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UNO 进入 32 位时代：一颗 48 MHz 的 Arm 芯片，带真正的 DAC 和 14 位 ADC，引脚同样是 5 V，扩展板尺寸不变，还用上了 USB-C。WiFi 版加了一颗 ESP32-S3 无线芯片和一块 12 x 8 LED 点阵。
每节课都在开发板上运行你自己的代码。通过这节课的检查，就能把它打勾完成。
按正确的顺序组装开发板，然后上电检查，就像在实验台上一样。
已完成 0/10 步拔掉 USB-C 线和适配器。永远不要在带电的板子上组装或维修。
每一种故障都会在模拟中真实发生。触发一个，观察图示，再读一读原因。
UNO R4 保留了 UNO R3 的外形、排母位置和 5 V 逻辑，所以大多数扩展板仍然能插，但它把 8 位的 ATmega328P 换成了瑞萨 RA4M1：一颗 48 MHz 的 Arm Cortex-M4F，带 256 KB 闪存、32 KB RAM，以及 8 KB 用作 EEPROM 的数据闪存。它加入了 A0 上的 12 位 DAC、14 位 ADC、A1-A3 上的运放和一个 CAN 控制器，并用内部振荡器运行（板上没有晶振）。电源来自 USB-C 的 5 V，或者 DC 圆孔插座或 VIN 上的 6-24 V，后者经过一个降压转换器，在 R3 的线性稳压器会发烫的情况下它依然很凉。它有两个版本。Minima 是基础版，带原生 USB 和一个 SWD 调试排针。WiFi 版加了一块 ESP32-S3 模组，既是 USB 桥，又是 Wi-Fi 和蓝牙无线芯片，还有一块 12 x 8 的红色 LED 点阵和一个 3.3 V 的 Qwiic 接口。和 R3 相比有一条规则变了：每个引脚只能带 8 mA，而不是 20 mA。
| 排针 | 引脚 | 名称 | 功能 | 电平 | 最大电流 | 备注 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| JANALOG | 1 | BOOT | MD (P201), boot mode strap, Strapping 引脚 | 5 V | – | BOOT：RA4M1 的 MD 引脚，UNO R3 在这个位置是 NC。复位时被拉低的话，芯片会启动它的 ROM 启动模式，而不是你的程序。让它空着。 |
| JANALOG | 2 | IOREF | 5 V logic reference | 5 V | – | IOREF：接到 5 V，让扩展板知道逻辑电平。 |
| JANALOG | 3 | RESET | RESET (active low) | 5 V | – | |
| JANALOG | 4 | 3.3V | 3.3 V out | 3.3 V | – | 3.3 V 输出。在 Minima 上很弱（来自 RA4M1 自带的 USB 稳压器）；在 WiFi 上它和 ESP32-S3 共用一个稳压器。 |
| JANALOG | 5 | 5V | 5 V rail | 5 V | – | 5 V 电源轨：向你的电路输出，或者输入干净的 5 V，完全没有保护。 |
| JANALOG | 6 | GND | ground | – | – | |
| JANALOG | 7 | GND | ground | – | – | |
| JANALOG | 8 | VIN | 6-24 V in | – | – | 6-24 V 输入，和 DC 圆孔插座的中心针是同一个节点。 |
| JANALOG | 9 | A0 | A0, P014, AN09, DAC (12-bit) | 5 V耐 5 V | 8 mA | 模拟输入，也是 RA4M1 的 12 位 DAC 输出。DAC 是 A0 的另一个名字。 |
| JANALOG | 10 | A1 | A1, P000, AN00, OPAMP + | 5 V耐 5 V | 8 mA | |
| JANALOG | 11 | A2 | A2, P001, AN01, OPAMP - | 5 V耐 5 V | 8 mA | |
| JANALOG | 12 | A3 | A3, P002, AN02, OPAMP out | 5 V耐 5 V | 8 mA | |
| JANALOG | 13 | A4 | A4, P101, AN21, I2C SDA (Wire) | 5 V耐 5 V | 8 mA | |
| JANALOG | 14 | A5 | A5, P100, AN22, I2C SCL (Wire) | 5 V耐 5 V | 8 mA | |
| JDIGITAL | 1 | RX◂0 | D0, P301, Serial1 RX | 5 V耐 5 V | 8 mA | Serial1 RX（P301）。在 R4 上，Serial 是 USB，所以 D0 和 D1 可以留给别的设备，永远不会妨碍上传。 |
