Der ATmega328P ist einer der beliebtesten DIY-freundlichen Mikrocontroller der Welt. Dieser Ein-Chip-Mikrocontroller ist eine gute Wahl für diejenigen, die sich in die DIY-Elektronik wagen, und ist auf der neuesten Generation von Arduino Unos (zusammen mit anderen Mikrocontroller-Boards) zu finden. Aber was müssen Sie über den ATmega328P wissen, bevor Sie Ihren Arduino verwenden können?

Was ist ein ATmega328P-Mikrocontroller?

Der von Atmel entwickelte ATmega328P ist ein Ein-Chip-Mikrocontroller, der auf einem 8-Bit-RISC-Prozessorkern basiert. Dieser kleine Mikrocontroller ist stromsparend und erschwinglich, was ihn zu einer ausgezeichneten Wahl für verschiedene Anwendungen macht, einschließlich der DIY-Projekte, die Sie durchführen möchten.

Der ATmega328P-Chip ist seit vielen Jahren ein herausragender Bestandteil des Arduino. Der Arduino Uno verwendet diesen Mikrocontroller zusammen mit den Boards Arduino Pro Mini und Arduino Nano. Dies macht es im Heimwerker-Elektronikbereich sehr verbreitet, und es lohnt sich, sich über seine Fähigkeiten zu informieren, wenn Sie vorhaben, diese Boards zu verwenden.

instagram viewer

Arduino-Boards mit dem Mikrocontroller ATmega328P

Bildnachweis: Arduino-Shop

Der ATmega328P befindet sich auf den Mikrocontroller-Boards Arduino Uno und Arduino Nano, zwei der beliebtesten Produkte von Arduino. Sie können diesen Chip auch als eigenständiges Produkt kaufen, wenn Sie ihn ohne Mikrocontroller-Platine testen möchten, obwohl dies ein schwieriger Einstieg sein wird. Sie können unseren praktischen Leitfaden verwenden, um mehr über die zu erfahren verschiedene Arten von Arduino-Mikrocontroller-Boards.

ATmega328P Datenblattspezifikationen

Der ATmega328P hat ein überraschend dichtes Datenblatt für einen so kleinen Chip. Es gibt eine Reihe von Spezifikationen, die Sie beachten sollten, bevor Sie mit dem Schreiben von Code für Ihren Mikrocontroller beginnen. Wir haben diese aufgeschlüsselt, um die Einschränkungen und Beschränkungen dieses Chips besser verständlich zu machen. Beginnen wir mit den grundlegenden Spezifikationen, um Ihnen eine Vorstellung davon zu geben, wie sich der ATmega328P entwickelt.

  • ZENTRALPROZESSOR: 8-Bit-AVR mit einer maximalen Geschwindigkeit von 20 MHz
  • Flash-Speicher: 32kB On-Board-Flash
  • SRAM: 2kB
  • EEPROM: 1kB
  • Pin-Anzahl: 28 oder 32 (je nach Pakettyp)
  • Kapazitive Berührungskanäle: 16
  • Maximale I/O-Pins: 23
  • Externe Unterbrechungen: 2

Jede dieser unterschiedlichen Spezifikationen spielt ihre eigene Rolle dabei, den ATmega328P so gut geeignet für die Verwendung mit Entwicklungsboards wie einem Arduino zu machen. Aber was bedeutet das alles eigentlich?

  • ZENTRALPROZESSOR: Die CPU auf dem ATmega328P-Chip ist eine 8-Bit-AVR-RISC-basierte CPU. RISC steht für „Reduced Instruction Set Computer“ und ist ein Prozessortyp, der die einzelnen Aufgaben eines Computers vereinfachen soll. Im Gegensatz dazu ist die Intel- oder AMD-CPU Ihres PCs wahrscheinlich ein CISC-Prozessor (Complex Instruction Set Computer).
  • Flash-Speicher: Flash ist eine Art nichtflüchtiger Speicher, der zur dauerhaften Speicherung verwendet wird. Der ATmega328P ist mit nur 32 KB Flash-Speicher ausgestattet, was jedoch für viel Code ausreicht. Sie können sich darüber informieren die Unterschiede zwischen flüchtigem und nichtflüchtigem Speicher auf der MUO-Website.
  • SRAM: SRAM steht für „Static Random Access Memory“. Dieser Speicher spielt die gleiche Rolle wie der RAM in Ihrem PC und stellt dem ATmega328P-Chip temporären Speicher zum Speichern von Daten und Variablen zur Verfügung, während er den Code durchläuft.
  • EEPROM: Dies ist eine Art von byteweise löschbarem Speicher, der zum Speichern kleiner Datenmengen verwendet wird. Im Gegensatz zu SRAM ist EEPROM nicht flüchtig und behält seine Daten, wenn der ATmega328P-Chip nicht mit Strom versorgt wird.

