2025 高中科技实践之 Arduino 基础课件.pptxVIP

一、Arduino概述：为什么选择它？演讲人

01Arduino概述：为什么选择它？02硬件基础：认识Arduino的“身体”03编程入门：让Arduino“听懂”你的指令04实践项目设计：从“模仿”到“创新”05拓展与展望：Arduino的“无限可能”目录

2025高中科技实践之Arduino基础课件

作为一名深耕中学科技教育十余年的指导教师，我始终坚信：科技实践的魅力不在于知识的灌输，而在于通过可操作、可感知的载体，让学生在“做中学”中建立对技术的理解与热爱。Arduino正是这样一个理想的载体——它以简洁的硬件设计、友好的编程环境和丰富的拓展性，成为全球青少年接触电子技术与编程的首选工具。今天，我将以第一视角，结合多年教学实践与学生反馈，系统梳理Arduino基础课程的核心内容，帮助同学们推开科技实践的大门。

01Arduino概述：为什么选择它？

1Arduino的本质与发展脉络Arduino并非单纯的“开发板”，而是一套开放源码的电子原型平台，由硬件（可编程的微控制器板）与软件（基于Processing的IDE开发环境）两部分构成。其诞生可追溯至2005年意大利伊夫雷亚交互设计学院，最初是为解决设计专业学生因电子知识门槛过高而难以实现创意的问题。经过近20年发展，Arduino已形成包含UNO、Mega、Nano等十余种型号的产品矩阵，全球用户超千万，广泛应用于教育、艺术、工业原型开发等领域。

我曾在2018年带领学生参加“全国青少年科技创新大赛”时，遇到一组用Arduino制作“智能导盲杖”的作品。学生们仅用3个月时间，就完成了从传感器选型到算法优化的全流程开发——这正是Arduino低门槛、高扩展性的最佳印证：无需深入学习复杂电路设计或底层编程，即可快速将创意转化为可运行的原型。

2高中生选择Arduino的核心优势相较于树莓派（RaspberryPi）等其他平台，Arduino对中学生的适配性体现在三方面：

硬件简化：集成微控制器（如UNO板的ATmega328P）、电源管理模块、USB转串口芯片，无需额外焊接或配置，插线即用；

编程友好：基于C/C++的简化语法，提供setup()（初始化代码）与loop()（循环执行代码）两大核心函数框架，降低入门难度；

生态丰富：全球开发者贡献了超2000个开源库（如控制舵机的Servo库、读取温湿度的DHT库），配套传感器（如光照、红外）与执行器（如电机、蜂鸣器）模块标准化，采购与使用成本低。

2高中生选择Arduino的核心优势2023年我带的高一科技社团中，70%的学生在第一次课程后就能独立完成“LED闪烁”程序的编写与烧录——这种“即时反馈”极大激发了他们的学习动力，而这正是Arduino教育价值的核心体现。

02硬件基础：认识Arduino的“身体”

硬件基础：认识Arduino的“身体”要让Arduino“工作”，首先需熟悉其硬件结构。以最经典的UNO板（Rev3版本）为例，我们逐一解析关键模块。

1核心组件：微控制器与电源系统UNO板的“大脑”是ATmega328P微控制器，这是一颗8位AVR单片机，具备14个数字引脚（其中6个支持PWM输出）、6个模拟输入引脚、32KB闪存（用于存储程序）、2KBSRAM（运行时数据存储）。其电源系统支持两种供电方式：

USB供电：通过MicroUSB接口连接电脑或充电宝，输出5V/500mA，适合小型项目；

外接电源：通过DC电源接口（2.1mm内径插头）输入7-12V直流电源，适合需要更大电流的场景（如驱动多个电机）。

教学中我常提醒学生：务必注意电源极性——DC接口中心为正极，反接可能烧毁板子。2022年有位学生因误接电源导致UNO板冒烟，虽未造成严重后果，但这一教训让全班对电路安全有了更深刻的认识。

2引脚功能：数字与模拟的“沟通桥梁”Arduino的引脚是与外部世界交互的关键通道，可分为三类：

数字引脚（D0-D13）：支持输入（读取高低电平）或输出（输出5V高电平/0V低电平）。其中D10-D13支持PWM（脉宽调制），通过快速切换高低电平（频率约500Hz）模拟连续电压输出（如调节LED亮度）；

模拟引脚（A0-A5）：通过内部10位ADC（模数转换器）将0-5V电压转换为0-1023的数值（分辨率约4.9mV），用于读取传感器（如光敏电阻、温度传感器）的模拟信号；

特殊功能引脚：如D1（RX）与D0（TX）用于串口通信（与电脑或其他设备传输数据），AREF用于设置模拟输入的参考电压（默认5V）。

2引脚功能：数字与模拟的“沟通桥梁