Arduino 为什么这么红火？跟其它类似开发板的主要区别是什么？

Arduino之所以如此红火，并在众多单片机开发板中脱颖而出，并非偶然，而是其一系列精心设计和市场策略共同作用的结果。它成功地降低了电子原型制作的门槛，使得没有深厚电子工程背景的创客、艺术家、学生甚至普通爱好者，都能轻松地将他们的创意变为现实。

下面我们来详细分析Arduino为何如此受欢迎，以及它与其他类似开发板的主要区别：

Arduino 为什么这么红火？

Arduino的成功可以归结为以下几个关键因素：

1. 易于上手和学习曲线低：
简单易懂的编程语言： Arduino使用一种基于C/C++但经过简化的编程语言（Arduino语言），其API（应用程序接口）设计得非常直观易懂，例如 `digitalWrite(pin, HIGH)`、`analogRead(pin)` 等函数名就清晰地表达了其功能。即使是编程新手，也能在短时间内掌握基本语法并实现简单的控制。
集成的开发环境（IDE）： Arduino IDE是一个跨平台的、集成的开发环境，它集成了代码编辑器、编译器和上传器。界面简洁，操作方便，大大降低了软件学习的难度。用户只需编写代码，编译，然后通过USB线上传到开发板即可。
完善的文档和社区支持： Arduino拥有极其庞大和活跃的社区。官方提供了大量的教程、示例代码、库和项目文档。在社区论坛、Stack Overflow、GitHub等平台上，用户可以轻松找到问题的答案，学习他人的经验，甚至找到可以直接使用的代码片段。这种强大的社区支持是Arduino病毒式传播的重要原因。

2. 低廉的价格和广泛的可获得性：
经济实惠的硬件： 核心的Arduino开发板（如Uno）价格通常非常低廉，使得个人用户和教育机构能够负担得起。
开源硬件设计： Arduino的设计是开源的，这意味着任何人都可以查看、修改甚至制造自己的Arduino兼容板。这导致了市场上出现了大量价格更低的兼容板，进一步降低了进入门槛。
易于购买： Arduino及其兼容产品在全球范围内都非常容易购买，无论是线上电商平台还是实体电子商店，都能轻松找到。

3. 强大的生态系统和丰富的扩展性：
Shields（扩展板）： 这是Arduino最标志性的特色之一。Shields是预制的电路板，可以像“盾牌”一样堆叠在Arduino主板上，通过标准接口连接，为Arduino增加了各种功能，如WiFi连接、电机驱动、传感器读取、LCD显示、音频处理等。这极大地扩展了Arduino的功能，使得用户无需自己焊接电路，就能实现复杂的应用。
丰富的传感器和模块： 市场上存在数以千计的第三方传感器和模块，它们都提供了与Arduino兼容的接口和库。无论是温度传感器、光敏电阻、加速度计、GPS模块，还是各种执行器（如舵机、继电器），都能轻松与Arduino集成。
大量的开源库： 社区开发了大量的开源库，涵盖了各种硬件和通信协议的驱动程序。用户只需通过IDE轻松安装这些库，就可以直接调用高级函数来控制传感器和模块，而无需深入了解底层细节。

4. 跨平台和通用性：
跨平台支持： Arduino IDE支持Windows、macOS和Linux操作系统，用户可以在自己熟悉的平台上进行开发。
通用接口： Arduino使用了标准的USB接口进行通信和供电，这使得它与电脑的连接非常方便。其引脚也遵循一定的标准，便于连接各种电子元件。

5. 教育和创客文化的推动：
教育领域的广泛应用： 由于其易学易用，Arduino已成为全球众多学校和教育机构的教学工具，用于教授编程、电子和机器人技术。这培养了一代又一代的创客和工程师。
创客运动的催化剂： Arduino是创客运动的核心工具之一。它赋能了无数的个人项目，从简单的LED闪烁到复杂的智能家居系统、机器人、艺术装置等，极大地推动了DIY（自己动手做）和原型制作的潮流。

与其他类似开发板的主要区别

虽然市面上存在许多其他优秀的微控制器开发板，但Arduino之所以能获得如此大的成功，与其在易用性、生态系统和社区支持方面的突出表现紧密相关。以下是一些与Arduino常被比较的开发板类型及其主要区别：

1. Raspberry Pi (树莓派)

核心区别：
计算能力与操作系统： 树莓派是一款微型计算机，它运行一个完整的操作系统（通常是Linux发行版，如Raspbian/Raspberry Pi OS）。这意味着它拥有更强大的处理能力，可以运行图形界面、桌面应用程序、服务器软件等。而Arduino是一款微控制器，它运行的是用户编写的单个固件程序，没有操作系统概念。
用途侧重： 树莓派更适合需要运行复杂软件、处理大量数据、网络连接、多媒体处理等任务的应用，例如作为家庭媒体中心、小型服务器、物联网网关、教学电脑等。Arduino则更侧重于直接控制硬件、实时响应和低功耗的应用，例如传感器数据采集、电机控制、LED灯效、简单的机器人等。
编程方式： 树莓派可以使用Python、Java、C++等多种高级语言进行编程，并且可以运行交互式开发环境。Arduino主要使用其简化的C/C++方言（Arduino语言）和Arduino IDE进行编程。
硬件接口： 树莓派提供USB接口、HDMI输出、以太网接口、音频输出等通用计算机接口。Arduino则主要提供GPIO（通用输入输出）引脚、模拟输入、串行通信接口（如UART、SPI、I2C）等面向微控制器控制的接口。
价格： 通常情况下，树莓派的价格会比基础款的Arduino开发板高一些。

