Микроконтроллер ATmega328P

Характеристики ATmega328P

Ядро и система команд у всех классических ATmega общие: регистры, флаги и такты каждой инструкции разобраны в статье «Система команд AVR», сравнение семейств и программаторов — в разделе об AVR.

Семейство ATmega48/88/168/328

Даташит у четырёх моделей один и прямо говорит, что они отличаются только объёмом памяти, поддержкой загрузчика и размером вектора прерываний. Варианты с буквой A и без буквы — обычное исполнение, с буквой P — picoPower.

Вектор в два слова нужен моделям с флеш-памятью больше 8 КБ: в нём помещается команда JMP, которая достаёт до любого адреса. Поэтому прошивку для ATmega88 нельзя просто записать в ATmega328P — таблица векторов устроена иначе, программу пересобирают с другим ключом -mmcu. Предшественник семейства — ATmega8: та же разводка 28-выводного корпуса, но другие регистры, фьюзы и меньше периферии.

ATmega328, ATmega328P и ATmega328PB

ATmega328 и ATmega328P — один кристалл в двух исполнениях: выводы, память, периферия, фьюзы и код у них общие. Отличий три:

• Отключение BOD во сне. Биты BODS и BODSE в регистре MCUCR есть только у picoPower-моделей с буквой P: детектор пониженного питания можно выключить программно на время сна, и потребление в Power-down упадёт до уровня, как будто BOD выключен фьюзами. После пробуждения он включается сам, а пробуждение удлиняется примерно до 60 мкс.
• Нормы потребления. Типовые токи одинаковые, а максимальные у ATmega328P ниже: например, 9 мА против 12 мА в активном режиме на 8 МГц при 5 В и 8 мкА против 15 мкА в Power-down со сторожевым таймером.
• Сигнатура. 0x1E 0x95 0x0F у ATmega328P и 0x1E 0x95 0x14 у ATmega328. Программатор, настроенный на m328p, остановится с ошибкой сигнатуры — частая история с купленными «не теми» кристаллами.

ATmega328PB — уже другой кристалл. Указание по применению AT15007 называет его не прямой заменой, а новым устройством с обратно совместимыми функциями: программа для ATmega328P на нём работает без изменений, а программа для 328PB на ATmega328P — не обязательно.

На плате, разведённой под ATmega328P в TQFP-32, выводы 3 и 6 соединены с питанием, а у 328PB это линии порта E — перед заменой разводку стоит проверить. В Arduino IDE ATmega328PB поддерживается, например, сторонним ядром MiniCore.

Распиновка ATmega328P

Разводка 28-выводного корпуса одинакова у ATmega48/88/168/328 и совпадает с ATmega8; у 32-выводных TQFP и VQFN свой порядок выводов. Рядом с выводами в рамках — номера выводов Arduino Uno и Nano, значок ~ отмечает выводы с аппаратным ШИМ.

Как выводы связаны с Arduino:

• D0–D7 — порт D целиком, D0 и D1 — это RXD и TXD, по ним Arduino загружает скетчи и работает Serial.
• D8–D13 — PB0–PB5. D10–D13 — это SS, MOSI, MISO и SCK интерфейса SPI; MOSI, MISO и SCK выведены ещё и на разъём ICSP, через который кристалл прошивают программатором. Светодиод L на плате Uno подключён к D13.
• A0–A5 — порт C, входы АЦП ADC0–ADC5. A4 и A5 — это ещё и SDA и SCL шины I²C.
• A6 и A7 на Nano и Pro Mini — входы ADC6 и ADC7. Это не линии порта: цифрового режима и подтягивающих резисторов у них нет.
• PB6 и PB7 заняты кварцем. Если кристалл работает от внутреннего RC-генератора, это обычные линии порта B, а для асинхронного Timer2 — выводы часового кварца TOSC1 и TOSC2.
• PC6 — вывод RESET. Обычной линией порта он становится, только если запрограммировать фьюз RSTDISBL, и тогда прошить кристалл по ISP уже нельзя.

AVCC питает АЦП, линии PC0–PC3 и входы ADC6, ADC7; линии PC4–PC6 питаются от VCC. Даташит требует подключать AVCC к питанию даже без АЦП, а с АЦП — через фильтр; разница напряжений AVCC и VCC — не больше 0,3 В. AREF — вход и выход опорного напряжения АЦП.

