Arduino -- это микроконтроллер, так сказать, "готовый к употреблению". На небольшой плате установлен сам микроконтроллер, выводы которого выведены на разъемы, и все, необходимое для его работы -- цепи питания, кварцевый резонатор, а также устройство для сопряжения с внешним компьютером для программирования этого микроконтроллера (во всех современных вариантах Arduino эта связь осуществляется через интерфейс USB). Во время работы программы этот же интерфейс может быть использован для связи с компьютером (работает, как виртуальный последовательный порт). Как минимум 14 выводов могут работать, как входы и выходы, доступные программно. 6 из них могут работать, как аналоговые входы -- в контроллер встроен 10-разрядный АЦП, есть также аппаратный ШИМ (тоже 6 выходов), позволяя создавать системы автоматического управления различными процессами и аппаратами (включая роботов, 3D-принтеры, системы "умный дом" и т.п). Arduino Mega и Due на более мощных процессорах имеют также и значительно больше доступных выводов.
Таким образом, для начала работы с Arduino достаточно просто подключить плату к компьютеру и запустить среду программирования Arduino. В ней используется обычный язык C++ с той только разницей, что функция main() добавляется при компиляции автоматически, а нужно написать две функции -- setup(), которая при старте вызывается один раз, после чего в бесконечном цикле вызывается функция loop(). Для управления всей периферией микроконтроллера (входы-выходы, таймеры, прерывания, UART, АЦП включая связь с компьютером и т.п.) есть готовые легко используемые библиотечные функции, так что программирование Arduino абсолютно не представляет трудностей. Ценой этого является быстродействие -- непосредственный доступ к портам контроллера быстрее библиотечных функций в несколько тысяч раз!
Arduino предусматривает подключение к ней дополнительных плат (шилдов), образующих "этажерку" с основной платой. Это могут быть как готовые изделия (таковых ныне существует множество -- платы для подключения локальной сети, WiFi, платы, управляющие шаговыми моторами, дисплеи и многое другое), так и самодельные. Как правило, с готовыми шилдами идут библиотеки для работы с ними.
