Arduino是一个源自意大利的开源硬件项目，是目前全世界最流行的开源硬件。由于Arduino的硬件原理图、电路图以及编写程序代码的IDE软件、核心库文件的源代码全部开放，任何人都可以免费获取、也可以在开源协议规定的范围内任意修改原始设计、程序代码，因此Arduino设备在保证性能优越、开发简便的前提下，硬件价格非常低廉，吸引了非常多的开发者使用Arduino开发项目，制作各种各样富有创意的智能装置。

Arduino先后发布了十多款不同型号的主控板，有可以缝在衣服上、非常小巧的LilyPad，也有拥有54路数字输入/输出端口的MEGA（如下图1-1所示），其中最经典、应用最广泛的是UNO。

 图1-1 Arduino LilyPad和MEGA主控板

UNO是Arduino重点推荐的入门首选主控板（如下左图1-2所示），它采用USB线连接计算机，通过USB下载编译完成的程序代码，然后使用电源适配器或者电池供电使用。

由于Arduino是开源硬件，除了官方的UNO，其它厂家也生产了很多UNO兼容板，比如“好好搭搭”生产的Nduino UNO（如上右图1-3所示），本书所有的范例都基于这块主控板编写。

Arduino默认采用一种类似于C语言的字符编程软件，叫做Arduino IDE（如下图1-4所示），这个软件可以从Arduino官网（www.arduino.cc）下载、安装。

    图1-4 “用按键控制LED亮灭”作品程序项目页

由于Arduino IDE是字符编程软件，需要用键盘输入每一条程序代码，非常麻烦，也不够形象直观，不太适合普通中小学生使用。其实可以使用更简单的图形化、积木式编程软件——Scratch编写程序代码。

本书所有的范例都是使用“好好搭搭”网站的在线Scratch编写，通过“好好搭搭”网站不仅可以在线编程、在线保存与分享Arduino程序，还可以通过“好好搭搭”服务器在线编译程序，省去了安装编译软件的麻烦。

使用Scratch 编写Arduino程序非常方便。下面就以制作一个让UNO主控板板载LED闪烁的作品为例，介绍用Scratch编写Arduino程序的一般过程：

UNO主控板上，除了电源指示灯，还有一颗板载的可编程LED，一般会用字母“L”标注（如下图1-5所示）。它所连接的是13号端口，可以通过程序控制它亮灭。

    图1-5 UNO板载的可编程LED

要让这颗板载LED闪烁，可以使用“好好搭搭”网站上的示例程序，按以下步骤操作：

1.      打开浏览器，进入“好好搭搭”网站（haohaodada.com），然后单击网站右上角的“登录”按钮登录网站（如果没有账号，可以先单击“加入”按钮免费注册）。

2.      登录完成后，单击网站浏览器地址栏，在地址栏中输入“haohaodada.com/c2”，进入本书的范例程序网页。在该网页中找到名为“1-Blink”的作品缩略图，单击缩略图打开作品的程序项目页（如下图1-6所示）。

 图1-6 “1-Blink”作品程序项目页

在“好好搭搭”网站上，Arduino智能装置作品的程序项目页也是由作品名称、作者信息、作品预览以及作品说明等内容组成。一般特别需要关注“作品说明”部分，了解这个作品所能实现的功能、需要的器材以及它们的连接方法。

3.      单击程序项目页右上角的“转到设计页”按钮，会进入这个作品的“设计页”（如下图1-7所示）。

 图1-7 “1-Blink”作品程序设计页

与普通Scratch的程序设计页比较，Arduino的程序设计页有以下几点不同：

1.      整个程序设计页由三个区域组成，最右边增加了“代码”区域，可以查看这个程序的C语言代码。

2.      最左边舞台区缩小；中间只有一个“脚本”选项卡，可用的只有“数据”、“控制”、“数字和逻辑运算”以及“更多模块”这四种类别的指令；

3.      在“更多模块”指令类别中，添加了许多控制Arduino的指令。

与普通Scratch程序脚本比较，Arduino程序脚本有以下几点不同：

1.      脚本的第一个指令必须是“Arduino程序”，其它指令都应该搭建在这个指令下方。

2.      每个Arduino程序只能有一个由“Arduino程序”及其下方指令所组成的程序脚本。

3.      Arduino程序不能通过单击“绿旗” 运行，必须先单击窗口右上角的“编译&下载”按钮，在线编译后下载到主控板上才能运行。

要将Scratch编写的Arduino程序编译后下载到UNO主控板上运行，必须先把主控板和计算机连接起来，再运行一个插件程序，才能把编译后的程序下载到主控板上运行。具体可以按以下步骤操作：

