使用Atmega328P搭建Arduino最小系统

简介

最近为了方便折腾硬件CTF，于是准备用Atmega328P-PU搭建Arduino最小系统
需要用到的器件
- 面包板 x1
- Atmega328P-PU x 1
- USB转UART x1（建议有DTR引脚的，可以用来自动Reset）
- 22pF 陶瓷电容 x2
- 16 MHz晶振
- Arduino uno或者Arduino mini x1（用于给Atmega328P-PU芯片烧录bootloader）
- 导线（杜邦线，面包板线）
- 1µF (100nF) 陶瓷电容x2（可选）
- 10 kΩ电阻（可选）
- 二极管（可选）

开始

Atmega328P-PU的引脚定义如下图所示：
Arduino最小系统电路图
接下来根据上面的电路图来构造arduino最小系统，下图为使用的配件
首先，如下图所示，将16MHz的晶振连接atmega328p的第9和第10引脚
接着，如下图所示，用两个22 pF的陶瓷电容分别连接atmega328p的8-9和8-10（其中8脚为GND）
接着，如下图所示，将二极管的正极连接atmega328p的19引脚，负极连接22引脚（GND）
接着，如下图所示，将7脚（Vcc）和8脚（GND）引出，以便后面接入电源供电
接着如下图所示，在7脚（Vcc）和8脚（GND）之间连接一个1µF（100nF）的陶瓷电容
接着如下图所示，用10kΩ的电阻将1脚（Reset）与7脚（Vcc）相连，用一个1µF电容将1脚引出（用于后面与USB转UART串口的DTR引脚相连）
如下图所示，将USB转UART的GND和Vcc分别与atmega328p的GND和Vcc相连（注意需要5v输出，如果串口输出电压不对，可以选择给atmega328p独立供电，uart与atmega328p只连GND）
接着如下图所示，将UART的Tx与atmega328p的2脚（Rx）相连，UART的Rx与atmega328p的3脚（Tx）相连
接着如下图所示，将UART的DTR引脚与上面的1µF陶瓷电容与1脚串联
最小系统的电路至此构建完毕，但是由于此时atmega328p芯片没有bootloader程序，所以不能直接跑任何东西，需要先刷入bootloader程序
下面以Arduino Uno为例（Arduino mini等其它设备也可以），为atmega328p烧录bootloader
如下图所示，将Arduino Uno的10脚直接与atmega328p的1脚相连（这里不需要串联电容），将Arduino uno的11、12、13引脚依次与atmega328p的17、18、19引脚相连
将Arduino Uno和USB转UART连接到电脑（为atmega328p供电，可以独立供电）
如下图所示，打开ArduinoIDE，选择文件 > 示例 > ArduinoISP，打开一个示例文件
接着选择工具 > 开发板 > Arduino Uno
接着选择工具 > 端口 > xxxx (Arduino Uno)，选中Arduino Uno设备
选择项目 > 上传（或者左上角上传按钮上传），将ArduinoISP上传到Arduino Uno，这样就可以用Arduino Uno来当作编程器为atmega328p烧录bootloader了
接着选择工具 > 编程器 > Arduino as ISP
最后，如下图选择工具烧录引导程序，等待烧录完成，即可为atmega328p刷入bootloader
断开Arduino Uno与电脑连接，拔掉Arduino Uno在面包板上的线恢复至最小系统电路图状态，如下图所示
ArduinoIDE中重新选择端口，选中你的USB转UART设备（不同USB转UART设备显示不一样），如下图
选择文件 > 示例 > Basics > Blink打开一个示例项目
选择上传，此时不出意外，即可使用USB转串口给构造的Arduino最小系统上传一个程序
最终运行效果，如下图所示，二极管将每隔一段时间亮一次