Нагрузочная способность. Абсолютный максимум — 40 мА на вывод и 200 мА через выводы VCC и GND. Выходные уровни нормированы при 20 мА и питании 5 В: низкий не выше 0,9 В, высокий не ниже 4,2 В. Кроме того, суммарный ток ограничен группами: втекающий — не больше 100 мА на каждую из групп PC0–PC5 с ADC6 и ADC7; PB0–PB5, PD5–PD7, XTAL1 и XTAL2; PD0–PD4 с RESET; вытекающий — не больше 150 мА на группу PC0–PC5, PD0–PD4, ADC7 и RESET и на группу PB0–PB5, PD5–PD7, ADC6, XTAL1 и XTAL2. Внутренние подтягивающие резисторы — 20–50 кОм, на RESET — 30–60 кОм. Ток светодиода на выводе удобно посчитать калькулятором резистора для светодиода.

Память и загрузчик

Флеш-память — 16K слов по 16 бит, страницы по 64 слова (128 байт), всего 256 страниц. Она делится на секцию приложения и загрузочную секцию в конце памяти. Команда SPM, записывающая флеш-память, работает только из загрузочной секции. Последние 4 КБ (адреса слов 0x3800–0x3FFF) — область NRWW: пока код отсюда переписывает остальную флеш-память, ядро не останавливается. Размер загрузочной секции задают фьюзы BOOTSZ1:0, а фьюз BOOTRST = 0 заставляет ядро после сброса начинать с загрузчика, а не с адреса 0.

Загрузчик Arduino. На Uno стоит Optiboot версии 4.4 — по описанию авторов, он занимает 512 байт, на 1,5 КБ меньше старых загрузчиков. Optiboot принимает скетч по протоколу STK500 на 115 200 бит/с (в avrdude это программатор arduino). После внешнего сброса он ждёт загрузки около секунды, а после включения питания или сброса сторожевым таймером сразу передаёт управление скетчу. С 2018 года Optiboot ставят и на официальные Nano, но фьюзы Nano оставлены от старого загрузчика: под него отведено 2 КБ, поэтому скетч на Nano может занимать 30 720 байт, а на Uno — 32 256. Запуск загрузчика по команде с компьютера делает автосброс: сигнал DTR преобразователя USB–UART через конденсатор 100 нФ даёт короткий импульс на RESET.

После записи загрузчика Arduino IDE ставит биты защиты 0x0F: команда SPM не может перезаписать загрузочную секцию, так что скетч не испортит загрузчик. Снимаются биты защиты только полным стиранием кристалла.

ОЗУ — 2 КБ по адресам 0x0100–0x08FF, сразу за регистрами и областью ввода-вывода; стек растёт от конца ОЗУ вниз. Карта памяти данных с адресами регистров приведена в статье о системе команд AVR.

EEPROM — 1 КБ, байт записывается за 3,3 мс, ресурс — 100 000 циклов. Фьюз EESAVE = 0 сохраняет содержимое EEPROM при стирании кристалла, например при перепрошивке через ISP.

Тактирование ATmega328P

Источник тактового сигнала выбирают фьюзы CKSEL3:0, задержку запуска — SUT1:0, деление частоты на 8 при старте — CKDIV8.

Конденсаторы кварца C1 и C2 должны быть одинаковыми. Даташит рекомендует для кварцев 12–22 пФ, AVR042 — 22–33 пФ для обычных высокочастотных кварцев. Точнее — по нагрузочной ёмкости C_L из даташита кварца: C = 2·C_L − C_S, где C_S — паразитная ёмкость вывода и дорожки, по AVR042 5–10 пФ. Для кварца с C_L = 16 пФ при C_S = 10 пФ получаются 22 пФ.

Внутренний RC-генератор после заводской калибровки точен до ±10 % при 3 В и 25 °C, после подстройки регистром OSCCAL — до ±1 %. Для UART этого мало без калибровки: допуск по скорости — около 2 % на каждую сторону. Частоту можно менять и на ходу: регистр CLKPR делит её на 1–256. Запись в него защищена: сначала бит CLKPCE, затем в течение четырёх тактов новое значение. В avr-libc эту последовательность делает функция clock_prescale_set() из <avr/power.h>.

Фьюзы ATmega328P

Фьюзы — три байта конфигурации, которые хранятся отдельно от флеш-памяти и не стираются вместе с ней. Бит, равный 0, считается запрограммированным, равный 1 — нет.

