,SPI 数据线 COPI
D12SPI 数据线 CIPO
D13SPI 时钟 SCK,板载指示灯

PWM 共 6 路:D3、D5、D6、D9、D10、D11。SPI 占用 D10~D13,与 ICSP 排针为同一组信号。CIPO、COPI 在旧资料中写作 MISO、MOSI。

通信接口​

接口引脚或对象说明
UARTD0、D1对应 Serial1;USB 虚拟串口为 Serial
SPID10~D13、ICSP对应 SPI
I2CA4、A5,以及数字排针上的 SDA、SCL对应 Wire
CAND4、D5对应 CAN,需外接收发器

CAN 控制器集成在 RA4M1 内部,板上只引出逻辑电平的收发引脚,总线侧需要外接收发器(官方教程使用 SN65HVD230 模块,模块供电 3.3 V)。数据手册的引脚表把 D5/CANRX0 的功能描述写成了发送、D4/CANTX0 写成接收,与引脚名和官方 CAN 教程相反,接线时以引脚名为准。

CAN 不能直接接总线

D4、D5 是 CAN 控制器的收发引脚,不是 CAN_H、CAN_L。直接把这两根线接到总线会通信失败,也可能损坏芯片。

调试接口​

板上有两种下载与调试途径:USB-C 用于常规下载,SWD/JTAG 排针用于连接调试器。排针引脚定义如下。

SWD/JTAG 排针引脚定义(点击展开)
引脚功能说明
1+5V5 V 电源
2SWDIO调试数据线
3GND地
4SWCLK调试时钟线
5GND地
6NC未连接
7RX串口接收
8TX串口发送
9GND地
10NC未连接

调试器的接法见 Arduino 官方教程 Debugging the Arduino UNO R4 Minima。

板载指示灯与按键​

部件说明
电源指示灯上电后常亮
TX 指示灯串口发送数据时闪烁,对应芯片端口 P012
RX 指示灯串口接收数据时闪烁,对应芯片端口 P013
D13 指示灯接在 D13/SCK 上,对应芯片端口 P111,即 LED_BUILTIN
RESET 按键复位 RA4M1

数据手册把 D13 这颗指示灯标为 SCK LED。用 Blink 示例验证开发板是否正常时,看的就是这颗灯。

接线注意事项​

  • 开发板整体工作在 5 V 逻辑,只有 3.3 V 引脚为 3.3 V。接 3.3 V 模块前先确认其是否耐受 5 V 信号。
  • 单路 GPIO 输出电流不超过 8 mA,不要用它直接驱动继电器线圈、电机或大功率 LED。
  • 外部电源与开发板必须共地,否则信号电平没有共同参考点,通信会出错。
  • 插拔扩展板或接线前先断开电源,避免带电短接。
  • 使用 SWD 调试时,调试器与开发板共地,并确认调试器的 I/O 电平与 5 V 逻辑匹配。