通用工程簡介/Arduino 和電機/Arduino 簡介
Arduino 包含一個微控制器。微控制器起源於與開啟個人電腦革命的微處理器相同的技術，例如 Motorola 6800、MOS 6502 和 Intel 8080/8086/8088。微控制器與現代 CPU 的不同之處在於，IO、RAM 和 Flash 記憶體都整合在單個晶片中。它們被用於嵌入式應用，例如微波爐控制面板、印表機或汽車儀表盤。微控制器存在於各種配置和價格點中，起價低於兩美元（單個購買）。DIY 社群中使用的兩家流行的微控制器公司是 ATMEL 和 Microchip PIC。它們之所以受歡迎，是因為它們免費提供軟體開發環境（C 語言），並且它們可以擴充套件到支援 Linux。
Arduino 是開源硬體。它包含來自營利性公司的晶片。開源特性包括：
- 外形尺寸：連線線的方式，附加產品堆疊的方式
- 電路板
- 連線晶片的電路
- 標準引導載入程式（開機後發生的事情）
Arduino 衍生於開源的 Wiring 專案，該專案受 Processing 程式語言 的啟發。Arduino 於 2003 年在義大利伊夫雷亞的互動設計學院（奧利維蒂的所在地）誕生，幾乎是在 一個晚上 （24 分鐘影片連結）。Wiring 的目標是建立一個單板微型計算機、一種程式語言和一個 IDE，專門為藝術家服務。Arduino 成功的理由如下：
- 表面貼裝晶片難以焊接。DIY 社群需要擺脫設計電路、構建獨特的龐大電路板以及焊接晶片的過程。他們需要轉向小型標準電路板，這些電路板可以彼此堆疊。
- 測試驅動的軟體開發
- 示例驅動的軟體學習
- 活躍的社群不斷擴充套件示例
- 透過燈光、電機、聲音等物理反饋來獲得軟體成功的感受
- 價格點、競爭和品牌對於經濟成功至關重要
在過去 20 年中，每年都有大學和公司推出新的微控制器，目標是 DIY 教育市場。起價約為 300 美元。Arduino 將價格降至約 30 美元。
總之，Arduino 在成本、經驗和預期方面都有較低的起點。然而，它可以擴充套件到電氣工程師用於建立電路和計算機工程師用於構建系統的專業軟體開發環境。它還可以擴充套件到支援複雜的開源 Linux 應用程式，例如機器人作業系統 (ROS) 和無人機自動駕駛儀，用於電池驅動的機器人。
"Arduino" 一詞指的是 一系列控制器，它們使用相同的軟體，但具有不同的目標應用和外形尺寸。本文件的其餘部分專門針對 Uno Arduino。
Arduino Uno 的功能可以透過在其頂部疊加不同的電路板來擴充套件。這些電路板被稱為 擴充套件板。新的擴充套件板激發了創造力、需求和利潤。圖片中是一個 USB 主機擴充套件板，它使 Arduino 可以充當 PC，而不是被插入 PC 的裝置。
右側是 Uno（藍色）與 USB 主機擴充套件板（紅色）和電機擴充套件板（綠色）疊加在一起的圖片。USB 主機擴充套件板和 UNO 都有可堆疊的或母頭插座。電機擴充套件板已採用斷開式或公頭插座，以防止更多擴充套件板的堆疊。
Uno 可以透過 USB 電纜供電。最終，向 Uno 新增更多東西會導致所有東西停止工作。解決方案是將 5 到 12 伏直流電纜插入 Uno。然後，東西可以正常工作，會新增更多東西，最終 Uno 又會停止工作。此時，各個擴充套件板可能需要自己的電源。如果涉及電機，這一點尤其重要。
USB 電纜設計用於連線到計算機，以便可以將軟體下載到 Arduino。程式下載完成後，可以斷開 USB 電纜（如果存在其他電源），程式將在沒有計算機的情況下執行。
USB 滑鼠或鍵盤不能像連線到計算機一樣插入 Arduino。Uno 上的 USB 埠是一個從埠，而不是 USB On-The-Go 埠（在手機中找到）。Uno 需要一個 USB 主機進行通訊。鍵盤和滑鼠是從裝置。兩個從裝置無法相互通訊。這就是為什麼 Arduino 存在 USB 主機擴充套件板的原因。
Uno 上清楚地標記了六個引腳（或引腳所在的位置）。腦電圖 (EEG)、心電圖 (ECG)、溫度感測器、光感測器和應變計是將物理測量資訊轉換為電壓的裝置示例。Uno 可以透過模擬引腳將 電壓轉換為數字，範圍在 0 到 1023 之間。最大電壓預設為 5 伏，但可以透過軟體更改為 1.1 或 3.3 伏。
Uno 上標有 "AREF" 的引腳是 **模擬參考引腳** (Analog REFerence)。您可以連線一個不同的模擬引腳最大電壓到此引腳，並透過軟體選擇該電壓。最大電壓為 5 伏，可以根據軟體選擇 1.1 伏或 3.3 伏。任何其他電壓都需要連線到 AREF 引腳。這樣做可以提高 Uno 將來自 6 個模擬引腳的資訊轉換為數字時精度。
數字引腳輸出 0 或 5 伏電壓。它們可以用來開啟和關閉 LED，或控制傳真機 LCD 螢幕的顯示內容。引腳 3、5、6、9、10、11 是 PWM 引腳，即脈衝寬度調製引腳。這意味著它們的高電平時間和低電平時間並不一定相等。這使得 Uno 可以控制 電子速度控制器 (ESC)。這樣，Uno 就可以控制直升機螺旋槳的轉速。引腳 0 和 1 用於與其他裝置（包括另一個 Uno）進行通訊。例如，一個 Uno 可以與另一個 Uno 進行對話。
Uno 的引腳透過排針向上延伸，因此對所有擴充套件板都可用。擴充套件板本身可能具有額外的功能。例如，有一種 麵包板 擴充套件板，它除了提供一個構建獨特電路的平臺之外，沒有任何其他功能。
Arduino 衍生出了許多競爭的開源硬體專案。Uno 的排針引腳佈局和與 Arduino 軟體的相容性是所有 Arduino 板子的主要特點。
許多公司正在製造 "幾乎相容" 的 Arduino 產品，例如 Pinguino。其中一些產品使用 PIC 微處理器 而不是 Arduino 的 Atmel。另一些產品，例如 papilio（基於 Xilinx FPGA），則不聲稱軟體相容性，只聲稱與 Uno 排針引腳佈局相容。