Arduino开发从零开始学:学电子的都玩这个

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出版者:清华大学出版社
作者:宋楠,韩广义
出品人:
页数:244
译者:
出版时间:2014-9-1
价格:39.00元
装帧:平装
isbn号码:9787302374060
丛书系列:
图书标签:
  • Arduino
  • 连接电路设备
  • 计算机
  • Animation
  • 开发从零开始
  • animation
  • Arduino
  • 嵌入式
  • 单片机
  • 电子制作
  • DIY
  • 硬件开发
  • 编程入门
  • 项目实战
  • Maker
  • 电子爱好者
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具体描述

作为开源硬件的代表之一,Arduino包含一套硬件和软件的交互制作平台,已经迅速普及到全球范围。本书由浅入深,从电子基础知识讲起,深入Arduino语法和各种案例,专为零基础的电子爱好者和发烧友编写。通过阅读此书,即便是非电子和机电等专业出身的读者也能享受到电子制作和开发的乐趣,用思想的火花改变生活,改变世界。

本书分为3篇共7章。第一篇介绍了Arduino的起源、发展和应用,并从安装开发环境(IDE)开始,对Arduino语法和电子基础知识(AVR)有一个初步的学习。第二篇通过使用Arduino制作一些电子玩具进一步讲解Arduino与传感器、电机、网络的相关知识,包括智能家居、机械手臂、遥控小车、Arduino与Flash互动、与Processing互动等较大型的项目。第三篇从大型项目开发角度为读者展现了一个项目从需求到面向对象到编写类库的整个过程,并完成了一个能播放音乐的类库。