• CKDIV8 — делить частоту на 8 при старте; CKOUT — вывести тактовый сигнал на PB0 (CLKO).
• RSTDISBL — превратить RESET в линию PC6; DWEN — включить debugWIRE; SPIEN — разрешить программирование по SPI, по ISP его не изменить; WDTON — сторожевой таймер всегда включён; EESAVE — не стирать EEPROM при стирании кристалла.
• BODLEVEL2:0 — порог детектора пониженного питания (BOD): 111 — выключен, 110 — 1,8 В (1,7–2,0 В), 101 — 2,7 В (2,5–2,9 В), 100 — 4,3 В (4,1–4,5 В).

Заводские значения и фьюзы Arduino

Значения для Uno и Nano взяты из boards.txt ядра Arduino AVR. В старых Makefile загрузчиков Arduino тот же расширенный байт записан как 0x05: у него значимы только три младших бита. Для частоты 16 МГц порог BOD 4,3 В надёжнее 2,7 В: по графику ниже 16 МГц разрешены лишь от 3,78 В, и при просадке питания между 2,7 и 3,78 В кристалл работает вне допустимой области.

Прочитать и записать фьюзы можно avrdude через ISP-программатор:

avrdude -c usbasp -p m328p -U lfuse:r:-:h -U hfuse:r:-:h -U efuse:r:-:h
avrdude -c usbasp -p m328p -B 10 -U lfuse:w:0xFF:m -U hfuse:w:0xDE:m -U efuse:w:0xFD:m

Ключ -B 10 задаёт период SCK 10 мкс, около 100 кГц. По даташиту низкий и высокий уровни SCK должны длиться больше двух тактов ядра, а при частоте от 12 МГц — больше трёх, то есть SCK должна быть ниже четверти тактовой частоты (от 12 МГц — ниже шестой части). Новый кристалл на 1 МГц требует SCK ниже 250 кГц.

Как не «окирпичить» кристалл и как его вернуть

Через ISP нельзя испортить только SPIEN — этот фьюз программатору недоступен. Остальные ошибки бывают обратимыми и не очень:

Безопасный порядок: сначала прочитать фьюзы, посчитать новые значения и записывать по одному байту, проверяя, что кристалл отвечает. RSTDISBL и DWEN стоит трогать, только когда есть высоковольтный программатор или отладчик.

Периферия ATmega328P

Таймеры и ШИМ

Частота ШИМ зависит от режима: в fast PWM счётчик идёт только вверх, в phase correct — вверх и вниз, поэтому частота вдвое ниже, зато импульсы симметричны относительно середины периода.

Здесь N — делитель, TOP — верхнее значение счётчика: 0xFF у 8-битного режима, у Timer1 — 0x1FF, 0x3FF или любое число в ICR1 или OCR1A. Отсюда частоты Arduino: 16 МГц / (64 · 256) = 976,6 Гц на D5 и D6 и 16 МГц / (2 · 64 · 255) = 490,2 Гц на остальных выводах ШИМ. Отсюда же ограничения ядра: перенастройка Timer0 ломает millis() и delay(), библиотека Servo забирает Timer1 и отключает ШИМ на D9 и D10, а tone() занимает Timer2 и мешает ШИМ на D3 и D11.

Timer2 может считать от часового кварца 32,768 кГц на выводах TOSC1 и TOSC2 и будить кристалл из режима Power-save — это часы реального времени почти без затрат энергии. Но выводы TOSC совпадают с XTAL1 и XTAL2, поэтому системная частота в таком режиме — только от внутреннего RC-генератора, и она должна быть хотя бы в четыре раза выше частоты кварца.

USART0, SPI и TWI

• USART0 — выводы RXD (PD0) и TXD (PD1), кадры с 5–9 битами данных, асинхронный и синхронный режим (такт XCK на PD4), а также режим ведущего SPI. Скорость задаёт 12-битный регистр UBRR0: на 16 МГц 9600 бит/с получаются при UBRR0 = 103 с ошибкой +0,2 %, наибольшая скорость — 1 Мбит/с, а с удвоением U2X0 — 2 Мбит/с. Подобрать UBRR и оценить ошибку для любой частоты поможет калькулятор скорости UART, формат кадра, допуски и приём по прерыванию разобраны в статье про UART, а подключение к COM-порту — в статье про RS-232.
• SPI — PB2–PB5 (SS, MOSI, MISO, SCK), ведущий до f_clk/2, то есть 8 МГц на 16 МГц. Регистры SPCR, SPSR и SPDR, делитель частоты, ловушка с выводом SS и пример обмена с флеш-памятью — в разделе «SPI в микроконтроллерах AVR на примере ATmega328P».
• TWI — модуль I²C на PC4 (SDA) и PC5 (SCL), частота SCL до 400 кГц. Регистры TWBR, TWCR, TWSR, расчёт подтягивающих резисторов и восстановление зависшей шины — в статье про I²C.

