課程概要

最後更新：2025 年 02 月 24 日

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自然科學
基本電學
電腦輔助設計
電路模擬
電子電路製作
電腦繪圖
文創電子裝置
電腦軟體設計

自然科學

自人類有文明以來，就對自然界各種現象充滿好奇，並且因為實際的生存需要，嘗試去理解與解釋自然界的各種現象。可想而知，第一位仰望星空的人類，必定對浩瀚星空充滿疑問與想像，為什麼會有星斗、月亮與太陽？是什麼力量讓這些天體可以在天上不會掉落？而在它們之外又是什麼樣的世界等等，種種的疑問引發人思考，甚至入迷。

然而人類具備足以解釋自然現象的能力並非一蹴可幾，物換星移，天體的運行週而復始，並且與農作物的生長有緊密的關聯。數千年來，農耕可說是人們的命脈，在地上生活與耕種的人們為了使農作物順利生長，促進豐收，經過積年累月的觀察與紀錄，慢慢理出一些脈絡與法則，並且加以統計、計算並書寫紀錄，作為農耕例行活動的依歸，經過不斷地改進修正而趨於穩定，這就是曆法的由來，而這樣穩定的農業生活形態持續了很長一段的時間。

觀星與曆法可說是最早期的天文學，雖然對於自然界現象可以解釋的範圍有限，而且融入不少的神話、擬人化與主觀的想像，仍足以讓農業社會生活的人們信服、感到安定進而達成豐衣足食的理想生活。

時至今日，解釋天文、星體等各種自然現象，最普遍獲得認同的方法就是「科學」。例如「牛頓」的「萬有引力」與「三大運動定律」便足以解釋宇宙星體的運行，並且可應用在汽車、航天等機械工業，而他所發明的「微積分」亦是各類科學之基礎與共通語言。事實上，觀星與曆法的「觀測」、「統計」、「辨認」與「計算」等活動都與科學精神有不謀而合之處。

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基本電學

基於科學的方法，人類對於自然界開始有了理性合邏輯的解釋，建立有系統脈絡的理論與模型，並且近一步應用於生活，發明與製造各種可實際應用於生活的工具，例如「避雷針」的發明。時間回到18世紀中期，科學家「富蘭克林」，同時也是一位發明家，他為了證明大自然的閃電現象與人為製造的「靜電」放電基本上是相同的，於是用風箏嘗試在雨中捕捉雷電，也就是著名的風箏實驗。

在他做這個實驗之前，人類已普遍知道，用玻璃棒摩擦毛衣會使毛髮或是小紙片被玻璃棒吸引，像是有股隱形的力量在牽引它們往玻璃棒靠近，但是這個現象背後的原理沒有人可以說明清楚。富蘭克林提出了「電」的概念來解釋這個現象，並直覺認爲大自然的雷電與摩擦起電的原理是相同的，他設計了一個風箏實驗，在雷雨中將金屬材質的鑰匙藉由風箏傳送到高空，終於捕捉到雷電，而首次將自然界的電從天上的雲導通至地面，製造了第一個導電的迴路，進而發明了避雷針。當然這個實驗是有危險性的，而他也有做絕緣保護。在這個實驗之後，電的現象有了清晰的解釋，並且能夠以科學驗證，進而實作成為能應用，有功能的裝置器具。而這段對靜電探索的過程也是「基本電學」的初始章節。

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電腦輔助設計

富蘭克林為電做了「定性」的解釋，並且標注電有「正極」和「負極」的分辨，在他之後有許多與電相關的研究，並且嘗試驗證電荷之間有作用力，且與距離有相關，就像萬有引力一般。這個規律由「庫倫」的實驗得到驗證。庫倫經由實驗歸納岀兩個電荷q、q'之間的作用力與距離的平方 r 成反比：

F = k_{e} \frac{q q_{'}}{r^{2}}

(1)

式(1)為一數學方程式，為「庫侖定律」做了明確而典型的表達，若以口述的方式敘述為：「兩個電荷q、q'之間的作用力等於兩者電荷數值相乘，再除以距離的平方，再乘以庫倫常數k_e」。

庫侖定律確認了電的定量方法，並且以「庫倫」(Q) 作為電荷的單位。基於庫侖定律延伸可定義「電場」的概念：

E = k_{e} \frac{q}{r^{2}}

(2)

也就是說，空間中一個電荷 q 的存在隱含了一個場 E ，以 q 為中心，在距離中心 r 處另一個電荷 q' 所受的力為：

F = q' E

(3)