| JDIGITAL | 2 | TX▸1 | D1, P302, Serial1 TX | 5 V耐 5 V | 8 mA | |
| JDIGITAL | 3 | 2 | D2, P105, IRQ0 | 5 V耐 5 V | 8 mA | |
| JDIGITAL | 4 | ~3 | D3, P104, IRQ1, PWM | 5 V耐 5 V | 8 mA | |
| JDIGITAL | 5 | 4 | D4, P103, CAN TX | 5 V耐 5 V | 8 mA | |
| JDIGITAL | 6 | ~5 | D5, P102, CAN RX, PWM | 5 V耐 5 V | 8 mA | |
| JDIGITAL | 7 | ~6 | D6, P106, PWM | 5 V耐 5 V | 8 mA | |
| JDIGITAL | 8 | 7 | D7, P107 | 5 V耐 5 V | 8 mA | |
| JDIGITAL | 9 | 8 | D8, P304 | 5 V耐 5 V | 8 mA | |
| JDIGITAL | 10 | ~9 | D9, P303, PWM | 5 V耐 5 V | 8 mA | |
| JDIGITAL | 11 | ~10 | D10, P112, SPI CS, PWM | 5 V耐 5 V | 8 mA | |
| JDIGITAL | 12 | ~11 | D11, P109, SPI COPI, PWM | 5 V耐 5 V | 8 mA | |
| JDIGITAL | 13 | 12 | D12, P110, SPI CIPO | 5 V耐 5 V | 8 mA | |
| JDIGITAL | 14 | 13 | D13, P111, SPI SCK, LED_BUILTIN | 5 V耐 5 V | 8 mA | D13（P111）：LED_BUILTIN，即 L 灯的引脚，也是 SPI SCK。 |
| JDIGITAL | 15 | GND | ground | – | – | |
| JDIGITAL | 16 | AREF | analog reference in | 5 V | – | AREF：调用 analogReference(AR_EXTERNAL) 之后，作为 analogRead() 的外部参考。 |
| JDIGITAL | 17 | SDA | I2C SDA (Wire), same pin as A4 | 5 V耐 5 V | 8 mA | SDA：和 A4 是同一根线。板上没有上拉电阻，所以 I²C 模块必须自带。 |
| JDIGITAL | 18 | SCL | I2C SCL (Wire), same pin as A5 | 5 V耐 5 V | 8 mA | |
| ICSP | 1 | CIPO | SPI CIPO, same signal as D12 | 5 V | – | |
| ICSP | 2 | 5V | 5 V rail | 5 V | – | |
| ICSP | 3 | SCK | SPI SCK, same signal as D13 | 5 V | – | |
| ICSP | 4 | COPI | SPI COPI, same signal as D11 | 5 V | – | |
| ICSP | 5 | RESET | RESET (active low) | 5 V | – | |
| ICSP | 6 | GND | ground | – | – | |
| SWD | 1 | +5V | target voltage (5 V) | 5 V | – | 调试排针的目标电压是 5 V，而不是 3.3 V：要用能接受 5 V 的调试器。 |
| SWD | 2 | SWDIO | P108 SWDIO | 5 V | – | |
| SWD | 3 | GND | ground | – | – | |
| SWD | 4 | SWCLK | P300 SWCLK | 5 V | – | |
| SWD | 5 | GND | ground | – | – | |
| SWD | 6 | NC | not connected | – | – | |
| SWD | 7 | RX | P502 RXD1 (spare UART) | 5 V | – | |
| SWD | 8 | TX | P501 TXD1 (spare UART) | 5 V | – | |
| SWD | 9 | GND | ground | – | – | |
| SWD | 10 | RESET | RESET (active low) | 5 V | – | RESET。数据手册上写着 NC，但 Arduino 自己的设计文件把它连到了 RESET，标准的 10 针 Cortex 调试引脚排列也是这样。 |
| ESP | 1 | IO42 | ESP32-S3 GPIO42, MTMS (JTAG) | 3.3 V | – | ESP32-S3 的引脚，只能用 3.3 V。千万不要把它们接到 5 V 的 RA4M1 引脚上。 |