АЦП

10-битный АЦП последовательного приближения с мультиплексором на 8 внешних входов (6 в DIP-28), внутренний датчик температуры и два служебных канала: опорный источник 1,1 В и общий провод. Результат преобразования:

Полные 10 бит АЦП даёт при тактовой частоте 50–200 кГц. Её получают из системной частоты делителем ADPS2:0 на 2–128: на 16 МГц подходит только деление на 128, это 125 кГц, и так делает Arduino. Преобразование занимает 13 тактов АЦП, первое после включения — 25, значит, на 125 кГц одно измерение длится 104 мкс, а предельная скорость при полной точности — около 15 тысяч измерений в секунду. Абсолютная погрешность по даташиту — ±2 младших разряда.

Практические правила из даташита:

• источник сигнала должен иметь выходное сопротивление не больше 10 кОм — иначе конденсатор выборки не успевает зарядиться; делитель на входе удобно рассчитать калькулятором делителя напряжения;
• если на AREF подано внешнее напряжение, внутренние опоры выбирать нельзя: в Arduino analogReference(EXTERNAL) нужно вызвать до первого analogRead();
• цифровые входные буферы аналоговых выводов лучше отключить регистром DIDR0 — сигнал около половины питания на цифровом входе увеличивает потребление;
• для точных измерений есть режим сна ADC Noise Reduction: ядро и ввод-вывод останавливаются на время преобразования.

Канал ADC8 подключает встроенный датчик температуры: напряжение на нём растёт примерно на 1 мВ/°C — типично 314 мВ при +25 °C, — а точность без калибровки ±10 °C. Измеряют его с внутренней опорой 1,1 В.

Запускать преобразования может не только программа: в режиме автозапуска их начинают компаратор, прерывание INT0, совпадение или переполнение Timer0, Timer1 и захват Timer1 — так АЦП работает с ровным шагом без участия ядра.

Компаратор, внешние прерывания, PCINT и сторожевой таймер

• Аналоговый компаратор сравнивает AIN0 (PD6, D6) и AIN1 (PD7, D7). Вместо AIN0 можно подать внутренний источник 1,1 В, вместо AIN1 — любой вход мультиплексора АЦП, если сам АЦП выключен. Выход компаратора вызывает прерывание или запускает захват Timer1.
• INT0 и INT1 — PD2 (D2) и PD3 (D3): прерывание по низкому уровню, любому изменению, спаду или фронту.
• PCINT — прерывание по любому изменению уровня на каждом из 23 выводов. Векторов всего три — по одному на порт B, C и D, — поэтому обработчик сам выясняет, какой вывод изменился. Маски задают регистры PCMSK0–PCMSK2.
• Сторожевой таймер считает импульсы отдельного генератора 128 кГц; таймаут — от 16 мс до 8 с. Он умеет сбрасывать кристалл, вызывать прерывание или сначала прерывание, затем сброс — тогда он годится и как будильник для выхода из сна.

Питание и потребление

Напряжение и допустимая частота

Чем ниже напряжение питания, тем медленнее переключаются транзисторы, поэтому допустимая тактовая частота зависит от VCC. По даташиту граница проходит через 4 МГц при 1,8 В, 10 МГц при 2,7 В и 20 МГц при 4,5 В, а между этими точками она линейна.

Для напряжения между 2,7 и 4,5 В:

Режимы сна и потребление

Режим выбирают биты SM2:0 регистра SMCR, бит SE разрешает сон, а засыпает ядро по команде SLEEP. Ниже — типовые токи из таблицы 29-8 даташита при 25 °C. Максимальные значения выше: например, в Power-down без сторожевого таймера — до 2 мкА, а не 0,1 мкА.

Из Standby и Extended Standby кристалл просыпается за 6 тактов — генератор не нужно запускать заново. Чтобы реально получить микроамперы, перед сном выключают всё лишнее: АЦП (ADEN = 0), компаратор, BOD (у ATmega328P — программно на время сна) и debugWIRE, а свободные выводы не оставляют висеть в воздухе. Время работы от батареи при таком потреблении посчитает калькулятор времени работы батареи.