1.      用USB线把UNO主控板和计算机连接起来。将USB方口端的插头插入主控板的接口，扁口端的插头插入计算机的USB接口。

2.      确认已经在计算机上安装了“好好搭搭插件”程序。如果没有安装，可以按照“阅读材料一”介绍的步骤安装。

3.      找到并且双击运行计算机桌面上的“硬件下载插件”程序图标，运行“好好搭搭硬件下载插件”程序。如果在计算机桌面上找不到这个图标，可以单击桌面左下角的“开始”按钮，在打开的“程序”中找到名为“haohaodada”的程序组，该程序组中就包含有“硬件下载插件”图标。

4.      “好好搭搭硬件下载”插件程序运行以后，会显示如下图1-8所示的对话框。其中“选择串口”不需要更改，计算机会根据主控板实际连接的串口自动选择，一般是除“COM1”以外的其它串口；需要更改的是“型号”，由于我们所使用的是“UNO”主控板，因此单击下拉列表，选择“UNO”选项。

图1-8 “好好搭搭硬件下载”插件程序 

5.      选择完成后，对话框左下角会显示具体的“串口”及“型号”。说明主控板与Scratch连接正常。

用Scratch编写的Arduino程序，是不能在线运行的。必须先编译成主控板能够识别的机器码，然后下载到主控板上才能运行。可以按以下步骤操作：

1.      单击窗口最右边“代码”区域中的“编译&下载”按钮，浏览器将编写完成的程序代码上传到“好好搭搭”服务器进行编译，编译成Arduino能够运行的机器码。

2.      服务器编译一般需要3-5秒，编译完成后会打开一个名为“提示”的对话框（如下图1-9所示）。

     图1-9 “文件编译成功是否下载”对话框

3.      单击“提示”对话框的“下载”按钮，会打开一个下载命令窗口（如下图1-10所示），自动将编译好的代码下载到主控板上（在下载之前 ，务必确认“好好搭搭硬件下载”插件已经按第二步介绍的方法设置并运行正常）。

 图1-10 下载命令窗口

4.      下载的程序存贮在主控板的存贮器上，关闭电源也不会丢失，除非被新下载的程序替代。下载一旦完成，主控板马上会自动运行这个程序。

当主控板与计算机处于USB连接状态时，不需要外接电源，直接通过USB线使用计算机主板供电运行；当主控板脱离计算机单独运行时才需要外接电源。外接电源可能使用电源适配器，也可以使用电池。如果要重新运行程序，可以单击主控板上的“RESET”按钮，重置程序。

阅读材料一：“好好搭搭”插件的下载与安装

使用Scratch编写的Arduino程序，必须通过“好好搭搭”插件程序才能下载到主控板上，可以按照以下的步骤下载、安装插件程序。

一、      下载“好好搭搭”插件

1.      打开网页浏览器，进入“好好搭搭”网站（haohaodada.com）；

2.      单击网站上方导航栏中的“资源”按钮，进入“资源下载”网页。

3.      在“好好搭搭插件下载”网页中，单击插件介绍文字上方的“点击下载”文字，将安装文件下载、保存到本地计算机。

二、      安装“好好搭搭”插件

 1.    运行所下载的“好好搭搭”插件安装程序，打开如下左图所示的安装向导，单击“下一步”按钮开始安装。

2.      在如上右图所示的“选择目标位置”对话框中，一般不需要改变安装位置，将插件程序安装到“D:haohaodada插件”文件夹中。单击“下一步”按钮继续安装。

3.      在如下左图所示的“选择开始菜单文件夹”对话框中，默认会在“开始”菜单中生成一个名为“haohaodada”的程序组，一般不要改变。单击“下一步”按钮继续安装。

4.      在如上右图所示的“选择附加任务”对话框中，默认会在桌面上生成快捷方式，一般也不要改变。单击“下一步”按钮继续安装。

5.      在如下左图所示的“准备安装”对话框中，进一步确认“安装位置”、“开始菜单程序组”、“桌面快捷方式”等安装内容。单击“安装”按钮，开始插件程序的安装。

6.      插件程序安装完成以后，还会打开如上右图所示的“驱动安装”对话框，安装“好好搭搭”设备的驱动程序。单击“安装”按钮开始安装。

7.      “好好搭搭”设备驱动程序安装完成后，会显示如下左图所示的对话框，单击“确定”按钮退出驱动安装程序。

8.      在如上右图所示的“haohaodada安装向导完成”对话框中，单击“完成”按钮，就可以退出插件安装程序，完成“好好搭搭”插件的安装。

“好好搭搭”插件安装完成后，按照默认设置，会在计算机桌面上生成两个名为“硬件下载”和“在线编程”的快捷图标；同时会在“开始”菜单上生成一个名为“haohaodada”的程序组，其中也包含“硬件下载”和“在线编程”这两个快捷图标。