式(1)、式(2)都不算太複雜，通常我們可用紙筆做一些簡單的計算。然而在實際應用上，往往需要計算更複雜的情形，例如圖1，紅色與黑色的球體分別代表正、負電荷，這樣的一對電荷也稱為「電偶極矩」。經過一番計算，可以畫出代表電場方向的「電力線」，也就是圖中的紅色線條。電力線有兩個涵義：1. 電場的方向由正電荷射出，並且以負電荷為終點。2. 電力線的密集程度可表達電場的強度，密度越高的區域 ( 面 ) 電場越強，而通過該區域的電力線數稱為電通量Φ。

圖1

實務上，如圖 1之計算並不算輕鬆，此時便可借助電腦的輔助，由軟體或是「程式語言」進行計算與繪圖，也就是「電腦輔助設計」。

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電路模擬

在富蘭克林、庫倫之後，電的現象逐漸有更多的研究，常常一項新的發現發表後，就有另一位科學家嘗試重現與驗證，並且延伸出新的發現而發表。例如「伏打電堆」（Voltaic pile），也就是第一個可以連續供電的裝置，其發明者原是為了重現另一個關於生物的肌肉受到電擊而產生動作的實驗，結果有了自己的發現而發明的裝置。富蘭克林證明閃電與人為靜電的相同，另一位科學家，「伽伐尼」則發現沒有生命的青蛙的腿，在接受電擊後會產生反應，就像是重新獲得生命！他稱此為生物電，就像閃電是一種「自然電」。「伏特」在重現這個實驗的過程發現電的來源和青蛙沒有關係，而是接觸青蛙的兩種不同金屬與潮濕的中介物質產生的，並稱此為「金屬電」。基於這個想法，伏特經過多次嘗試，使用兩種不同金屬中間以鹽水，也就是含有電解質的水，相隔成為「電堆」，最後終於發表第一個可以連續供電的裝置。一條「青蛙腿」所引發的連鎖效應而推升了電學研究，進而創造了歷史，過程可說充滿戲劇化又有些許神秘奧妙！

伏打電堆即濕電池的一種，其基本原理是電解池產生了化學反應而產生了電，也成為另一個全新的研究領域「電化學」之始祖。在此之前已有許多製造靜電方法，但是保存電卻是一道障礙。「萊頓瓶」是伏打電堆之前最普遍的儲電裝置，其結構是在一個玻璃瓶內外皆貼附一層金屬，且用金屬線引出成為兩個電極。顯而易見，萊頓瓶即現今之「電容器」的雛形。電容器在電路中可作為充電與放電的元件，可說是一種「電荷」的緩衝體。然而，萊頓瓶在放電一次後就需要重新充電，且電的流量不是平穩而持續的，能夠實現的實驗有限。

因著伏打電堆的連續供電，更推升了更多電學研究的發展。例如，「法拉第」使用伏打電堆做了一系列有關電與「磁」的實驗，發現兩者有密不可分的關係，而發明了「發電機」的始祖，並且進一步開啟了「電磁學」領域。法拉第發現將導線捲成線圈，再用磁鐵移動通過線圈便會使線圈產生電流，因此認為變動的磁場相伴者感應電流，進而建立數學模型，也就是「法拉第電磁感應定律」。法拉第的線圈即「電感器」的原型，有儲存「磁能量」的特性，在電路中的特性與電容器有諸多互補而對稱之處。

另一位科學家「奧斯特」也使用伏打電堆的連續供電，發現穩定電流與磁的關係。其實他的實驗很簡單，只要將指南針靠近載有穩定電流的導線，就會使指南針偏轉。眾所皆知，指南針就是磁化的金屬針，在自然狀態下，因為地磁的緣故會指向北方。這個發現啟發了「安培」的研究，安培基於奧斯特的發現設計了「檢流計」，也就是「電流計」，藉由關指針的偏轉方向與大小可以量測電流的方向與強度。經過一連串的實驗，安培提出了「安培定律」，為電與磁的關係做了定性的模型，此後人們可以藉此安全而穩固地測量電流的大小，而不用親自以肉身接觸來感受。此外，類似的情境也造就了「歐姆定律」。稍微不同的是，歐姆專注在導線本身的長短與材料導電性對電流的影響。類似檢流計與庫倫實驗，他使用裝在「紐秤」上的磁針來量測電流大小，所使用的供電裝置則是比伏打電堆更穩定的「熱電偶」。經過反覆的量測與改進，歐姆提出了電流 I 、熱電偶之「電動勢」 V 與導線特性 R 間的關係為：

