Ilia Zhitenev

Начинайте с Ардуино, если есть. Ничего страшного в этом нет. Я сам когда-то с него начинал, ныне работаю инженером-разработчиком и не считаю, что опыт Ардуино был ущербным. Главное не начать строить на Ардуино серьёзное железо. У Ардуино есть большой плюс для начинающих - можно пощупать и попробовать многие вещи, чтоб понять действительно ли это вам интересно. А потом когда поймете что на этом уровне ваш интерес угасает - пойти глубже, и, например, отказавшись от среды Ардуино, программировать ту же плату "напрямую" - без библиотек и оберток, используя регистры контроллера. После этого у вас не будет сложностей с переездом на другое семейство МК, т.к. вы уже будете иметь представление что и как это устроено в общих чертах, что искать и куда копать у других МК. А далее углубляясь и улучшая навыки в смежных областях: схемотехника, физика и прочие инженерные навыки - будете развиваться.

П.с. Также Ардуино иногда может быть полезно, когда надо быстро сделать какую-то единичную экспериментальную железку или замакетировать что-либо по-быстрому.

Качество компонент. Китайские делаются зачастую очень тупо и не профессионально, компоненты самые дешевые и подобраны ужасно - от чего нагружать такие большой мощностью опасно - они сгорят, поэтому и делают маломощные, но и это их не спасает - от чего не долговечны. Например у меня был блок питания с выходом на 12 В и конденсатор на выходе был на 12 В т.е. без запаса, а учитывая разброс номиналов напряжений конденсатора и скачки в сети - в течение часа я услышал хлопок взорвавшегося конденсатора. Нормальные инженеры поставили хотя бы на 16 В конденсатор.

Тут вам только гугл поможет.
Или если понятно, то пишите сами

Математика учит мыслить. Ставить задачу, анализировать возможные решения, комбинировать различные функции\действия\операции, для получения результата, абстрактно мыслить. Это, блин, школа жизни. :) Основная цель преподавания математики - научить мыслить и анализировать. Ну не нравятся цифры? ну замените баранами, считайте баранов. И программирование тут не причём, как бы. Математику надо всем изучать, но в разной степени углубления.

А далее, в зависимости от планов на жизнь - думать как эти знания применить. Программист учится алгоритмы делать и прочее, бухгалтер дебет с кредитом сводить. Математика - нечто фундаментальное. Хотя может и для программистов её слишком много дают, но мне кажется, что скорее дают не правильно, что студенты не понимают, зачем им это надо? И учат математику ради решения математических задач, ради оценок. И никто не знает зачем, ни препод, ни студент.

используйте прерывания. Когда происходит изменение состояние на ножке с кнопкой - изменяете цвет. Например по каждому нажатию. В основном цикле уберите изменение цвета.

Т.е. прерывание запускается только в момент нажатия кнопки и там изменяется переменная, отвечающая за цвет. В основном цикле вы только выставляет цвет светодиода, в зависимости от текущего значения переменной

По Си советую старую, но добрую, книгу от создателей языка Керниган и Ритчи "Язык программирования Си". Хорошо описывают и философию языка и задачки хорошие, если прорешаете их, будете лучше соображать в Си.

Попробуйте купить чистый AVR контроллер и шить его используя Arduino as ISP (загуглите по этому же запросу). Смотрите datasheet на конкретный проц и пытаетесь запустить его, включить, например, таймер или приёмо-передатчик и передать\получить байт данных. Для понимания в общем, можно писать проги на Си, когда разберетесь в общем, как работает МК и как взаимодействует с переферией, тогда, если останется желание, можете и в асемблер "зарыться".