就算沒有接觸 Arduino，相信在講到 IoT 應用的時候，多少都聽過 Arduino。

Arduino 是一個開源嵌入式的硬體平台，以往要開發硬體電路時，往往需要編譯程式後燒錄到 IC 上。然而 Arduino 設計了一套電路，讓使用者可以用非常簡單的方式撰寫程式碼並達成功能。

由於它是開源的電路設計，任何人只要有對應的電子元件，電路圖給 PCB 廠印出後誰都可以自己做一塊 Arduino。

除了提供電路板之外，Arduino 厲害的地方在於它成熟的生態圈跟整合，例如不需要透過特別的燒錄器，只要用 USB 接到電腦就可以上傳程式碼；容易使用的 GPIO 接腳、包裝完整的函式庫，這些對想要接觸 IoT 的初學者來說是非常友善的。

舉例來說，如果想要做一個 LED 閃爍的功能，只要這樣寫：

void setup() {
 pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT); 
}

void loop() {
  digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);
  delay(1000);
  digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);
  delay(1000);
}

setup 函數只會執行一次，在電路接電時執行，之後會不斷執行 loop 裡面的程式碼。digitalWrite 與 delay 都是 Arduino 提供的內建函數。digitalWrite 可以將指定的接腳改為指定的電位，由於是 digital，所以只有 HIGH 跟 LOW。

動機

在剛入門時，我學 Arduino 的目的很簡單，是想要自動化一些東西，自己實現一些好玩的創意。

像是透過 Arduino 讀取二氧化碳數據，並搭配 MQTT 與 Grafana 做到簡易視覺化。

又或是整合藍芽做了簡易的 Pomodoro。

透過藍芽連動行事曆的資訊。

雖然都是非常簡陋的實作，不過 Arduino 的包裝大幅簡化了開發成本，對硬體認知有限的我來說只要有點子，搭配麵包板跟跳線就能夠輕易實現。

學習建議

然而，到了一定程度以後，我也蠻建議想要更近一步學習的人，去學更多關於硬體的知識，甚至是去理解 AVR。

因為 Arduino 寫到後面，很像是找到對的函式庫跟把這些函式庫兜起來達成自己想要的功能。這其實跟一般軟體工程師在做的事情很像。

舉例來說：digitalWrite 雖然可以改變電位，但背後是怎麼實現的呢？delay 可以延遲，那背後又是怎麼做到的？如果不去理解這些東西，只是用別人包好的函數，那麼能夠學到的東西很有限。

如果去深入研究的話，就會知道原來 digitialWrite 背後是去指定特定的暫存器的值來達到的；而 delay 背後的實作是透過 timer 功能來達成。在 AVR 的 IC 當中有數個 timer 可以使用，所以實際的秒數其實是用頻率與週期算出來的。

光是深入研究這兩個函數，就可以發現完全不一樣的世界。例如如果直接用 delay 的話其實是將 MCU blocking 住。

那要怎麼不讓它被 blocking 住呢？這時候就會開始研究中斷（interrupt）是怎麼運作的。我們可以將 delay 改為用中斷的方式執行，當 timer 時間到時直接送出中斷。如果要什麼功能就是直接找函式庫的話，我可能就不會知道這些原理和知識了。

為什麼是 Arduino 與 AVR？

比起直接看 intel 或是 ARM 指令集，AVR 的指令集相對少很多，打開 Attiny85 的 datasheet 也就 120 個指令，在學習上也就相對好上手。以 Attiny85 的 datasheet 為例，整個 datasheet 也才 234 頁，還算是相對好消化的範圍。

除了可以直接用 Arduino 來學習 AVR 之外，對於比較進階的學習者來說也可以直接買單顆 IC 來學習。以 Attiny85 為例，只有 8 隻腳而且可以直接插麵包板接線，想要測試程式碼運作時相對方便許多。Attiny85 只要 50 ~ 60 台幣就能入手，網路上隨便都買得到，比一杯飲料還便宜，燒掉也不會太心疼。