Arduino硬件原理1：整体观察原理图Arduino硬件原理分析，学习优秀的开源硬件方案！Arduino是优秀的开源嵌

欢迎大家

大家好，我是费老师，

做过STEAM教育，嵌入式硬件开发，方案交付经理，

是一位爱分享的十年老创客。

目前正在全职减肥调养身体，抽空分享自己正在学习的以及喜欢的技术。

这节课，咱们继续《Arduino硬件原理》，正式第一讲，整体观察原理图

先从宏观的视角，看看这个项目的资料，尤其是原理图。

这节课的核心目标是：

宏观视角看原理图，原理图拆解成N个部分，为后续的拆解分析学习打下结构基础；
学会在Arduino官网上寻找资料。

获取原理图及引脚图

Arduino作为开源项目，资料都可以免费获取到：

主要都在Arduino的官网：www.arduino.cc/
UNO的介绍
1. 官方店铺的链接：store.arduino.cc/products/ar…
2. 官方文档的链接docs.arduino.cc/hardware/un…

英文文档

【费老师也是英语渣，但现在AI这么发达，辅助我们阅读英文文档的工具可太多了】

推荐2个我常用的办法：

Chrome浏览器的插件：沉浸式翻译，自带的免费的不好用，可以自己申请其他接口，有些带免费额度的，我用的是腾讯的混元大模型；
直接把英文抛给AI应用，让他翻译。

【虽然AI可以辅助我们阅读英文文档，但是想要学好嵌入式，阅读英文文档的能力真的很重要】

【演示：怎么在官网上找到需要的资料】

关于查看原理图不方便，其实还有很多办法：国产的二次开发的Arduino产品非常多，也都有公开原理图等资料。

但咱们这个课程，重点就是先拆解分析原版图纸，至于二开的图纸，那可以分析学习的东西就太多了，课上就不占用时间来操作了。

引脚图

原理图

拆解

【你认为应该拆成哪些模块呢？】

其实Arduino也是一个开发板，从硬件的角度，它逃不开一些基本的拆解思路：

电源管理模块：具有提供或转换电力的功能，高级的还具有“管理”能力：
a. 提供电力功能：电池直驱单片机的设备；
b. 转换电力是最常见的类型：220V转12V，各种5V充电器、适配器、及开关电源等；
c. 管理能力：充电管理（用多大的电压电流充电，何时截止），能耗监测，电力切换功能（谁有劲用谁），另外还包括了各种保护功能。
单片机最小系统模块：围绕核心的单片机，能让单片机运行起来的最小组成部分，也是接触一个新单片机最基本的学习任务
a. 单片机本身：概念应该不用多说，算是开发板上最核心的器件，可以简单粗暴地理解成“单芯片计算机”（包含了计算机概念上的各部分：CPU，内存，硬盘，输入输出设备，等）；
b. 时钟电路：有的单片机内置，有的需要单独做，作用都是给单片机提供了一个稳定准确可靠的“心跳”；
c. 复位电路：开机的时候让单片机回到初始状态，或者运行过程中让程序重新开始。
调试模块：单片机总归是要运行程序的，大部分开发板都集成了调试和下载的功能模块，有一部分已经在量产的产品，为了成本和可靠性，一般会把这部分省略，程序是在单片机焊接到电路板之前，烧录进去的；
接口模块：计算机的运行基础是大量的数字电路，控制和运算0和1，单片机上通常有众多引脚，单个来看这些引脚，能够控制引脚上电压的大和小，简单粗暴地讲，大可以表示1，小可以表示0。程序就是控制或读取这些引脚的状态来实现各种功能的。各种接口，按照不同的用途可以划分很多类型，例如：
a. 通用的输入输出接口，比如按下按钮这个动作，单片机识别为1，松开按钮，单片机识别为0，单片机控制某个引脚输出1，控制灯亮，输出0，控制灯灭；
b. 各种通讯接口或协议：SPI，I²C，UART等；
c. 指示灯；
其他辅助功能模块：为了实现更复杂的需求，需要增加的功能模块，举几个例子：
a. 时钟模块：单片机可以通过时钟模块，知道当前的日期时间，比如万年历，各种电子钟；
b. 显示模块：将一些数据数值通过屏幕或者数码管或者指示灯，展示给用户，比如电子秤；
c. 存储模块：有一些数据或参数，在设备关机断电后，依然可以保存在模块中，下次开机可以继续使用，比如空调记忆关机时的设定。