ATmega328P Pinbelegungsdiagramm

Das ATmega328P-Pinout-Diagramm oben zeigt die verschiedenen Pins auf dem ATmega328P-DIP-Chip und die Pins auf einem Arduino Uno-Board. Dies sollte Ihnen eine gute Vorstellung davon geben, wie dieser Chip und das beliebte Mikrocontroller-Board zusammenarbeiten.

Der ATmega328P ist ein vielseitiger Chip mit einer Vielzahl von Anwendungen. Daher sind für diesen Chip eine Reihe verschiedener Gehäuse erhältlich, alle in unterschiedlichen Formen und mit unterschiedlichen Bleiarten. TQFP (Quad-Flat Package), MLF/VQFN (Micro Leadframe oder Quad-Flat No-Leads) und DIP (Dual-In-Line-Package) sind die gängigsten dieser Packages.

Echte Arduino Uno-Boards verwenden die DIP-Variante des ATmega328P-Chips (auch bekannt als ATmega328P-PU), und das bedeutet, dass der Chip entfernt und ersetzt werden kann (im Gegensatz zum ATmega328P-AU). Andere Arten von Arduino-Boards verwenden andere ATmega-Chips des Quad-Flat-Gehäusetyps und diese können nicht entfernt werden.

ATmega328P und Arduino Uno Einschränkungen

Wie jeder Mikrocontroller-Chip hat auch der ATmega328P bestimmte Einschränkungen, die berücksichtigt werden müssen, bevor Sie sich entscheiden, damit zu arbeiten. Diese Einschränkungen gelten auch für die Arduino-Boards, die diese Chips verwenden.

Niedriges SRAM-Budget

Der ATmega328P-Chip verfügt über 2 KB SRAM, was für die meisten Projekte ausreicht. Für diejenigen, die mehrere Bibliotheken und Code mit vielen Variablen verwenden möchten, kann es jedoch leicht sein, dass der SRAM ausgeht und Ihr Programm fehlschlägt.

Programmierer, die mit Arduino-Boards arbeiten, haben dank der Verwendung von C++ viel Kontrolle über die Speicherverwaltung. Text, Bilder und andere vorgefertigte Elemente können im Flash-Speicher gespeichert werden, um zusätzlichen Speicherplatz für die von Ihnen ausgeführten Programme freizugeben und Ihr SRAM-Budget zu verbessern.

Begrenzte Verarbeitungsleistung

Die 20-Hz-CPU des ATmega328P-Chips eignet sich hervorragend zum Ausführen von einfachem Code, bietet jedoch nur begrenzte Rechenleistung für komplexe Anwendungen. Dies bedeutet, dass es nicht für Dinge wie Spracherkennung, Deep Learning oder andere gängige Mikrocontroller-Aufgaben geeignet ist.

Eine Lösung dieses Problems ist mit dem ATmega328P nicht möglich. Wenn Sie mehr Leistung benötigen, müssen Sie nach einem geeigneteren Mikrocontroller-Board für Ihre Aufgabe suchen durchführen möchten, aber es gibt viele Optionen auf dem Markt, die Ihnen Zugang zu dem verschaffen, was Sie brauchen.

Vorteile von ATmega328P und Arduino Uno

Neben den Einschränkungen des ATmega328P gibt es auch Vorteile, die mit der Verwendung eines solchen Chips einhergehen. Diese überwiegen oft die Einschränkungen des Mikrocontrollers für einfache Projekte, insbesondere wenn Sie neu in der Arbeit mit Mikrocontrollern sind.

  • Bezahlbarkeit: Der ATmega328P-Chip ist erschwinglich und leicht zu finden, was ihn ideal für kostengünstige DIY-Projekte macht. Dank des großen Werts dieses Chips ist das Arduino Uno auch ein sehr erschwingliches Board.
  • Benutzerfreundlichkeit: Der ATmega328P wurde speziell für Verbraucher entwickelt und ist im Vergleich zu anderen Mikrocontroller-Chips einfach zu bedienen, was ihn ideal für diejenigen macht, die mit ihren eigenen DIY-Projekten beginnen.
  • Eigenständiger Chip: Der ATmega328P-Chip kann allein oder mit einem Mikrocontroller-Board wie dem Arduino Uno verwendet werden.

Lernen Sie den ATmega328P und Arduino Uno kennen

Es gibt viele Ressourcen im Internet, die Ihnen bei den ersten Schritten mit dem Arduino Uno und dem von ihm verwendeten ATmega328P helfen sollen. Es lohnt sich, sich mit dieser Hardware vertraut zu machen, bevor Sie Ihr nächstes Mikrocontroller-Projekt starten, um sich ein Bild von den Einschränkungen und Herausforderungen zu machen, denen Sie auf dem Weg begegnen könnten.