本书适合零基础的初学者,以及高等院校的学生作为学习教材,同时也适合电子技术爱好者和技术人员阅读。

《微控制器嵌入式开发实战指南》 内容简介: 本书是一本面向初学者的微控制器嵌入式开发实战指南,旨在帮助读者从零开始掌握嵌入式系统的设计与开发。全书内容以实践为导向,循序渐进地引导读者进入精彩的嵌入式世界。 第一部分:基础理论与硬件入门 第一章:嵌入式系统概述 什么是嵌入式系统?它与通用计算机有什么区别? 嵌入式系统的典型应用领域,如智能家居、工业自动化、物联网设备等。 嵌入式系统工程师的核心能力模型。 学习嵌入式开发的基本路径和所需工具。 第二章:微控制器基础知识 微控制器的基本结构:CPU、内存(RAM、ROM/Flash)、外设接口。 常见的微控制器架构(如ARM Cortex-M系列)及其特点。 如何选择适合项目的微控制器,考虑因素包括性能、功耗、成本、外设支持等。 核心概念:寄存器、中断、时钟系统、复位。 第三章:常用电子元器件与电路基础 电阻、电容、电感、二极管、三极管、MOSFET等基本元器件的原理、特性及应用。 电源管理:稳压器、低压差线性稳压器(LDO)的应用。 信号隔离与保护:光耦、TVS二极管等。 传感器的基本原理与分类:模拟传感器、数字传感器,如温度传感器、湿度传感器、光敏电阻、霍尔传感器等。 执行器:电机(直流电机、步进电机)、舵机、继电器、LED等。 电路图的阅读与绘制基础,使用常见的EDA工具(如Eagle, KiCad)。 面包板和PCB基础知识,焊接技巧。 第四章:开发环境搭建与基本操作 集成开发环境(IDE)的选择与安装,如Keil MDK, STM32CubeIDE, PlatformIO等。 编译器、调试器、仿真器的作用与配置。 下载器(如ST-Link, J-Link)的使用。 第一个“点亮LED”程序:理解编译、下载、运行流程。 串口通信的原理与调试:通过串口打印调试信息。 第二部分:微控制器核心编程与接口应用 第五章:C语言在嵌入式开发中的应用 C语言与嵌入式开发的紧密联系。 指针、位操作、结构体、枚举在嵌入式编程中的重要性。 嵌入式C语言的编程规范与技巧,如避免使用动态内存分配、注意内存对齐等。 函数库的使用与移植。 第六章:GPIO(通用输入输出)接口编程 GPIO的工作模式:输入、输出、复用、模拟。 配置GPIO方向、电平、上拉/下拉电阻。 通过GPIO控制LED、蜂鸣器等输出设备。 通过GPIO读取按键、开关等输入信号。 GPIO的消抖动处理。 第七章:中断系统详解与应用 中断的概念:响应外部事件、提高效率。 外部中断的配置与触发方式(上升沿、下降沿、任意沿)。 中断服务函数(ISR)的编写规则与注意事项。 中断优先级与嵌套。 利用中断实现按键的精准触发与多任务响应。 第八章:定时器/计数器应用 定时器的工作原理:周期性触发、测量时间。 定时模式、计数模式、PWM(脉冲宽度调制)模式。 配置定时器实现LED的周期性闪烁、延时功能。 利用PWM控制LED的亮度、舵机的角度。 测量脉冲宽度、频率。 第九章:ADC(模数转换器)与DAC(数模转换器) ADC的原理:将模拟信号转换为数字信号。 ADC的分辨率、采样率、参考电压。 单次转换、连续转换、DMA(直接内存访问)转换。 读取模拟传感器的数据,如电位器、光敏电阻、温度传感器。 DAC的原理:将数字信号转换为模拟信号。 使用DAC输出模拟波形(如正弦波)。 第十章:通信接口(UART, SPI, I2C) UART(通用异步收发传输器): 串行通信原理:波特率、数据位、停止位、校验位。 UART的应用:与PC通过串口助手通信、与其他设备进行串行通信。 UART的发送与接收中断。 SPI(串行外设接口): SPI的工作模式:主从模式、时钟极性与相位。 SPI的总线结构:MOSI, MISO, SCLK, CS。 SPI的应用:与SPI接口的传感器、存储器、显示屏通信。 I2C(集成电路总线): I2C的工作原理:SDA, SCL信号线,主设备与从设备寻址。 I2C的通信协议:起始、停止、应答。 I2C的应用:连接多个I2C设备(如EEPROM, RTC, 温湿度传感器)。 第三部分:高级主题与项目实战 第十一章:RTOS(实时操作系统)入门 RTOS的概念与优势:任务调度、资源管理、通信机制。 FreeRTOS等常见RTOS的介绍。 创建任务、任务间通信(队列、信号量、互斥量)。 如何利用RTOS构建更复杂的嵌入式应用。 第十二章:文件系统与存储 嵌入式存储介质:Flash存储器、SD卡。 文件系统的作用:组织和管理数据。 FatFs等嵌入式文件系统的使用。 读写文件、创建目录。 第十三章:网络通信基础(TCP/IP, Wi-Fi, Bluetooth) 网络协议栈的基本概念。 使用Wi-Fi模块(如ESP8266, ESP32)实现设备联网。 HTTP协议的应用:与Web服务器通信。 MQTT协议的应用:构建物联网应用。 Bluetooth Low Energy (BLE) 的基本原理与应用。 第十四章:嵌入式系统调试技巧 硬件调试:使用逻辑分析仪、示波器。 软件调试:断点、单步执行、变量监视、内存查看。 代码优化的策略。 常见问题的排查与解决。 第十五章:典型项目实战 智能家居控制系统: 使用传感器采集环境数据,通过网络发送到服务器,并控制继电器等执行器。 数据记录仪: 使用ADC采集传感器数据,存储到SD卡,并定时通过UART上传。 小型机器人控制: 利用PWM控制电机,通过I2C或SPI读取传感器信息,实现简单的运动控制。 手持式测量仪器: 集成多种传感器,通过LCD显示测量结果。 本书通过大量的实例代码和项目实践,带领读者一步步深入了解嵌入式系统的设计、开发和调试过程。无论您是电子工程专业的学生、业余爱好者,还是希望跨入嵌入式领域的技术人员,本书都将是您不可或缺的学习伙伴。

