近年来，模块化电子产品在爱好者和专业设计界都越来越受欢迎。用可互换的预制组件构建电子系统的概念提供了许多优势，包括更快的原型制作、更容易的维护和更大的设计灵活性。Arduino平台是最知名和最广泛使用的模块化电子系统之一，它提供了一种用户友好的方式来创建交互式电子项目。

 

Arduino UNO R4

Arduino UNO R4。图片由Arduino提供

 

昨天，Arduino在广受欢迎的UNO家族中增加了一款新产品：UNO R4。在本文中，我们将更深入地了解Arduino UNO R4的特性和功能，以及它的硬件基础。

 

Arduino联合国日内瓦办事处R4

作为UNO家族的一员，UNO R4保持了与前代相同的形状因数、屏蔽兼容性和5V工作电压。软件兼容性也是一个优先事项，大多数现有的库和示例都可以在新的板上互操作。除此之外，R4在性能上比R3和其他UNO前身有了显著的改进。

从计算的角度来看，UNO R4由Renesas RA4M1 32位微控制器提供动力，该微控制器基于Arm Cortex-M4内核。与基于AVR的ATmega328P构建的UNO R3不同，UNO R4现在构建在Arm内核上，性能提高了3倍，包括处理能力、内存和功能的提高。此外，从R3到R4，Arduino将SRAM从2kB升级到32kB，将闪存从32kB升级到256kB，以支持更复杂的项目。

其他改进包括USB-C端口而不是USB端口，并且通过增强的热设计，最大电源电压已提高到24 V。该板还包括一个控制器局域网（CAN）总线和一个串行外围接口（SPI）端口。

从连接的角度来看，该板将发布两个版本，UNO R4 Wi-Fi和UNO R4 Minima，前者通过Espressif S3 Wi-Fi模块提供Wi-Fi和蓝牙低能耗连接。后者为那些寻求没有附加特征的新微控制器的人提供了一种成本效益高的选择。

 

瑞萨RA4M1

新Arduino UNO R4的核心是一款功能强大的微控制器：瑞萨RA4M1。

RA4M1是围绕高性能48 MHz Arm Cortex-M4内核构建的，该内核由25 6kB闪存、32 kB SRAM和8 kB数据闪存支持，可将数据存储为EEPROM。RA4M1 MCU也建立在一个高效的低功耗过程之上，并得到一个称为灵活软件包（FSP）的开放和灵活的生态系统概念的支持。FSP建立在FreeRTOS之上，可以扩展到使用其他RTOS和中间件。

 

RA4M1框图。图片由瑞萨提供。（点击图片放大）

 

除了LCD控制器和触摸感应功能外，RA4M1 MCU还包括一个14位a/D转换器、USB 2.0全速、CAN 2.0B、SCI（UART、Simple SPI、Simple I2.C） 、和SPI/I2.C多主机接口。

RA4M1 MCU的主要优点之一是功耗低，适用于电池供电的设备。它还提供了高性能和灵活性，能够支持各种软件包和中间件，便于针对特定应用程序进行定制和优化。

总体而言，瑞萨RA4M1微控制器组为需要大量电容触摸通道和分段LCD控制器的HMI设计提供了强大而灵活的解决方案。它还提供了低功耗、广泛的功能和可扩展性选项。
 

行业影响

Arduino为UNO R4提供了一个早期访问程序；否则，该设备将于2023年5月下旬上市。随着使用模块化组件的电子设计在行业中越来越受欢迎，这款新的Arduino产品似乎来得正是时候。从基于AVR的MCU过渡到基于Arm的解决方案，Arduino UNO R4旨在将Arduino的简单易用性与Arm的性能结合起来。其结果可能是在专业领域为改进模块化设计提供强大的解决方案。