【科普】什么是Arduino?

这块板子不就是Arduino么?

先不要管这个奇怪的Arduino怎么拼读,我们先来摆摆关于单片机的龙门阵。

“朋友,你知道单片机吗?”

“什么鸡?”

“单片机。"

"蛋什么鸡?”

“....."

单片机,一个诞生于1971的新物种,诞生地在英特尔公司,它的全称叫做单片微型计算机。嗯,就是一台小电脑嘛!

要了解得更深入,我们先来说说计算机。

1946年,世界上第一台计算机诞生,这台计算机可以说是巨无霸,占了两个套二户型的面积(170平)。要说为啥这么大,因为它是用电子管来做逻辑门的呀,简单点说就是用来做0和1的运算的,一共有18000个电子管,运行起来一个小时就要耗费150度电。

在技术之光的照耀下,这个庞然大物很快得到进化,电子管进化为晶体管,最后晶体管也集成在超级小的芯片上了,这就是半导体技术的厉害之处了!总之,现代的计算机再不是研究机构和军队才养得起的稀罕物了,体积也小了很多,它的名字也变成了微型计算机了。

那单片微型计算机又是怎么回事呢?它们算是近亲,只是单片机更简单,把计算机系统集成到一个芯片上了。别看只是这么一个小小的改动,这个改动直接改变了人类的现代生活!

刚刚讲到的计算机发展历史都是关于硬件的,计算机有两个重要组成部分,一个是硬件,一个是软件。这就像人类大脑的构成一样,硬件就是脑组织,灰质白质沟回血管神经软组织,而软件呢就是里面装的知识经验条件反射。所以软件非常重要,如果没有软件,那就是电脑中的"植物人"了,没法思考工作。

单片机是功能不那么强大的计算机,但同样的,它也需要运行“软件”才能工作。单片机的软件有些比较复杂,可以运行和电脑相同的操作系统,就像是成年人的大脑,可以处理复杂的工作。有些则是比较简单的程序,实现某个功能就足够了,就像是儿童的大脑,只能完成简单的任务。

那么单片机的工作原理是怎样的呢?

我们以一个小男孩看到冰淇淋想吃,伸手要,这样一个过程做个类比。

小男孩的心路历程

好了,一个理工女有一天突发奇想,想发明一个冰淇淋探测器(吃货必备神器),于是,她按照这样的原理图组装了一个冰淇淋探测器,并输入了代码作为单片机的“软件”。


冰淇淋探测器原理图

单片机的工作原理竟然跟人类小男孩的心路历程一样:接收信息→处理信息→发出指令。只不过现实生活中的单片机工作要比这个图示复杂得多,精密得多。比如勤勤恳恳给你洗衣服的智能洗衣机,里面就住着一只萌萌哒单片机,帮你称重衣物,计算水量,然后洗衣服,洗完再发出滴滴的声音提示你。比如你天天使用的手机,里面也住着一只单片机(比洗衣机里的高级很多),来指挥手机发出声音、展示图像等等。几乎你在生活中遇到的除了电脑以外的智能物件,里面都有一只单片机来控制。

说了这么多单片机,赶紧扯回正题,说说Arduino是什么吧。

单片机这么好用,体积小,价格低,可以接很多外围设备,于是就诞生出很多产品出来,产生了商业价值的东西,自然也会保密,去申请一些发明专利保护自己的知识成果。而在意大利的Massimo Banzi,一名高科技设计学校的老师,却把他和他的伙伴发明的单片机开源了。这块单片机很适合电子学零基础的人学习,他把这块板子开源出来,让每个人都可以用他的设计图做单片机出来,这块单片机就叫做Arduino。开源的意思是,放弃专利申请,不受知识产权的保护,而人人都可以生产它,让它变得更加便宜亲民。世界各地的人们用这块Arduino板延伸出了各种各样的版本,最基础的叫UNO,有专门缝在衣物上的Lily pad,也有非常小的nano,还有可以做物联网开发的等等。我们很容易给Arduino写程序(往它的大脑里装知识),甚至有图形化的指令块程序来编写,连小学生也可以学习使用,搞发明创造。

Arduino板的各种形态

最后,插入一条视频,看看Arduino可以做出哪些作品出来。


十大 Arduino 机器人_腾讯视频
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