作者简介

目录信息

第 1章进入 Arduino的世界
1.1 什么是 Arduino
1.1.1 Arduino不只是电路板
1.1.2 Arduino程序的开发过程
1.2 为什么要使用 Arduino
1.3 Arduino硬件的分类
1.3.1 Arduino开发板
1.3.2 Arduino 扩展硬件
1.4 Arduino展望未来
1.4.1 创客文化
1.4.2 快速原型设计
1.5 本章小结
第 2章开始 Arduino之旅
2.1 搭建开发环境
2.1.1 交叉编译
2.1.2 在 Windows上安装 IDE
2.1.3 在 Linux上安装 IDE
2.1.4 在 Mac OS上安装 IDE
2.1.5 Arduino IDE介绍
2.2 常用的 Arduino第三方软件介绍
2.2.1 图形化编程软件 ArduBlock
2.2.2 Arduino仿真软件 Virtual breadboard .
2.3 第一次上手 Arduino
2.3.1 加载第一个程序
2.3.2 用 Arduino IDE开发程序流程
2.3.3 函数库和程序架构介绍
2.3.4 Hello World做了什么
2.4 Arduino语法——变量和常量
2.4.1 变量
2.4.2 常量
2.5 Arduino语法——数据类型
2.5.1 常用的数据类型
2.5.2 数据类型转换
2.5.3 自定义数据类型
2.6 Arduino语法——数组
2.6.1 创建或声明一个数组
2.6.2 指定或访问数组
2.7 Arduino语法——运算符
2.7.1 赋值运算符
2.7.2 算数运算符
2.7.3 关系运算符
2.7.4 逻辑运算符
2.7.5 递增/减运算符
2.8 Arduino语法——条件判断语句 if语句
2.9 Arduino语法——循环语句
2.9.1 for循环
2.9.2 while循环
2.10 Arduino语法—函数
2.11 Arduino语法——输入与输出
2.11.1 数字的输入与输出
2.11.2 模拟输入输出
2.12 本章小结
第 3章进入硬件的世界
3.1 单片机简介
3.2 Atmel AVR单片机
3.2.1 Arduino与 AVR
3.2.2 芯片封装
3.2.3 管脚定义及指令系统
3.2.4 AVR内核
3.2.5 片内外围设备介绍
3.3 电子技术基础学习
3.3.1 电路图
3.3.2 电子元件
3.3.3 基本工具介绍
3.4 本章小结
第 4章 Arduino示例演练
4.1 制作 LCD温度显示器
4.1.1 硬件准备
4.1.2 有关硬件的小贴士
4.1.3 设计电路
4.1.4 编写代码
4.2 再探 Arduino语言
4.2.1 位操作
4.2.2 数学函数
4.2.3 随机函数
4.2.4 高级输入输出
4.2.5 时间函数
4.2.6 中断
4.2.7 中断的使用
4.3 用 Arduino制作火焰报警器
4.3.1 硬件准备
4.3.2 有关硬件的小贴士
4.3.3 电路设计
4.3.4 程序设计
4.4 Arduino与传感器的互动
4.4.1 传感器的简介
4.4.2 Arduino如何使用传感器 .
4.4.3 利用传感器设计更棒的互动应用
4.5 用 Arduino驱动电机
4.5.1 电机简介
4.5.2 Arduino与直流电机的应用
4.5.3 Arduino与步进电机的应用
4.5.4 Arduino与舵机的应用
4.6 用 Arduino访问网络
4.6.1 Arduino如何连接网络
4.6.2 Arduino与 Yeelink的互动制作
4.6.3 Arduino和 Web服务器通信
4.6.4 Arduino用作 Web服务器
4.7 Arduino与无线通信
4.7.1 无线通信简介
4.7.2 无线通信协议有哪些
4.7.3 Wi-Fi
4.7.4 蓝牙
4.7.5 ZigBee
4.7.6 移动通信
4.8 本章小结
第 5章 Arduino项目演练
5.1 项目 1——用 Arduino打造智能家居
5.1.1 现状与前景分析
5.1.2 设计系统结构与流程
5.1.3 硬件准备
5.1.4 模型与部分示例
5.2 项目 2——用 Arduino遥控小车
5.2.1 硬件准备
5.2.2 硬件主要功能分析
5.2.3 编写代码
5.2.4 组装与测试
5.3 项目 3——基于 nRF24L01+无线模块控制的机械手臂
5.3.1 硬件准备
5.3.2 硬件主要功能解析
5.3.3 编写代码
5.3.4 组装与测试
5.4 项目 4——用 Arduino制作贪食蛇小游戏
5.4.1 硬件准备
5.4.2 硬件主要功能分析
5.4.3 编写代码
5.4.4 程序运行
5.5 本章小结
第 6章 Arduino与媒体互动制作
6.1 Arduino与 Processing
6.1.1 什么是 Processing
6.1.2 Arduino与 processing互动制作
6.2 Arduino与 Flash
6.2.1 Flash简介
6.2.2 Arduino与 Flash互动制作
6.3 本章小结
第7章 进行Arduino项目开发
7.1 项目管理要知道的事儿
7.1.1 项目需求分析
7.1.2 硬件准备
7.1.3 创建项目
7.1.4 编写代码
7.1.5 团队开发与资料获取
7.1.6 选择许可方式
7.1.7 开源软件发布许可方式
7.2 如何在项目中编写类库
7.2.1 面向过程与面向对象
7.2.2 类的概念
7.2.3 类是分层的
7.2.4 类和对象的关系
7.2.5 Arduino类的定义
7.2.6 Arduino类的调用
7.2.7 Arduino自带的类库
7.2.8 分析内建库的编写和引用
7.2.9 Arduino最常用的库函数原型
7.2.10 Arduino关键字的颜色设置
7.2.11 项目——一步步来编写自己的音乐类库
7.3 本章小结
附录 Arduino函数速查中文版
· · · · · · (收起)

