一、 核心处理器与存储规格
| 参数 | 规格 | 说明/型号 |
|---|---|---|
| 微控制器 | 8位 AVR | ATmega328P (直插 DIP-28/贴片 SOIC-28（ATmega328P-AU）) |
| 工作电压 | 5V | 核心与 I/O 引脚逻辑电平基准 |
| 时钟频率 | 16 MHz | 陶瓷谐振器 (精度 $\pm 0.5%$，典型值) |
| Flash 闪存 | 32 KB | 用于存储程序代码，用户可用 $\approx 31.5$ KB；擦写寿命 $\approx 10,000$ 次（典型） |
| SRAM 运行内存 | 2 KB | 用于临时变量、堆栈与运行时数据 |
| EEPROM 掉电存储 | 1 KB | 存储配置/校准数据，断电不丢失；擦写寿命 $\approx 100,000$ 次（典型） |
| 引导程序 | Optiboot ($\approx 0.5$ KB) | 支持 STK500 协议，USB 直传烧录，无需 ISP 编程器 |
二、 电源与功耗参数
| 参数 | 规格 | 说明/限制 |
|---|---|---|
| 推荐输入电压 (DC/VIN) | 7–12 V | 9 V/1 A 直流适配器最常用，兼顾稳定与散热 |
| 极限输入电压 (DC/VIN) | 6–20 V | 警告： 超过 12 V 易导致板载稳压器发热，超过 20 V 直接损坏 |
| USB 供电 | 5 V | Type-B 接口，编程、串口通信与供电一体 |
| 板载 5V 输出电流 | $\approx 500$ mA | 外部 DC 供电时最大，带有 500 mA 自恢复保险丝（保护电脑/电源） |
| 板载 3.3V 输出电流 | 50 mA (最大) | 由 LDO 稳压器（如 NCP1117）提供，仅适用于低功耗 3.3V 模块 |
| 单路 I/O 引脚电流 | 20 mA (推荐持续) | 40 mA 为绝对最大值，长期满负载易损坏 MCU |
| MCU 总电流限制 | 不超过 200 mA | 所有 I/O 引脚灌/拉电流总和，避免过载 |
| 电源自动切换 | 自动优先级 | 外部 DC 电源优先于 USB 供电，无需手动跳线 |
| 板载 5V 稳压芯片 | 线性稳压 | 输入压差≥2 V 时输出更稳定，12 V 输入时发热明显 |
三、 I/O 引脚与功能
| 参数 | 规格 | 说明/引脚编号 |
|---|---|---|
| 数字 I/O 引脚 | 14 个 | D0 – D13，支持输入/输出，部分复用通信/中断功能 |
| PWM 输出引脚 | 6 个 | D3, D5, D6, D9, D10, D11 (板载带 $\sim$ 标记，支持 analogWrite) |
| 模拟输入引脚 (ADC) | 6 个 | A0 – A5（可复用为 D14–D19 数字引脚） |
| ADC 分辨率 | 10 位 | 量程 0–5 V，采样数值范围 $0-1023$；采样率 $\approx 15$ kSps（典型） |
| ADC 参考电压 | 默认 5V | 可通过 AREF 引脚外接参考电压（需谨慎，不超过 VCC） |
| 外部中断引脚 | 2 个 | D2 (INT0)、D3 (INT1)，支持上升沿/下降沿/电平触发 |
| 内部上拉电阻 | $20-50$ k$\Omega$ (典型) | 通过 pinMode(pin, INPUT_PULLUP) 启用，无需外接电阻 |
| 内置 LED | 1 个 | 连接 D13 引脚，板载红色 LED，常用于调试/心跳指示 |
| R3 专属兼容性引脚 | IOREF、预留脚 | IOREF 用于扩展板识别板级电压；SDA/SCL 移至 AREF 旁，方便堆叠 |
四、 通信接口
| 接口 | 引脚/位置 | 协议与速率 |
|---|---|---|
