微控制器MCU
Arduino
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Arduino 是一个基于 ATmega / ARM / ESP32 等芯片 的开源硬件与软件平台，由 Arduino 团队 于 2005 年在意大利推出。
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它以 简洁易用的开发环境（Arduino IDE） 和丰富的传感器/模块生态闻名，屏蔽了底层硬件细节，使初学者能够通过少量代码实现电子控制与交互。
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目前 Arduino 已形成多个系列（UNO、Mega、Nano、Due、ESP32 版等），广泛用于 创客教育、快速原型开发、机器人、物联网和教学实验，是入门嵌入式与电子设计的经典平台。
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STM32
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STM32 是由 意法半导体（STMicroelectronics） 推出的 32 位微控制器（MCU）系列，具有高性能、低功耗和丰富外设资源。
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目前市场上（如淘宝等）有大量国产兼容开发板，价格低廉、生态完善，是嵌入式系统开发、教学与科研中的主流平台之一。
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ESP32
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ESP32 由 乐鑫科技（Espressif Systems） 开发，是一款集成 Wi-Fi 和 Bluetooth（BLE） 的高性能 MCU。
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它以低功耗、成本低、无线功能强大著称，在物联网（IoT）、智能家居和可穿戴设备中得到广泛应用。
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生态成熟、开发语言多样（C/C++、MicroPython、Arduino 等），对初学者和专业开发者都非常友好。
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Raspberry Pi Pico
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Raspberry Pi Pico 由 Raspberry Pi 基金会 发布，是基于自研 RP2040 / RP2350 芯片的微控制器开发板。
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它采用双核 ARM Cortex-M0+ 或 RISC-V 处理器，具备低功耗设计和灵活的可编程 I/O（PIO）外设。
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与运行 Linux 的 Raspberry Pi 4 / 5 不同，Pico 属于 MCU 平台，可直接进行底层硬件控制，常用于电子设计、教学实验和嵌入式编程入门。
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Raspberry Pi 4 / 5（非MCU）
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Raspberry Pi 4 和 Raspberry Pi 5 是 Raspberry Pi 基金会 推出的单板计算机（SBC, Single Board Computer），配备 ARM Cortex-A 系列多核处理器，运行 完整的 Linux 系统（Raspberry Pi OS）。
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它们支持 HDMI 显示、USB 键鼠、网络接口及 GPIO 引脚，可同时作为微型电脑、服务器、人工智能或机器视觉平台使用。
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相较于 MCU 类的 STM32 / ESP32 / Pico，Raspberry Pi 4 / 5 具有更强的计算能力与操作系统支持，但缺乏原生 ADC 功能、实时性较弱，更适合承担高层逻辑控制、数据处理和可视化任务。
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MCU对比
| 参数/特性 | Arduino | STM32 | ESP32 | Raspberry Pi Pico | Raspberry Pi 4 / 5 |
|---|---|---|---|---|---|
| 典型厂商 / 生态 | Arduino.cc（官方）及兼容厂商 | STMicroelectronics（意法半导体） | Espressif（乐鑫科技） | Raspberry Pi 基金会 | Raspberry Pi 基金会 |
| 典型型号 | Arduino UNO、Mega2560、Nano、Due、Portenta | STM32F103、STM32F401、Nucleo、Discovery | ESP32-DevKitC、ESP32-S3、ESP32-C3/C6 | Pico、Pico W、Pico 2、Pico 2 W | Pi 4 Model B、Pi 5 |
| 处理器架构 | AVR 8 位 / ARM / ESP32（因型号而异） | ARM Cortex-M 系列 （M0–M7/H7） | Xtensa LX6 / LX7 或 RISC-V | ARM Cortex-M0+ / RISC-V（RP2040 / RP2350） | ARM Cortex-A72/A76 （多核） |
| 主频范围 | 16 MHz （UNO）至 240 MHz （ESP32 版） | 48 MHz – 480 MHz | 160 – 240 MHz （高端至 400 MHz） | 133 – 150 MHz | 1.5 – 2.4 GHz |
| 无线功能 | 视型号而定（UNO 无、ESP32 版 有） | ❌ （需外接模块） | ✅ Wi-Fi + BLE （部分 Wi-Fi 6） | ✅ Pico W/2 W：Wi-Fi + BLE | ✅ Wi-Fi + Bluetooth |
| 操作系统 | 无 （裸机 Arduino Runtime） | 裸机 / RTOS （FreeRTOS / RT-Thread） | FreeRTOS 内核 （ESP-IDF 集成） | 裸机 / 轻量调度 | Raspberry Pi OS （Linux） |
| 开发语言 & 环境 | Arduino C++ (Wiring)、Arduino IDE / PlatformIO | C / C++ （CubeIDE、Keil、IAR） | C / C++ （ESP-IDF）、Arduino、MicroPython | C / C++ SDK、MicroPython、CircuitPython | Python、C / C++、Node.js、Go 等 （Linux 生态） |
| GPIO 数量 | UNO 14 数字 （含 6 PWM） | 20 – 100+ | 25 – 30 左右 | 26 | 40 针排针中 ≈ 26 路 GPIO |
| ADC 精度 / 通道 | 10 位 × 6 通道 （UNO） | 10 – 16 位，多通道 | 12 位，十余通道 + 2 DAC | 12 位 × 3 通道 | ❌ 无原生 ADC （需 MCP3008 等外接） |
| 典型价位 （RMB） | 20 – 80 （兼容板） | 20 – 300 + | 15 – 80 | 20 – 60 | 300 – 900 + |
| 优点 | 上手简单、模块丰富、教育生态广 | 工业级稳定、外设全、实时性高 | 无线强、性价比高、社区活跃 | 便宜、小巧、PIO 灵活 | 计算力强、可运行 Linux / AI |
| 局限 | 性能有限、UNO 资源少 | 无 Wi-Fi / BLE 需外设 | 模拟精度一般、型号差异大 | 无 DAC、算力中等 | 非实时、功耗高、无 ADC |
| 典型用途 | 教育、创客、快速原型、机器人 | 工业控制、传感采集、电机控制 | IoT 设备、无线传感、智能家居 | 教学实验、嵌入式入门 | 图形界面、AI 推理、数据处理 |
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🎓 创客教育 / 原型验证 → Arduino
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🧱 工业控制 / 实时性强 → STM32
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🌐 无线通信 / IoT → ESP32
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🧪 教学实验 / 入门学习 → Pico / Pico 2 W
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💻 图形界面 / AI / Linux → Raspberry Pi 4 / 5