读后感

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一本没找到一本入门书,现在看到这本,觉得最适合入门了,尤其是最后的几个大例子,需要的耗材也不贵,还都挺实用,代码也不多,讲解的也很细致,是学习Arduino的人的首选! 上次看到群里这个目录,以为是电子书呢,有这本纸质书太好了,入手么么哒,就是快递这几天不好,别在...  

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一本没找到一本入门书,现在看到这本,觉得最适合入门了,尤其是最后的几个大例子,需要的耗材也不贵,还都挺实用,代码也不多,讲解的也很细致,是学习Arduino的人的首选! 上次看到群里这个目录,以为是电子书呢,有这本纸质书太好了,入手么么哒,就是快递这几天不好,别在...  

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这本书的起点比较低,适合没有任何经验的电路板开发人员! 最后的几个例子的确很实用,很喜欢!价格也很低,还算买得起。 不知道光买书还是连带板子一起卖,要不就只能淘宝上去买其他材料了。不过还是很支持,很入门,谢谢!

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大四的开始校招了,有Arduino经验的都可以直接去小米、1+这些公司了,他们对玩这类电子板的人兴趣非常高,加分不少。要是还在大二大三的学生们,赶紧买本来玩玩吧,再不学习就晚了! 别以为这类版子光玩行,实际上现在那些智能硬件公司很多依靠这个的,还有各种传感器!  

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这本书的起点比较低,适合没有任何经验的电路板开发人员! 最后的几个例子的确很实用,很喜欢!价格也很低,还算买得起。 不知道光买书还是连带板子一起卖,要不就只能淘宝上去买其他材料了。不过还是很支持,很入门,谢谢!

用户评价

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这本书的结构安排非常合理,环环相扣,让人在学习过程中有很强的连贯感。从基础的电路知识过渡到Arduino的硬件认识,再到软件环境的搭建和第一个“点灯”程序,每一步都安排得井井有条。我特别喜欢作者在讲解代码时采用的“分步解析”法。他不会把一大段代码堆在那里让你自己琢磨,而是把每一行代码的功能、为什么要这么写,都用非常口语化的方式解释清楚。这种手把手的教学,极大地降低了编程的门槛。而且,作者很注重培养读者的实践能力,几乎每个知识点后面都会跟着一个小的实践任务,让你立刻动手操作。我按照书中的指导,成功地点亮了第一个LED灯,那种成就感是无与伦比的。这不只是一本“读物”,更像是一本“工具书”加“实战手册”的结合体。通过这本书,我不仅学会了如何使用Arduino,更重要的是,我开始理解电子世界的运行逻辑了。