Arduino的优势： 对于简单的硬件控制和快速原型制作，Arduino更直接、更简单。它启动速度快，实时性好（不受操作系统调度影响），功耗也更低。

2. ESP8266/ESP32 系列（如NodeMCU、Wemos D1 Mini）

核心区别：
WiFi/蓝牙集成： ESP8266和ESP32系列的核心优势在于内置WiFi和蓝牙连接。这使得它们成为构建物联网（IoT）设备的理想选择，无需额外添加WiFi模块。
处理能力： ESP32通常比Arduino Uno拥有更强大的处理能力（更快的时钟速度，更多的核心），并且支持WiFi和蓝牙的同时运行。
编程方式： 这两个系列都可以使用Arduino IDE进行编程，它们也支持MicroPython等其他语言。这意味着许多Arduino的学习者可以无缝迁移到ESP系列进行物联网开发。
价格： 带有WiFi功能的ESP8266和ESP32开发板通常价格也非常低廉，甚至低于一些标准WiFi Arduino板。
生态系统： 虽然ESP系列也有庞大的社区和丰富的库，但Arduino在通用的传感器和模块支持方面，其生态系统更为成熟和广泛。

Arduino的优势： 对于非物联网应用，或者需要非常稳定和广泛的Shields生态系统，Arduino仍然是首选。此外，Arduino Uno的通用性使其成为学习基础电子和编程的良好起点。

3. STM32 系列（如STM32F103系列，Coffee Link, Blue Pill等）

核心区别：
微控制器架构与性能： STM32系列通常基于ARM CortexM内核，拥有比Atmel AVR（Arduino Uno使用）强大的多的处理能力、更高的时钟速度、更多的内存（Flash和RAM）以及更丰富的外设（如DMA、定时器、ADC/DAC精度更高、CAN总线等）。这使得它们能够胜任更复杂、更具挑战性的嵌入式系统开发。
编程方式与工具链： STM32通常需要更专业的开发环境，如Keil MDK, IAR Embedded Workbench, STM32CubeIDE等，并且编程语言主要是标准的C/C++，需要直接操作寄存器或使用HAL/LL库，学习曲线相对陡峭。虽然也可以通过一些社区项目（如stm32duino）使用Arduino IDE进行开发，但并不如原生Arduino那样无缝和全面。
价格： 高性能的STM32开发板价格可能比Arduino Uno高，但一些入门级的STM32开发板（如Blue Pill）价格也非常有竞争力。
生态系统： STM32拥有庞大的官方生态系统和大量的参考设计，但第三方Shields和针对特定模块的“即插即用”库不如Arduino丰富。

Arduino的优势： Arduino在易用性、快速原型制作和社区的“开箱即用”体验上优势明显。对于初学者或项目时间紧迫的情况，Arduino能更快地得到结果。

4. Micro:bit

核心区别：
教育定位： Micro:bit 是专门为青少年编程和电子教育而设计的。它内置了LED矩阵、按钮、加速度计、指南针、蓝牙等，开箱即用就能做很多有趣的项目。
编程方式： Micro:bit支持图形化编程（MakeCode），非常适合零基础的学生。它也支持Python和JavaScript。
扩展性： Micro:bit本身功能很丰富，但其扩展性主要通过其边缘连接器连接到其他兼容模块，或者通过蓝牙与其他设备通信，不如Arduino的Shields生态系统那样成熟和多样化。
硬件性能： 其硬件性能相对基础，主要侧重于教育和趣味性，而不是高性能的工业应用或复杂的科学计算。

Arduino的优势： Arduino提供了更广泛的硬件选择和更深入的电子控制能力，适合更广泛年龄段和更复杂的项目需求。

总结 Arduino 的核心竞争力在于：

极高的易用性： 简单的编程语言、友好的IDE、大量的文档和教程。
低廉的成本： 使个人和教育机构能够负担。
强大的生态系统： 丰富的Shields和第三方模块，以及海量的开源库。
活跃的社区支持： 问题的快速解决和经验的共享。
开放的开源精神： 鼓励创新和二次开发。

正是这些因素的组合，使得Arduino成为了连接硬件与创意之间的桥梁，并将电子原型制作推向了大众，从而获得了空前的成功和广泛的普及。

而且其性能还不如arm单片机强大。如果仅仅是开源的话，不可能有这么大的社区与影响吧。