I = \frac{V}{R}

(4)

式(4)是一典型的線性方程式，其座標圖如圖2所示，為一直線，顯而易見，其斜率之倒數即電阻 R 。

圖2

歐姆定律可說是電學史上最重要的定量理論，因為它為電路分析奠立了基礎。圖3為最簡單之電路圖可用以表示歐姆定律實驗之電路。其中 ɛ 表示電源， R 表示電阻，而流經電阻的電流為 I ，電阻之電壓降為 V 。若已知 I 、 R 經由式(4)計算可得 V ，依此類推。

圖3

例如圖4為簡單之電壓源與負載 R_L 串接之路圖，藍色區塊表示電壓源內部有一內部電阻 R_t ，與一理想電壓源 V_t ，流經負載電阻的電流為 i ，

圖4

由歐姆定律與基本之數學法則可計算 i ：

i = \frac{V}{R_{t} + R_{L}}

(4)

圖4兩個電組串接稱為「串聯」，另外還有「並聯」、「Y型」、「Δ型」與「電橋型」等電路，基本上都可以藉由紙筆在桌上計算分析，皆是簡單的例子，也是各類專業考試常見的經典試題。但是實務上常需要分析或設計更為複雜的電路組態，例如「 π 型電路」，「網格電路」等等，此時就可借助電腦輔助設計的電路模擬輔助計算分析，試算各電阻的電壓、電流是否如預期，並且修改再模擬，直到找到最佳的設計為止。這就是藉由電腦輔助設計達成電路設計的基本過程，可以免除實驗室各種量測儀器與電子零件、電子電路的裝配，節省成本並加速設計時間。

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電子電路製作

電學的研究與應用為近代人類生活帶來莫大的改變，例如電燈泡的發明讓家家戶戶夜晚燈火通明，延長了人們的日常生活，現代人幾乎無法想像沒有電燈的日子該如何度過！電燈正式的問世是在 19 世紀，發明家「愛迪生」將電燈加以改良並申請專利製造量產，不僅讓電燈普及到一般家庭，也為他自己帶來財富，名留青史！但是在愛迪生之前已有人發明電燈的裝置，眾所皆知，物體在加熱到高溫時會發光，這種現象在使用火爐或是現在的電暖爐上都可以看到。「戈培爾」使用一根竹炭絲放在真空的玻璃瓶，加以通電而成功製造了電燈泡。竹炭因為不是良導體，通電後電阻相當大導致發熱升溫，因此散發出光線。不過竹炭絲發光的壽命不長，因此不能適用在日常生活中。愛迪生幾經改良測試，最後使用鎢絲作為發光的材料，延長了電燈的壽命，並且大量生產！

電燈的問世也意外促使了另一個重要的電子裝置的發明，也就是真空管。有一天，愛迪生因為好奇將電燈多加了一個電極，並且在上面灑了一些金屬箔，結果意外發現將這個電極接到負極時金屬箔會跳動漂浮，而他並不明白是什麼原因。在此之前已有科學家發現「電子」的存在，「普呂克」使用真空的玻璃管，加上兩個電極，通上高壓電，發現在管子的一端會有發光的現象，而且在管子中間放入一金屬片可以使光被遮蔽，因此認為有一種未知的射線射出，也就是「陰極射線」。後來的研究還發現，陰極射線會因為磁場而偏移。這個未知的射線最後由「湯木生」實驗確認為電子所組成。湯木生統計陰極射線受磁場偏移的現象，認為射線是一群帶負電的粒子，而且從磁偏移的程度計算出這些粒子的質量比原子還輕，因此認為此未知之粒子是來自比原子的更小粒子，而命名為電子。在當時原子是已知構成物質之最小粒子。

愛迪生的發現後來被稱為「愛迪生效應」。時間來到 20 世紀初，「理查森」發表的定律確認愛迪生效應是金屬受熱後發射出來的電子，並且指出金屬有「功函數」的特質，只要施與金屬的能量高過功函數就可使其電子掙脫而溢散出來。基於此定律，「弗萊明」製作了「二極管」，不久後「德佛瑞斯特」也發表第一個「三極管」。兩種真空管的功用分別在於單向導電 ( 整流 ) 與電流信號之放大。這兩種元件可說是後來讓電子電路活化的最基本單元，整流可應用於「交流電」轉換成「直流電」，也可應用在收音機的「檢波」。三極管的則常見於「放大器」電路，可用在電流擾動的放大，也就是擴音機可將聲音放大的原理。此外，三極管還可以應用在電開關與振盪器，振盪器所產生的高低循環變動的電壓可以實現閃爍的燈光，或是蜂鳴器的聲響，還可以驅動數位電路，產生各種聲音、影像或是控制機械裝置，等等，皆屬於電子電路製作的範疇。

