2.1 Arduino板
Arduino到底是什么？根据Arduino网站的介绍，它是一个开源的电子原型平台，这个平台是由灵活易用的硬件和软件所组成的。它是面向艺术家、设计师、爱好者和任何对创造交互对象或交互环境有兴趣的人士的。
简而言之，Arduino是一个微小计算机系统，可以由你编程来和各种形式的输入和输出做交互。最新型号的Arduino板，和普通人的手比起来是相当小的，如图2-1所示。
第一次见到这块板子你也许不会想到，Arduino系统可以做出能与周围环境交互的装置。用上各种可能的输入输出器件：传感器、指示灯、显示器、电机等，就可以编程实现精确的交互要求，创造出具有特定功能的装置来。比如，艺术家可以做出一个装置，当有人经过时，灯能以一定的模式闪烁；高中生可以做出自动机器人，能监测到火苗然后熄灭它；地理学家可以设计一个系统，能监视温度和湿度，并把数据以短信的方式回传到他们的办公室。实际上，在互联网上简单搜索一下，就能找到数量无穷的例子。
现在，我们继续来详细研究Arduino Uno这个硬件（换句话说，就是那个“物理的部分”），看看那上面都有些什么。别太担心不知道看到了什么，所有这些都是要在后面的章节里详细讨论的。
我们快速浏览一下Uno这块板子。从板子的左侧开始，首先会看到两个插座，如图2-2所示。
在图最左边的是通用串行总线（USB）插座。它把板子和计算机连起来，起到3个作用：给板子供电、把你的程序上传到Arduino和在板子和计算机之间双向传递数据。在图右边的是电源插座，通过这个插座，可以用常见的电源变压器给Arduino供电。
在板子的中间偏下的，是这个板子的心脏：单片机，如图2-3所示。
单片机是Arduino的“大脑”。它是一个小型计算机，包含有执行指令的处理器、分别保存数据和程序的不同类型的内存，它还具有多种发送和接收数据的方式。在单片机正下方有两排小型插座，如图2-4所示。
左边那排提供了电源连接，并能接一个外部的RESET（重启）按钮。右边那排有6个模拟输入端，可以测量电信号的电压变化。另外，A4和A5引脚还被用作和其他器件发送和接收数据的引脚。在板子的顶端还有另外两排插座，如图2-5所示。
标有数字0～13的插座（或者叫作引脚）是数字输入/输出（I/O）引脚。它们既可以检测电信号有还是没有，也可以根据指令产生信号。引脚0和1也是串口，用来和其他器件发送和接收数据，和计算机之间就是由它们通过USB连接电路进行通信的。标有一个波浪号（～）的引脚可以产生变化的电信号，这种电信号可以用来做出灯光效果或控制电机。
接下来介绍板上的一些非常有用的元件，它们叫做发光二极管（LED），这种非常小的元件在有电流流过时会发光。Arduino板上有4个LED。最右边的那个标有ON，是板子的电源指示灯，另外3个排在一起，如图2-6所示。
在Arduino与通过串口或USB连接的设备之间发送或接收数据时，标有TX和RX的LED会亮。标有L的LED是给你自己用的（它连接在数字输入输出引脚13上）。在这个LED左边的小的黑色方块是一个微型单片机，它控制USB接口，让你的Arduino可以和计算机之间收发数据，不过，你不需要操心这个小芯片。
最后，如图2-7所示的是RESET按钮。
和普通的计算机一样，有时候Arduino也可能出问题，当一切都失效了的时候，可能要重置系统、重启Arduino。板上这个简单的RESET按钮（见图2-7）就是用来重启系统解决问题的。
Arduino系统最大的优势是它易于扩展，就是说，可以方便地加上更多的硬件功能。Arduino板两侧的插座，能够插上一块盾板（shield），盾板是一块电路板，它的引脚能直接插到Arduino板上。比如，如图2-8所示的盾板上有一个以太网接口，使Arduino可以通过网络和互联网通信，这样就能做出各种各样的电子设备。
注意看，这个以太网盾板也有两行插座，这样就可以在它上面插更多的盾板。比如，如图2-9所示，在一个以太网盾板上插了另一块盾板，上面有大型数字显示器、温度传感器、额外的数据存储器和一个大型LED。
要小心，你需要记住每块盾板用了哪些输入/输出引脚，以避免多块盾板插在一起时产生冲突。也可以买到完全空白的盾板，在上面搭建自己的电路。第8章会详细解释这个事情。
伴随着Arduino硬件的是软件，软件是指令的集合，这些指令告诉硬件要做什么、怎么去做。需要用到两种类型的软件，第一种是集成开发环境（IDE），本章会讨论IDE，另一种是要我们自己来写的Ardiuno程序。
IDE软件装在个人电脑上，用来编写程序、发送程序到Arduino板。