请问一下Arduino单片机有何功能呢

　　1、工具软件
　　1.1. 官方集成开发环境—Arduino IDE
　　Arduino IDE是官方提供的一个集成开发环境，可以支持Windows、Linux以及Mac Os三种操作系统。目前的稳定版本为Arduino IDE 1.8.13，从官网中也可以获取到2.0版本及其开源的GitHub源代码。在Windows操作系统中，Arduino IDE不需要安装，在官网中下载解压后即可运行arduino.exe程序，图1为Arduino 1.8.9在win 10环境中的解压以及运行情况。
　　
　　上图中drivers文件夹放置的是系统相关的驱动文件；examples文件夹中是Arduino的几个简单示例程序可直接烧录至对应的开发板中；hardware文件夹是底层硬件相关的程序，基于AVR平台；java和lib是IDE主体和界面相关的程序件；libraries文件中是Arduino的库文件，包含自带的库文件和用户添加的外部库文件，该文件夹在后期的学习中会经常被使用。
　　
　　上图是arduino.exe打开后的界面，顶部是软件的导航栏，在这里可以新建项目、打开已有的项目或示例文件、下载和导入外部库文件以及打开串口监视器等功能。Arduino IDE是最基本的Arduino开发环境，在其它IDE中编写程序时同样需要它的支持。
　　1.2. Window程序员利器—Microsoft Visual Studio
　　总所周知，Microsoft Visual Studio （VS）是Windows程序员必备的开发利器，是微软的开发工具包系列产品，其包含了UML工具、代码管控工具、集成开发工具等等。有关于VS的安装在此不做过多赘述，具体细节可以参考“安装教程”。在这里主要讲述一下在VS2017中启用Arduino IDE开发环境的功能。首先打开VS运行程序，在导航栏中点击工具选项在其子菜单中选择“扩展和更新”后回弹出如图A.2.1中的页面，依次点击联机在搜索框中输入“Arduino”，最后下载相应的扩展包完成安装。在安装过程中需要手动添加arduino的安装路径，将arduino.exe程序所在的路径正确添加即可，其中的文件夹最好不要出现中文名称。
　　
　　1.3. 万物皆可记事本
　　最后一个要介绍的就是电脑中最朴素、最基本的文本编辑器—记事本。通过对计算机基础的了解，可以知道任何IDE本质上都是一款文本编辑器，我们在其中编程实际上也就是写下一串一串的字符。然后通过编译器可以将各种程序语言翻译成机器所能识别的代码，从而交付给CPU执行命令。也就是说只要拥有了编译环境，在任意一款文本编辑器中我们都可以实现对程序的编写。以Windows系统中自带的记事本为例，新建一个test.txt文件，并在其中写下如下代码：
　　
　　然后将其后缀名“.txt”修改为Arduino通用的文件格式“.ino”，最后双击文件“test.ino”就会出现图A.3.2中的界面。又回到了熟悉的Arduino IDE界面，其中 setup（） 和 loop（） 是Arduino中最重要的两个函数。
　　
　　2、编程语言
　　Arduino语言是立足于C/C++的基础上的，是在AVR单片机的基础上将底层的操作设置进行了函数封装，因此不必深究底层器件的原理，就可以操作AVR单片机。
　　2.1. 基本特性
　　关键字： if、if else、for、switch case、while、do while、break、continue、return、goto
　　语法符号：；、{}、//、/**/
　　运算符：=、+、-、、/、%、==、！=、《=、》=、&&、||、！、++、–、+=、-=、=、/=、
　　数据类型：boolean、char、byte、int、unsigned int、long、unsigned long、float、double、string、array、void
　　数据类型转换：chat（）、byte（）、int（）、long（）、float（）
　　常量：HIGH（高电平）、LOW（低电平）、INPUT、OUTPUT、true、false
　　可以看出在基本特性方面，Arduino语言的关键字和符号与C语言基本一致，因此熟悉C语言是操作硬件的基本功。
　　2.2. 库文件
　　在Arduino中有两种库：标准库以及第三方库。库其实就是一堆封装完成的函数的集合，通常一种库包含着一种事物的各种操作功能，这些功能是通用的因此在制定好的底层电路连接下，调用这些函数都能正确的执行功能。对于官方的标准库文件，在图1中的libraries文件夹下就可查看到，其中包含了表中的功能库。
　　标准库实现了Arduino中常用的一些功能函数，仅通过简单的调用便可操作硬件。当这些标准库无法满足我们的需要时，第三方库的出现就解决了大部分问题。第三方库是一个众多Arduino开发者共同维护的开源项目，通过将一些硬件的操作和算法封装成模块化的函数，在Arduino中加载了对应的库后便不需要我们进行重复的造车轮工作了。下表中是一些常用的第三方库文件，对于第三方库文件的加载只需要将其解压至libraries文件夹下，最后重新启动arduino.exe即可。
　　2.3. 基本函数
　　从之前的小节可以了解到setup（）和loop（）是Arduino中最基本的两个函数，其中setup（）函数在程序开始时用于初始化变量、设置接口模式以及启用库等操作；loop（）函数使用在初始化之后内部的程序会循环的被执行，相当于while（1）。此外在Arduino中的最常用的也是最基本的函数在下表中给出，掌握了这些函数就能很快地使用Arduino系列的单片机。