Детектор пониженного питания BOD держит кристалл в сбросе, пока напряжение ниже порога, заданного фьюзами BODLEVEL. Порог выбирают по частоте: на 16 МГц — 4,3 В, на 8 МГц при 3,3 В подходит 2,7 В — по графику при 2,7 В допустимы 10 МГц.

Минимальная схема: Arduino на макетке

ATmega328P работает и без платы Arduino. Ниже — схема, повторяющая Uno по сути: тот же кварц 16 МГц, те же фьюзы и загрузчик, а для прошивки — разъём ISP и преобразователь USB–UART.

• Кварц 16 МГц с конденсаторами 22 пФ — как можно ближе к выводам 9 и 10. Фьюзы — как у Uno: Low 0xFF.
• Сброс: R1 10 кОм на +5 В. AVR042 советует подтяжку не меньше 10 кОм, если нужен debugWIRE. Конденсатор от RESET на общий провод в этом случае не ставят, а на время отладки отключают и C6 автосброса: даташит требует, чтобы к RESET не было подключено ни одного конденсатора.
• Развязка: по 100 нФ у каждой пары выводов питания — C1 у выводов 7 и 8, C2 у 20 и 22, — и ещё танталовый или керамический конденсатор на входе питания. AVR042 подчёркивает: конденсатор должен стоять у самых выводов, иначе петля тока замыкается через полигоны питания и помеха расходится по всей плате.
• AVCC подключён всегда. Если нужен точный АЦП — через дроссель 10 мкГн с конденсатором 100 нФ, как на схеме из раздела даташита о шумах АЦП; частоту среза такого LC-фильтра можно оценить калькулятором LC-контура. Без АЦП достаточно перемычки к VCC и конденсатора C2.
• AREF — конденсатор 100 нФ на общий провод, если опора — AVCC или внутренний источник 1,1 В.
• ISP — шестиконтактный разъём: 1 — MISO, 2 — VCC, 3 — SCK, 4 — MOSI, 5 — RESET, 6 — GND. Через него программатор записывает фьюзы и загрузчик.
• USB–UART — модуль на CH340, CP2102 или FT232: TXD модуля — к RXD (вывод 2), RXD модуля — к TXD (вывод 3), DTR — через C6 100 нФ к RESET, это и есть автосброс для загрузчика. Если плата питается от модуля, его VCC подключают к +5 В.

Порядок запуска: выбрать в Arduino IDE плату Arduino Uno и программатор, нажать «Записать загрузчик» — IDE запишет фьюзы 0xFF, 0xDE, 0xFD и Optiboot. После этого программатор можно отключить и загружать скетчи через USB–UART кнопкой «Загрузить». Если загрузчик не нужен, программы записывают сразу через ISP, а USB–UART остаётся только для обмена данными.

Схема включения ATmega8 в том же корпусе отличается только фьюзами, а у 64-выводного ATmega128 выводы питания и ISP расположены иначе.

Пример на C: USART, АЦП и ШИМ на Timer1

Программа для avr-gcc и avr-libc без библиотек Arduino. Потенциометр на A0 задаёт длительность импульса сервопривода на D9 (OC1A), а измерения выводятся через USART0 на 9600 бит/с. Работает на Uno, Nano и схеме выше; частота — 16 МГц.

Регистр скорости для 9600 бит/с при U2X0 = 0:

Реальная скорость — 16 000 000 / (16 · 104) = 9615 бит/с, на 0,2 % выше номинала. Тот же расчёт при компиляции делает <util/setbaud.h>: он сам включает U2X0, если без него ошибка превышает 2 %.

Таймер настроен в режим 14 — fast PWM с верхним значением в ICR1. При делителе 8 один шаг счётчика длится 0,5 мкс, ICR1 = 39 999 даёт период 20 мс (50 Гц), а импульс длится (OCR1A + 1) · 0,5 мкс: 1–2 мс для OCR1A от 1999 до 3999.

