Cuál es la función de este diodo en arduino uno (entre +5V y reset)

Dudo que este diodo esté relacionado con ESD ni que tenga nada que ver con un modo de programación de alto voltaje. Hasta donde yo sé, puede programar un Atmega desde el voltaje de suministro normal (no se necesita alto voltaje).

Creo que está ahí para bajar rápidamente la señal de no reinicio cuando la línea de suministro de 5 V se vuelve baja (apagada).

Es muy probable que haya un capacitor (a tierra) en esa entrada de reinicio para mantener la MCU en reinicio mientras permite que todo se estabilice después de que el suministro de +5 V se active. Para garantizar que esto también suceda cuando el suministro se interrumpa (brevemente), ese capacitor debe descargarse rápidamente. ¡Eso es lo que hará este diodo!

Nota: Aunque la respuesta de Bimplerekkie es buena y razonable, es posible otra explicación, que también se insinuó en una respuesta ahora eliminada de DrFriedParts y los comentarios adjuntos de Ignacio Vasquez-Abrams.

Dado que encontré documentación relevante sobre esta otra explicación, creo que es mejor darla aquí (la verdadera razón por la que se colocó ese diodo en el circuito se debe preguntar al diseñador de la placa Arduino; cualquiera de las dos explicaciones es razonable y es posible que ambos fueron el motivo que motivó esa decisión de diseño).

Ese diodo podría estar allí para proteger el pin de reinicio de los eventos de ESD (descarga electrostática). De hecho, la mayoría de los pines de la MCU tienen diodos de sujeción internos hacia el riel positivo y la tierra, excepto el pin de reinicio, que pierde el diodo hacia el riel positivo. Esto se muestra en esta nota de aplicación de Microchip (extractos):

4.9.2. Restablecer protección de clavija

Durante la programación en paralelo, se conecta una señal de 12 V al pin de reinicio. Por lo tanto, no es un diodo de protección interna de Reset a VCC; solo hay uno de GND a Reset. Vea la figura a continuación.

Figura 4-6. Restablecer protección de entrada de pin

Para lograr la misma protección en Reset que en otros pines de E/S, se debe conectar un diodo externo desde Reset a VCC. Un diodo de pequeña señal normal servirá. Además, se debe conectar una resistencia pull-up (típica de 10 kΩ) y un condensador de filtro pequeño (4,7 nF) como se muestra en la figura a continuación.

Figura 4-7. Conexión de pin de reinicio recomendada

Todo esto, por supuesto, no es necesario si el reinicio está conectado directamente a VCC, pero luego el reinicio externo y la programación en el sistema (ISP) también están deshabilitados.

Si no se requiere una alta protección ESD de Reset, o se logra mediante otros componentes, se puede omitir el diodo. Se siguen recomendando la resistencia y el condensador para un comportamiento de reinicio óptimo.

Esta explicación también está respaldada por otro documento, es decir, AN2519 de Microchip - Consideraciones de diseño de hardware del microcontrolador AVR® (extractos):

3. Conexión del pin RESET en dispositivos AVR

[...]

El diodo de protección ESD no se proporciona internamente desde Restablecer a VCC para permitir HVPP. Si no se usa HVPP, se recomienda agregar un diodo de protección ESD externamente desde Restablecer a VCC. Alternativamente, se puede usar un diodo Zener para limitar el voltaje de reinicio relativo a GND. Se recomienda encarecidamente un diodo Zener en entornos ruidosos. Los componentes deben ubicarse físicamente cerca del pin RESET del dispositivo AVR. En el siguiente diagrama de circuito se muestra un circuito recomendado de una línea de reinicio.

Figura 3-1. Conexión de pin de reinicio recomendada

Tenga en cuenta que el valor del condensador (100 nF) y el valor de la resistencia pull-up (10 kΩ) son compatibles con las indicaciones proporcionadas en esas notas de aplicación. Por lo tanto, es posible que el diseñador se haya limitado a seguir esas indicaciones.

Por cierto, el hecho de que mi explicación podría ser el motivo real en la mente del diseñador también está respaldado por lo que encontramos en otra parte del esquema de Arduino UNO (énfasis mío):

Como puede ver, también hay un diodo en la misma posición en el pin de reinicio de la MCU ATmega 16U2 (la MCU que actúa como un puente USB a UART). En este caso, sin embargo, no hay condensador para descargar, por lo que la explicación de la protección ESD resulta bastante razonable.

Hay cosas relevantes en el esquema que aún faltan en su imagen. El chip USB puede alternar la línea DTR para restablecer ZU4. Entonces D2 está allí para evitar que la línea RESET obtenga un voltaje demasiado alto como resultado del estado de carga de C5.