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这本书最让我感到惊喜的是,它不仅仅停留在基础的输入输出操作层面。当我以为自己已经掌握了基本技能时,作者开始引入更高级的主题,比如使用LCD屏幕显示信息,或者通过串口进行数据通信。作者在讲解这些略显复杂的模块时,依然保持了那种清晰易懂的风格。他会先解释这个模块的核心功能,然后展示如何将它集成到我们已经熟悉的Arduino项目中。这种循序渐进的难度提升,让人感觉学习曲线非常平滑。我记得我学到如何用一个按钮来控制多个LED灯的切换时,那种“原来我可以控制这么多东西”的兴奋感是难以言喻的。这本书的作者似乎非常理解学习者的心理,总能在关键时刻给予鼓励和清晰的指引,让学习过程充满了探索的乐趣,而不是枯燥的重复。

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对于那些担心自己动手能力不强的人来说,这本书简直是救星。它提供的所有实验项目,所需要的元器件都非常常见,很容易在市场上买到,成本也不高。我拿到书后,对照着物料清单,很快就采购齐了所有零件,迫不及待地开始动手。书中的故障排除部分也做得非常到位,当我第一次把电路接错导致程序运行不正常时,我根据书上提供的常见错误排查列表,很快就定位到了问题所在。这种注重实操和解决实际问题的态度,是很多理论书籍所欠缺的。这本书让我真切地体会到了“造物”的乐趣,它不仅仅是教会我编程和电路知识,更是点燃了我对硬件创客世界探索的热情。我感觉这本书为我打开了一扇通往更广阔的电子技术世界的大门。

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老实说,我之前尝试过其他几本入门级的电子书,但很多都是浅尝辄止,或者内容过于陈旧。这本书的优势在于它的内容非常贴近当前的技术前沿。作者在介绍传感器模块时,不仅讲解了原理,还提供了具体的接线图和代码示例,这一点对于初学者来说简直是福音。我记得我尝试做一个温湿度监测项目时,市面上很多资料都是讲理论,但这本书直接给出了完整的解决方案。而且,作者在讲解过程中,会不时地提醒读者注意一些常见的“坑”,比如电源供电不足、引脚接错等问题,这些经验之谈非常宝贵,帮我省去了不少自己摸索的时间。这本书的排版也很友好,图文并茂,关键代码和电路图都用醒目的方式标注出来,方便查找和对照。整体来看,这本书的深度和广度把握得恰到好处,既能让你入门,又不至于让你觉得内容单薄。

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这本书的封面设计挺有意思的,一下子就把读者的注意力吸引住了。我一直对DIY电子项目很感兴趣,但总觉得从零开始有点无从下手,尤其是在面对那些复杂的电路图和代码时,常常感到力不从心。这本书的标题直接点明了学习路径,让人感觉非常亲切和实在。翻开第一章,作者的语言风格就让我眼前一亮,不像那些刻板的教科书,读起来像是朋友在耐心地指导你。他没有一上来就抛出晦涩难懂的理论,而是从最基础的元器件讲起,比如电阻、电容这些,讲解得非常细致,甚至连它们在电路中的作用、如何用万用表测量都讲到了。这种脚踏实地的讲解方式,让我这个电子新手也能很快建立起信心。我尤其欣赏作者在解释概念时,总是能结合实际的例子,让抽象的知识变得生动起来。比如,他讲到PWM的时候,不是干巴巴地解释原理,而是会告诉你它如何用来控制LED灯的亮度变化,这种“学以致用”的感觉,非常棒。

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完全零基础入门级看还是有很多不懂的地方,而且书中写的百度网盘的源代码没有了。。。也不更新下

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代码有些地方不对,讲解硬件的部分,又和Arduino技术内幕很像,个人认为要么讲细要么不讲,他都没做到………

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代码有些地方不对,讲解硬件的部分,又和Arduino技术内幕很像,个人认为要么讲细要么不讲,他都没做到………

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