真空管的問世開啟了「電子學」的領域，各式電子電路與裝置相繼問世或是改進，例如「無線電」、「收音機」、「電視機」甚至「計算機」、「電腦」等等，其過程所發明製作的儀器、迴路的輔助又更加快了電子電路的研發，可說是讓人類步入了電子裝置的時代。但是真空管的體積大，運作時需要高壓與高溫，成為發展的一大障礙！在「半導體」問世後，很快就取代了真空管，成為電子電路的主要元件。有別於真空管的電流是基於電子在真空中的移動，半導體則是應用了電荷在固體材料間的移動。顧名思義，半導體就是「導電性」介於導體與非導體之間的材料，通常是矽、鍺等等。藉由摻入雜質可以控制半導體的導電性，而且依摻入的材料不同分為「 N 型」與「 P 型」半導體，兩者之主要電荷載子分別為電子與「電洞」。將兩種半導體接合分別接上電極即成為二極體，且和二極管一樣有整流的特性。將兩個 P 型半導體之間夾一層 N 型半導體 ( 或是兩個 N 型半導體之間夾一層 P 型半導體 ) 並分別接上電極即成為電晶體，且和三極管同樣有放大器與開關的作用。

半導體元件的體積小，且不需要高壓高溫的電路環境，大大縮小了電子裝置，更有利更多功能與效能之裝置的實現。在電晶體問世不久之後，很快就發展成「積體電路」，也就是將電路板上的電子零件如電阻、電容、電晶體等都封裝成一顆電子零件，一般簡稱為「 IC 」。積體電路更有利於實現「數位邏輯電路」，例如「邏輯閘」、「正反器」、「編碼器」、「解碼器」、「微控制器」等等。不過電晶體與二極體並未因此消失，在一些特殊的應用，「功率放大」、「整流」、開關等仍持續使用。我們也可借助電晶體、電阻、電容、「麵包板」與「跳線」等，在書桌上實際組裝電子電路，進行一些桌上小實驗與測試，驗證與推敲電子電路的運作，甚至從中獲得樂趣！

例如圖5為在麵包板上製作的電子明滅器示意圖，其中兩個交互閃爍的元件即發光二極體，電路由電晶體、電容、電阻與跳線構成。

圖5

圖6則是使用三個電池的電池盒作為電源，並且將引線連接至麵包板供電。

圖6

這個簡單的實驗足以認識基本的電子零件與「接線」，可作為「電子愛好者」初體驗的實習材料，也可以搭配電路模擬，作為驗證電子電路理論的輔助學習活動，落實理論與實作兼備的學習理想！長久以來，「電子電路專題」有許多業餘愛好者，不分年齡，因為人都有對未知奇幻事物探索的慾望，就像是浩瀚的星空常令人仰望，甚至入迷！藉由閱讀、學習、模擬、實際實作的活動，可讓人獲取更多知識，不僅可留下紀錄，亦體驗進步所帶來的樂趣！

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電腦繪圖

「電腦繪圖」的領域相當廣泛，並且可分軟體、硬體與應用三大部分。就應用的部分而言，舉凡數位照相、照片的後製、「電腦生成影像」、「電腦平面製圖」、「電腦3D製圖」甚至「電腦動畫」等都屬於電腦繪圖的領域。電腦繪圖與現代人生活息息相關，最常見的是，日常中人們彼此傳送的圖卡、生活照片、短片，甚至電影院上映的「動畫影片」等都是電腦繪圖的產物。此外，電腦繪圖亦可應用於「文化創意」上，經由「攝影」、「影像處理」與「建模」後，一張生活照就可以經由「雷射切割」或是「 3D 列印」製作成生動的電子裝置，作為獨一無二的裝飾或紀念品，憑添生活樂趣！

