Arduino这一硬件标准化、软件代码开源的单片机模块，是由意大利的Massimo为方便学生，开发的。以他常去的酒吧di Re Arduino命名。Arduino降低了单片机开发难度，因此迅速得到普及。Arduino已经形成了成熟的生态圈。有各种社区。已经成为中小学生，创新创业的重要工具。正因为Arduino应用广泛，在大学生中有一定的基础。因此我们以Arduino开始讲解本门课程。

        我们以点亮发光二极管为例，讲解Arduino的构成、开发软件。利用blink闪灯程序，循序渐进，学习函数控制，IO口、定时器、中断、串口的原理和方法。IO口部分掌握程序控制硬件的方法，理解编程控制Arduino硬件和纯粹计算机编程的差异，理解硬件编程中变量和硬件之间的关系。同样是1秒计时，理解delay、millis函数，和定时器的异同。串口将Arduino和计算机连接起来，任务进阶。解决讲解SPI、IIC等常用功能。利用温度传感器，学习Arduino控制其他模块的方法，学习传感器、执行机构、通信模块。奠定开发基础。

        掌握编程控制Arduino，帮助同学快速入门，通过创新作品， 培养系统设计和创新能力。Arduino有助于我们去理解单片机。

        单片机部分，是在Arduino的基础上，讲解讲解单片机的结构和运行机制，帮助同学建立程序与硬件、C语言与单片机的关系，培养系统设计和实现能力，也为后续计算机结构、DSP、FPGA、甚至是处理器设计奠定基础。

        单片机部分，简单介绍单片机结构。还是以点亮发光二极管为例，以51单片机为例，介绍单片机执行程序的过程，帮助同学们理解，单片机执行指令的过程，建立起硬件和软件之间的关系，主要是单片机寄存器的作用。程序是通过寄存器控制单片机，同时通过查询寄存器得到不同部分的状态。

        接着介绍Arduino通过IO口点亮LED的电路结构，理解程序是如何通过不同寄存器控制IO口。还有定时器、中断、串口、SPI口的原理、结构、寄存器控制方法。一方面理解Arduino函数是如何执行的，另一方面了解单片机结构，为开发复杂单片机功能打下基础。

        除了以上基本知识外，本课程还提供了大量综合项目和创新作品供大家学习使用。

        总之，本门课程希望通过编程控制Arduino，理解单片机工作机制，设计创新作品，培养学生循序渐进学习知识、运用知识、创新创业的能力。同时为后续课程奠定基础。

目标1：理解Arduino的概念内涵和开源硬件特点，掌握Arduino开发的流程、软硬件使用方法、Arduino编程技术，能够基于Arduino等开源硬件开发小型电子系统。

目标2：理解单片机的基本概念，掌握单片机的基本原理、结构、指令系统、程序设计、接口控制等，能够基于单片机开展复杂电子系统设计。

目标3：通过一系列实例，熟练掌握电子系统开发、设计和调试等技能、具备根据任务需求，开展系统分析、软硬件设计、代码调试、文档撰写等准产品开发的能力。

具备如电子设计基础、数字电路技术、C语言等基础知识

教材：

王俊、张玉玺 等，《单片机基础与Arduino应用》（普通高等教育“十三五”规划教材），电子工业出版社，2017年9月。

Q :  单片机学习的关键是什么？

A :  单片机是实践性比较强的课程，学好单片机的关键是编程和动手实践。重点掌握定时器、中断、通信的编程实现，在实践过程中学会发现问题、分析问题，从而解决实践中的问题。

Q :  本课程需要哪些编程软件和仿真工具？

A :  需要Proteus仿真软件、Fritzing仿真软件、Arduino IDE开发环境。

Q :  本课程是否需要单片机硬件，需要哪种开发板？

A :  本课程实践性比较强，建议同学配一块Arduino UNO开发板，有条件的同学可以买Arduino UNO套件，更加方便学习。

Q :  课程对电子工程的专业知识要求是否很强？

A :  学习Arduino单片机可以完全不需要了解其内部硬件结构和寄存器设置，仅仅知道它的端口作用即可；可以不懂硬件知识，只要会简单的C语言，就可用Arduino单片机编写程序。