四、Arduino硬件基础

1. 电子元件和电路基础

在使用Arduino进行项目开发时，了解基础的电子组件和电路是非常重要的。一些基础组件包括：

电阻器：

• 用于限制通过电路的电流
• 用欧姆定律 V=IR 计算所需的阻值

电容器：

• 存储并释放电能
• 在滤波和暂时存储电能时很有用

二极管：

• 允许电流单方向流动
• LED是一种特殊类型的二极管，用于发光

晶体管：

• 作用是放大或开关电信号
• 在控制高功率负载时非常有用

继电器：

• 电动开关，用于控制一个电路（低功率）来开关另一个电路（高功率）

电路连接：

• 面包板（Breadboard）：用于无焊接实验性电路布线
• 导线：连接各个组件
• 焊接：用于永久电路连接

电源管理：

• 需要熟悉电压与电流的概念，以及各种电源选项（电池、USB、外部电源）

2. Arduino的引脚和接口

  Arduino开发板是由多个输入/输出（I/O）引脚组成的。基本上，这些引脚可以被编程来执行两个核心功能：读取外部输入（如按键、传感器等），以及向外发送输出信号（控制LED灯、电机等）。让我们来详细看看几种主要的引脚和接口：

数字I/O引脚：

• 可以被设置为输入（INPUT）或输出（OUTPUT）模式
• 用于数字读取（digitalRead()）或数字写入（digitalWrite()）

模拟输入引脚：

• 可以读取模拟信号，即连续的电压范围
• 使用analogRead()函数可读取介于0到1023之间的值（在大多数Arduino模型上）

PWM输出：

• 一些数字I/O引脚也提供PWM（脉冲宽度调制）功能，可用于模拟模拟输出或控制如LED的亮度等
• 使用analogWrite()命令进行控制

通用串行总线（USB）接口：

• 用于将Arduino板连接到计算机进行编程
• 也可用来为Arduino板供电或与其他设备交换数据

电源引脚：

• GND：接地引脚
• Vin：通过外部电源(与开发板的DC接口连通)输入的电压
• 5V：给出稳定的5V（直流）
• 3.3V：给出稳定的3.3V（直流）

复位按钮：

• 当按下时，会重启Arduino代码的执行

通信接口：

• 串行通信（TX/RX引脚）
• SPI通信
• I2C通信