例如圖7是一杯咖啡杯的照片，經由「影像處理軟體」將它轉換成「半色調」的照片，使其以傳統的油墨印刷的效果呈現，如圖8。

圖7

圖8

為了用光雕的方式呈現影像，可使用負片的效果套用在圖8，結果如圖9，經由雷射切割將其雕刻於透明壓克力，再放上光雕燈座，即可得到一個壓克力光雕裝置，如圖10。

圖9

圖10

電腦繪圖不僅有精準、工整的特性，還可以存檔、複製、分享與再製等優點。也因此電腦繪圖很適合應用在工程製圖，例如圖11，是用以驅動 LED 光雕燈座的模型圖。此圖是使用「建構 3D 立體模型」的軟體所繪製。這樣的 3D 立體模型具體而精準的紀錄實體物件的外形、尺寸與比例，可說是真實世界物體在電腦的虛擬世界之分身。不僅如此，經過形變、推移、縮放等操作可以修改模型組件，反覆測試，或是製作組裝圖如圖12。

圖11

圖12

更令人興奮的是，組裝圖可進一步製作動畫，成為組裝分解示意圖，令人眼睛為之一亮，如圖13。

圖13

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文創電子裝置

「文創電子裝置」是學習雲 100 所自創的概念，意指結合「文創」與電子製作之裝置。例如圖14是電子明滅器的「印刷電路板」的版本，這裡我們製作了三維模型作為示意。用滑鼠或是手指滑動它可撥動鏡頭視角，看到不同角度的畫面，具有互動功能，電路的動作如圖5。

這個電路板上面已經焊接好電子零件，並且接上電池，只要打開開關就可以看到兩個 LED 燈，交互閃爍，就像電子明滅器一樣。

大凡電子電路都可像這樣使用印刷電路板也就是 PCB ，焊接上電子零件的方式製作，相較於使用麵包板，優點是牢固，體積也較小。但是它缺少了機殼的包覆，不易攜帶，而且背面的電路焊接點暴露在外，容易短路而受損。我們可用軟體設計與「雷射切割」製作一個背板，並且能裝上扣夾，經由螺絲螺母固定牢靠，組裝後就成為一個可配戴在衣著或是背包的掛飾，如圖15、圖16。

圖15

圖16

實物外觀可參考影片1。

影片 1

「文創」即「文化創意」( Cultural and Creative ) 的簡稱，領域涵蓋相當廣泛，從有形的古董、藝術品、工藝品、書籍、唱片、光碟片到無形的藝術表演、軟體、電腦遊戲、互動媒體都在其內。甚至展覽或保存文創產品的機構如圖書館、博物館、展覽館以及教育機構都可算文化創意的領域。事實上，文化創意算是相當新的概念，大約在 1990 年代末期才開始萌發，並且持續成長銳變可說是一塊年輕、充滿活力與潛力的新田地！

文創最大的特色在於以滿足人心理層面的需要為目的，常以能舒緩壓力、滿足創造力或是讓生活有可以投注熱情、狂熱的對象為訴求。而文創物品往往不是生活用品或必需品，但是能營造讓人感受到愉悅與美好的氛圍，在充滿壓力喧鬧的環境中得到撫慰，心情放鬆！例如購物中心特殊的建築設計、裝潢、造景、燈飾、裝置藝術與公播音樂等等。而「設計」與「創造」可說是文創的本質，例如書局裡販售的各種貼紙、卡片、模型、圖章等材料，並且持續推陳出新，提供了一個社群讓人可以在閒暇時從發想創作，進而實現心中的想像，而獲得成就感與興奮感。

其實文創的設計、創造本質與電子電路製作亦是相當的不謀而合！圖17是電子明滅器的電路圖，關於它的原理與動作可以參考這篇launch 專欄，然後進一步進行電路模擬。

圖17

圖18是模擬結果的「數據」經由電腦繪圖所繪的「時序圖」 (timing diagram) ，從它可得知電路是否產生「振盪」與振盪的「頻率」，若合乎預期就可進行「麵包板電路製作」，反之則修改模擬的「參數」或是電路，直到時序圖正確。

圖18

圖19是麵包板佈線圖，其細節可參考這篇launch 專欄若合乎預期就可進行「電路板電路製作」，反之則回到電路模擬的步驟，直到麵包板電路的動作正確，就像圖20的流程圖。

圖19

圖20

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電腦軟體設計

「軟體」是直接翻譯於英文「Software」的名詞，泛指讓電腦或手持裝置能夠運作之指令或腳本等無形之內容，例如「應用程式」或「App」都可稱為軟體。電腦軟體可說是由「程式」所構成，也就是將動作或程序以抽象的「流程」表示，再轉化成可以「編譯」成一串能夠在「微處理器」或「微控制器」運行之「機器碼」的語言。