/* ATmega328P at 16 MHz (Arduino Uno, Nano or the breadboard circuit above).
 * A potentiometer on ADC0 (A0) sets the pulse of a hobby servo on OC1A (PB1, D9);
 * the readings go out of USART0 at 9600 baud, 8N1. */
#ifndef F_CPU
#define F_CPU 16000000UL
#endif
#define BAUD 9600

#include <avr/io.h>
#include <stdint.h>
#include <stdio.h>
#include <util/delay.h>
#include <util/setbaud.h>

static int uart_putchar(char c, FILE *stream)
{
  if (c == '\n') uart_putchar('\r', stream);
  while (!(UCSR0A & _BV(UDRE0))) {}      /* wait for an empty transmit buffer */
  UDR0 = c;
  return 0;
}

static FILE uart_out = FDEV_SETUP_STREAM(uart_putchar, NULL, _FDEV_SETUP_WRITE);

static void uart_init(void)
{
  UBRR0H = UBRRH_VALUE;                  /* UBRR0 = 103 at 16 MHz and 9600 baud */
  UBRR0L = UBRRL_VALUE;
#if USE_2X
  UCSR0A |= _BV(U2X0);
#else
  UCSR0A &= ~_BV(U2X0);
#endif
  UCSR0C = _BV(UCSZ01) | _BV(UCSZ00);    /* 8 data bits, no parity, 1 stop bit */
  UCSR0B = _BV(TXEN0);                   /* transmitter only */
  stdout = &uart_out;
}

static void servo_init(void)
{
  DDRB |= _BV(PB1);                      /* OC1A (D9) is an output */
  ICR1 = 39999;                          /* TOP: 16 MHz / 8 / 40000 = 50 Hz */
  OCR1A = 2999;                          /* (2999 + 1) x 0.5 us = 1.5 ms */
  TCCR1A = _BV(COM1A1) | _BV(WGM11);     /* clear OC1A on match, set at BOTTOM */
  TCCR1B = _BV(WGM13) | _BV(WGM12) | _BV(CS11);  /* mode 14, TOP = ICR1, clk/8 */
}

static uint16_t adc_read(uint8_t channel)
{
  ADMUX = _BV(REFS0) | (channel & 0x07); /* reference AVCC, inputs ADC0-ADC7 */
  ADCSRA |= _BV(ADSC);
  while (ADCSRA & _BV(ADSC)) {}          /* 13 ADC clocks = 104 us at 125 kHz */
  return ADC;
}

int main(void)
{
  uart_init();
  servo_init();
  ADCSRA = _BV(ADEN) | _BV(ADPS2) | _BV(ADPS1) | _BV(ADPS0);  /* 16 MHz / 128 = 125 kHz */
  DIDR0 = _BV(ADC0D);                    /* no digital input buffer on ADC0 */

  for (;;) {
    uint16_t raw = adc_read(0);                                      /* 0...1023 */
    uint16_t pulse = 1000 + (uint16_t)((uint32_t)raw * 1000 / 1023); /* 1000...2000 us */
    OCR1A = pulse * 2 - 1;               /* one timer tick is 0.5 us */
    printf("ADC0 = %u, pulse = %u us\n", raw, pulse);
    _delay_ms(100);
  }
}

В режиме 14 новое значение OCR1A вступает в силу в начале следующего периода, поэтому менять его на ходу можно без «рваных» импульсов. Диапазон 1–2 мс — типичный для сервоприводов; библиотека Servo в Arduino по умолчанию выдаёт импульсы от 544 до 2400 мкс с периодом 20 мс, крайние значения конкретного привода стоит проверить осторожно.

Сборка и прошивка — через загрузчик Arduino или ISP-программатор:

avr-gcc -mmcu=atmega328p -Os -o servo.elf servo.c
avr-objcopy -O ihex -R .eeprom servo.elf servo.hex
avrdude -c arduino -p m328p -P COM3 -b 115200 -U flash:w:servo.hex:i
avrdude -c usbasp -p m328p -U flash:w:servo.hex:i

Порт COM3 — пример для Windows, в Linux плата Uno обычно видна как /dev/ttyACM0. Третья строка загружает программу через Optiboot, четвёртая — через USBasp, и в этом случае загрузчик будет стёрт.

Типичные ошибки и отладка

Причина бесконечных перезапусков на Nano видна в исходниках Arduino: Makefile старого загрузчика ATmegaBOOT собирает вариант для ATmega328P без опции WATCHDOG_MODS, которая выключает сторожевой таймер. Даташит предупреждает, что после сброса от таймера его бит WDE остаётся установленным, пока не сброшен флаг WDRF, — и загрузчик, ожидающий скетч, сбрасывается раньше, чем дождётся его. Optiboot после такого сброса сразу запускает скетч, и программа успевает выключить таймер сама.

Для 8-килобайтного предшественника с другой периферией и фьюзами — статья об ATmega8, для старшего кристалла с 128 КБ флеш-памяти и JTAG — об ATmega128. Подключение дисплея к ATmega328P разобрано в статье про HD44780, а другие семейства и программаторы — в разделе об AVR.