もう一度 Arduino （２）arduino のハードウェア

　今回は arduino のハードウェアについて理解してみたいと思います。

　Arduino のホームページで歴代の arduino ボードを遡ってみました。

　２００５年にイタリアで始まった初期のモデルはArduino Single-Sided SerialシリーズのSeverino (S3V3)といい、片面のプリント基板上で RS232C 用のレベルコンバーターを介して ATMEGA8 を操作するという仕組みになっていました。（回路図を示します）

　私も往時をしのんで？同じ回路を秋○の互換基板の上で再現してみました。（右図）

　上図中左側の緑線で囲った部分が、 RS232C でホストコンピュータと接続する部分です。

　ここでは RS232C でマイクロコンピュータ（ ATMEGA8  ）がホストコンピュータと交信をするため必要なレベル変換（ RS232C－TTL )と極性の変換をしています。

　注目すべきは、右側の ATMEGA8 とはＴＸＤ（ホストコンピュータから）、ＲＸＤ（ホストコンピュータへ）、そしてＲＥＳＥＴ（ホストコンピュータから）の３本の線のみで接続されています。（ＴＸＤ，ＲＸＤについては厳密ではありません）

　このことは arduino ボードが進化した最新の
 arduino UNO r3 でも同様です。

　左側の回路は少し前の arduino duemilanove です。この時代になるとホストコンピュータとはＵＳＢで接続するようになりましたが、 arduino ボード上に USB-RS232C 変換チップを載せるようになっただけです。

　マイクロコンピュータ（ ATMEGA328P  ）　へはやはり３本の線のみでつながっています。

　 arduino UNO r3 （右回路図）でも同様ですが、あの一世を風靡し現在なお健在な USB-RS232C 変換チップ TD232RL が、ATMEGA16U2 に置き換えられたことが大きな相違点です。でもやはり３本の線のみで、、、、

　参考のために arduino duemilanove と arduino UNO r3 の比較写真を左に挙げておきます。
　冒頭の Severino (S3V3) 

も念頭に入れて比較するとボードの大きさはみな同じであることがわかります。これはこのボードの上に小亀よろしくシールドと称する拡張応用ボードを載せるための標準化がしてあるからなのです。

　ということで、 arduino ボードを自作するお話にそろそろ入って行きたいと思います。

　いろいろ考えた結果として、左図のような回路を考えてみました。称して Skeleton arduino です。

　私のホストコンピューターは windows 7 ですが、幸いなことに RS232C の端子を備えていますので、そこからストレートケーブルで Skeleton arduino に接続しますが、前述したように、ホストコンピュータと交信をするため必要なレベル変換（ RS232C－TTL )と極性の変換をするために CMOS-IC (TC74HC04)のインバーター回路を通しています。

　左写真中、中央左から来たグレイのコネクターの先についている黒いブロックがそれにあたります。３本の接続線は、ブルー：RESET 黄：RXD 白：TXD となっています（回路図とは色が違っています）。また赤と黒は電源線で３．８Ｖの NiH電池からとっています。

　上方はブレッドボードに ATMEGA328P をはじめ１６ＭＨｚのクリスタルなどが左上の回路図に従って配置されています。

　早速動かしてみましたがうまく作動しました。もちろんこの ATMEGA328P にはあらかじめ bootloader （ブートローダー）が書き込まれている必要があります、、、、このあたりの詳細については次回ということで、、、、