| UART 硬件串口 | D0 (RX), D1 (TX) | 异步串行通信，常用波特率 $300-115200$ bps |
| I2C / TWI | A4 (SDA), A5 (SCL) | 多主从总线，支持标准模式 (100 kbps)/快速模式 (400 kbps)；建议外接 4.7 kΩ 上拉电阻 |
| SPI | 主引脚：D10 (SS)、D11 (MOSI)、D12 (MISO)、D13 (SCK) ICSP 排针：6 针复用 SPI |
同步高速通信，最高速率 $\approx 8$ MHz（16 MHz 时钟/2） |
| USB 桥接芯片 | ATmega16U2 (R3 原版) | 替代旧版 ATmega8U2，支持 USB 2.0 全速 (12 Mbps)，负责 USB-to-Serial 转换、程序烧录 |
| ICSP 排针 | 6 针标准排针 | 用于 In-Circuit Serial Programming (ISP) 烧录，亦可扩展 SPI 外设 |
五、 物理与环境参数
| 参数 | 规格 | 说明 |
|---|---|---|
| 官方尺寸 | $\approx 68.6$ mm $\times$ $53.4$ mm | 兼容板常见 $\approx 66.04$ mm $\times$ $50.8$ mm，板边/排针差异 |
| 重量 | $\approx 25$ g | 含排针，不含线缆、适配器 |
| 排针间距 | 2.54 mm (100 mil) | 标准间距，兼容面包板、扩展板 |
| DC 桶形电源座规格 | $5.5$ mm (外径) $\times 2.1$ mm (内径) | 中心正极，通用直流适配器接口 |
| 工作温度 | 0°C ~ +50°C (推荐板级) | MCU 芯片极限：$-40^\circ\text{C} \sim +85^\circ\text{C}$ |
| 存储温度 | -20°C ~ +60°C | 长期存储需防潮、防静电 |
| 抗静电等级 (HBM) | ±2 kV (最小) | 操作建议接地或使用防静电手环 |
六、 板载组件与保护特性
| 组件/特性 | 功能说明 |
|---|---|
| 电源指示灯 (PWR) | 红色 LED，上电常亮，指示供电正常 |
| TX/RX 指示灯 | 黄/绿色 LED，串口数据收发时闪烁，便于调试 |
| 复位按钮 | 手动触发 MCU 复位，R3 版优化电路，减少误触发 |
| USB 保险丝 | 500 mA 自恢复保险丝，保护电脑 USB 端口与板载电路 |
| 短路保护 | 5V/3.3V 输出过载时，保险丝/稳压器自动限流 |
⭐ R3 版本核心优化特性
- USB 芯片升级：采用 ATmega16U2 替代旧版 ATmega8U2，提升 USB 通信稳定性、兼容性，支持更多操作系统；
- 引脚扩展优化：新增 IOREF 引脚（扩展板电压识别），SDA/SCL 引脚移至 AREF 旁，优化堆叠扩展板的布线；
- 复位电路改进：强化复位信号稳定性，减少电磁干扰导致的误复位；
- 兼容性提升：全面兼容旧版 Uno 扩展板，同时适配新型电压自适应扩展板。
📌 关键使用建议
- 供电优先选择 9 V/1 A 直流适配器（DC 桶形座）或 USB 5 V，避免 12 V 以上长期工作；
- 3.3 V 输出仅 50 mA，大功率 3.3 V 外设需外接独立电源；
- 驱动继电器、舵机等大电流设备时，必须通过三极管/MOS 管/继电器模块中转，禁止直接用 I/O 引脚驱动；
- I2C 总线接多设备或长导线时，需在 SDA/SCL 引脚外接 4.7 kΩ 上拉电阻至 5 V；
- 原装板 vs 兼容板：原装板用 ATmega16U2（免驱），兼容板多为 CH340/PL2303（需装驱动），功能一致但原装稳定性更优。
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