就像語言有不同種類，程式語言也有多種類別，並且各有適用的應用場合。例如 C 或 C++ 常用在科學計算與教學， Java 常使用於「跨平台」的圖形介面程式設計， Javascript 則普遍用在網頁程式設計等等。基本上，各種程式語言皆是在實現流程，也就是「演算法」 (Algorithm)，而同一個演算法往往都可以用不同的程式語言實現。每一種程式語言皆有相關的開發工具例如「編譯器」、「組譯器」、「連結器」、「程式庫」、「範例」與可供其運行的硬體裝置。在數位學習雲 100 我們稱這些程式語言的相關軟硬體為「平台框架」 (Framework) 。

基本上，只要熟習一種程式語言就可以用類比的方法理解並熟悉另一種語言。對初學者來說，在「網頁應用程式」上，使用 Javascript 學習程式語言可說是最便利快速的方式，因為不需要下載安裝編譯程式。而初學程式語言最經典的範例就是在螢幕上顯示 "Hello World!" 的字串。例如以下的程式碼：

console.log('Hello World!');

程式 1

在網頁瀏覽器上執行可以得到以下的輸出：

Hello World!

輸出 1

上述範例可以用「 Javascript 程式範例與實測」實際測試。「 console.log() 」是標準的 Javascript 「函式」 (function) ，在函式括弧內可傳入「參數」，而 console.log() 會把傳入的參數印在輸出畫面，其後的分號「 ; 」是一個分隔的符號，表示一個指令與另一個指令的分隔，有助於程式的可讀性。

在程式語言中，每一道指令都是一個敘述 (Statement) ，我們可用多個敘述來達成一個動作或是計算，例如以下的程式碼：

x = 1;
y = 2;
z = x + y;
console.log(z);

程式 2

在網頁瀏覽器上執行可以得到以下的輸出：

輸出 2

顯而易見，程式 2 是進行一個加法的運算。其中第一行指令的意思是：「在記憶體的一個位置將其標記為 x，再將數值 1 指派到 x 」，我們可稱 x 為「變數」。依此類推，經過組譯後，執行到第三行時，在變數 z 會得到 1 + 2 的結果，也就是 3 。此外，基本的程式語言指令還有「分支」、「迴圈」等，其所能處理的變數還有「陣列」、「字串」與「物件」等，透過這些元素的組合幾乎就能實現所有的演算法！更多關於程式語言的範例與實測可以參考 Javascript 程式範例與實測。

一般來說，應用程式或 App 不見得都是電腦或裝置原本附帶的，而是由「軟體開發者」，也就是「第三方」發佈到軟體市集，使用再透過購買或是免費取得下載安裝，啟動程式後，電腦或裝置會讀取部分程式碼複製到記憶體中，再由作業系統 (OS 、 Operating System) 分配給微處理器執行。這種模式的特點是，記體所保存的程式碼是暫時性的，也就是電腦關機斷電後，程式碼便消失，再次開機後若要執行程式需要重新載入。另一種特別的軟體模式是「嵌入式軟體」，軟體在裝置出廠時已經存在於硬體上，通常是微控制器之外，或是附帶的「一次性可程式記憶體」(OTP，one-time programmable memory) 或是「可複寫記憶體」 (EPROM 、 EEPRO 、 Flash Memory) ，就像是硬體的一部分，但是又兼具軟體的本質，因此又稱做「韌體」。

嵌入式軟體的優點是輕量、快速，適合執行單純、例行的程序，例如可以偵測按鈕並且控制亮度的「LED 燈」，如圖21。或者能夠發出漸明漸暗柔光的「呼吸燈」，如圖22。這些對按鈕偵測與控制 LED 明滅的「輸入」、「輸出」動作都很適合使用微控制器實現，而微控制器可說是嵌入式軟體的舞台。通常微控制器製造商會提供官方版本的「發展板」、「開發板」 (Development board、Discovery board) 與附帶的軟體，以利嵌入式軟體之開發編譯與驗證。此外，一個較為普遍的方式是藉由「開源」( Open Source ) 的第三方開發板做為開發的平台，例如「 launch Arduino 」開發板，其優點在於價格低廉、容易取得且社群龐大，加入的開發者多，能夠分享的知識、資源也豐富。