| ESP | 2 | IO41 | ESP32-S3 GPIO41, MTDI (JTAG) | 3.3 V | – | |
| ESP | 3 | TXD0 | ESP32-S3 UART0 TX | 3.3 V | – | |
| ESP | 4 | DOWNLOAD | ESP32-S3 GPIO0, boot strap, Strapping 引脚 | 3.3 V | – | DOWNLOAD（ESP32-S3 的 GPIO0）。复位时接到 GND，ESP32-S3 会在它的 ROM 下载模式中等待 esptool，USB 桥和 Serial 都没了。 |
| ESP | 5 | RXD0 | ESP32-S3 UART0 RX | 3.3 V | – | |
| ESP | 6 | GND | ground | – | – | |
| JOFF | 1 | OFF | buck enable (pulled up) | – | – | OFF：把它接到 GND 就会关掉降压芯片。它只切断来自 VIN 和 DC 插座的电源；USB 仍然能让板子运行。 |
| JOFF | 2 | GND | ground | – | – | |
| JOFF | 3 | VRTC | RA4M1 VBATT (RTC backup) | – | – | VRTC：给 RA4M1 实时时钟用的备用电源，比如一颗纽扣电池。只有时钟会靠它继续运行。 |
| QWIIC | 1 | GND | ground | – | – | |
| QWIIC | 2 | 3.3V | 3.3 V through a 500 mA PTC | 3.3 V | – | 给 Qwiic 设备的 3.3 V，经过一个 500 mA 的自恢复保险丝。 |
| QWIIC | 3 | SDA | Wire1 SDA (P401, level-shifted) | 3.3 V | – | Wire1 的 SDA（P401），由一个 MOSFET 转换到 3.3 V。Qwiic 传感器接在 Wire1 上，而不是 Wire。 |
| QWIIC | 4 | SCL | Wire1 SCL (P400, level-shifted) | 3.3 V | – |
这块开发板能驱动的传感器和执行器，以及真实的接法。
长脚（阳极）经过一个 1 kΩ 电阻接 D13，短脚接 GND。1 kΩ 约为 3 mA，远在 R4 每个引脚 8 mA 的范围之内。
| 零件引脚 | 开发板引脚 |
|---|---|
| A | D13导线颜色：橙色 |
| K | GND导线颜色：黑色 |
千万别省掉电阻：R4 的引脚只能带 8 mA，而一颗裸 LED 会试图吃掉多得多的电流。
接在 D2 和 GND 之间，并用 pinMode(2, INPUT_PULLUP)：按下时读到 LOW。D2 和 D3 也支持 attachInterrupt()。
| 零件引脚 | 开发板引脚 |
|---|---|
| 1 | D2导线颜色：黄色 |
| 3 | GND导线颜色：黑色 |
两端接 GND 和 5V，中间脚（滑动端）接 A1。analogRead(A1) 默认从 0 到 1023，调用 analogReadResolution(14) 之后到 16383。
| 零件引脚 | 开发板引脚 |
|---|---|
| 1 | GND导线颜色：黑色 |
| 2 | A1导线颜色：蓝色 |
| 3 | 5V导线颜色：红色 |
棕线接 GND，红线接 5V，橙线接 D9。Servo.attach(9)，然后 write(0..180)。
| 零件引脚 | 开发板引脚 |
|---|---|
| brown | GND导线颜色：棕色 |
| red | 5V导线颜色：红色 |
| orange | D9导线颜色：橙色 |
舵机启动时可能吸取几百 mA。用 USB 供电时，这些电流直接来自电脑的端口，板上没有保险丝。多于一个舵机就需要单独的 5 V 电源，并把地连在一起。
VCC 接 5V，GND 接 GND，Trig 接 D7，Echo 接 D6。R4 的引脚是 5 V 的，所以能直接读取 5 V 的回声。
| 零件引脚 | 开发板引脚 |
|---|---|
| VCC | 5V导线颜色：红色 |
| Trig | D7导线颜色：绿色 |
| Echo | D6导线颜色：黄色 |
| GND | GND导线颜色：黑色 |
VCC 接 5V，GND 接 GND，SDA 接 SDA，SCL 接 SCL。它在 0x68 应答（AD0 拉高时为 0x69）。模块自带的上拉电阻在这里很重要：R4 上没有装上拉电阻。
| 零件引脚 | 开发板引脚 |
|---|---|
| VCC | 5V导线颜色：红色 |
| GND | GND导线颜色：黑色 |
| SDA | SDA导线颜色：蓝色 |
| SCL | SCL导线颜色：黄色 |
用带稳压器的模块（常见的 GY-521 就有）；裸芯片只能用 3.3 V。