前一章我們撇開 Arduino 不談，僅談了電位差的概念，用最簡單的手電筒應用來解釋電池、電線、電阻以及 LED ，與電壓、電流以及電阻之間的關係。而 Arduino 在這其中扮演的角色就是產生一個高電位(+)，那我們該如何使用 Arduino 來產生出高電位呢?
由上圖所示，我們先將電壓分為數位電壓以及類比電壓。
數位電壓分為高電位(HIGH Level) 5V 以及 低電位(Low level) 0V 兩種， 至於為什麼是 5V ? 這其實是早起大家為了統一規格而訂出來的標準。
類比電壓則是將 0V 到 5V 切割為很多等份，也就是說在類比的世界裡才有如 2.5V 這種中間值的存在。
Arduino 開發版可以實現數位輸入(digitalRead)、數位輸出(digitalWrite)、類比輸入(analogRead)以及類比輸出(analogWrite) 四種應用。
數位輸入： 讀取外部電路中某一個點的電位，並且以數位的形式來呈現。也就是說我們讀到的只會是高電位或者是低電位兩種結果，並且會以 2.4V 來做為分界線( TTL標準 )，大於 2.4V 則判定為高電位(HIGH Level)。
數位輸出： 從 Arduino 產生高電位或者低電位，也就是說產生 5V 或 0V 輸出至外部電路。
由上得知，如果我們想要模擬出手電筒應用，就只要將 Arduino 設定為 "數位輸出模式" ，並且進一步將其設定為 "高電位(HIGH Level)" ，就可以輸出 5V 的高電位讓 LED 點亮了！
接下來講比較特別的部分，由上文得知，數位輸出只能設定為高電位或者低電位，也就是說當我們設定成高電位，則電路中就有 5V 的電壓(水龍頭)存在，以點亮 LED 燈；當設定為低電位時就會有 0V 的電壓存在，而 0V 的電壓就好像水龍頭關起來一樣， LED 燈自然被熄滅了。
那我們如果想要 2.5 V 這種不上不下的電壓值呢? 就需要類比電壓輸出的模式。Arduino 的類比電壓輸出，是將 0V 到 5V 切割為 0 到 255 的數字，也就是說將 0V 到 5V 切割為 256 份（0~255有256個數字），而 2.5V 正好為中間值，故在 Arduino 的眼裡，256 的一半等於 128 就代表著 2.5V 。以此類推就可以得到其它的類比電壓輸出。
最後則是類比電壓輸入，與類比電壓輸出不同的是，輸入切割的更為細緻，將 0V 到 5V 切割成 0 到 1023 共 1024 個數字呈現。這部分的應用就如同常見的三用電錶一樣，可以用來量測外部電路某一點的電壓值(例如可以拿來量測常見的電池電壓)
本章簡單的將數位輸入、數位輸出、類比輸入及類比輸出四種狀況都做了介紹，後續的章節都將圍繞在這四個概念之中，每一個狀況都會用專章介紹，並且都會輔以實際的生活應用來幫助學習。
看了這幾章如果有覺得 "不過就是顆電池配燈泡，我弄的這麼麻煩做什麼? " 的朋友別氣餒，事實上我剛開始接觸微控制器時也有過這樣的想法，但微控器能做的事情遠超越了點亮一顆燈泡這種事，只是做為針對初學者的教學系列，在編排上我必須用最簡單的應用來排除各位可能遇到的困難。所以務必有耐心的接下去看幾章，你就會發現小小的晶片能做的事情遠遠超乎你的想像。
