Arduino开发从零开始学

第 1章进入 Arduino的世界 2

1.1 什么是 Arduino 2

1.1.1 Arduino不只是电路板 . 2

1.1.2 Arduino程序的开发过程 . 3

1.2 为什么要使用 Arduino 3

1.3 Arduino硬件的分类 4

1.3.1 Arduino开发板 . 5

1.3.2 Arduino 扩展硬件 6

1.4 Arduino展望未来 7

1.4.1 创客文化 7

1.4.2 快速原型设计8

1.5 本章小结.8

第 2章开始 Arduino之旅9

2.1 搭建开发环境.9

2.1.1 交叉编译 9

2.1.2 在 Windows上安装 IDE. 9

2.1.3 在 Linux上安装 IDE. 11

2.1.4 在 Mac OS上安装 IDE. 13

2.1.5 Arduino IDE介绍 14

2.2 常用的 Arduino第三方软件介绍 .17

2.2.1 图形化编程软件 ArduBlock. 17

2.2.2 Arduino仿真软件 Virtual breadboard 18

2.3 第一次上手 Arduino 19

2.3.1 加载第一个程序 19

2.3.2 用 Arduino IDE开发程序流程. 21

2.3.3 函数库和程序架构介绍 21

2.3.4 Hello World做了什么. 22

2.4 Arduino语法——变量和常量 23

2.4.1 变量 23

2.4.2 常量 25

2.5 Arduino语法——数据类型 25

2.5.1 常用的数据类型 26

2.5.2 数据类型转换 27

2.5.3 自定义数据类型 28

2.6 Arduino语法——数组 29

2.6.1 创建或声明一个数组 29

2.6.2 指定或访问数组 29

2.7 Arduino语法——运算符 30

2.7.1 赋值运算符 30

2.7.2 算数运算符 31

2.7.3 关系运算符 31

2.7.4 逻辑运算符 31

2.7.5 递增/减运算符. 32

2.8 Arduino语法——条件判断语句 32

if语句 32

2.9 Arduino语法——循环语句 34

2.9.1 for循环 34

2.9.2 while循环 36

2.10 Arduino语法—函数 37

2.11 Arduino语法——输入与输出 40

2.11.1 数字的输入与输出 40

2.11.2 模拟输入输出 41

2.12 本章小结.43

第 3章进入硬件的世界 .44

3.1 单片机简介.44

3.2 Atmel AVR单片机 45

3.2.1 Arduino与 AVR 46

3.2.2 芯片封装 47

3.2.3 管脚定义及指令系统 47

3.2.4 AVR内核 48

3.2.5 片内外围设备介绍 51

3.3 电子技术基础学习.53

3.3.1 电路图 53

3.3.2 电子元件 53

3.3.3 基本工具介绍 58

3.4 本章小结.61

第 4章 Arduino示例演练.63

4.1 制作 LCD温度显示器.63

4.1.1 硬件准备 63

4.1.2 有关硬件的小贴士 63

4.1.3 设计电路 64

4.1.4 编写代码 66

4.2 再探 Arduino语言 .68

4.2.1 位操作 68

4.2.2 数学函数 69

4.2.3 随机函数 69

4.2.4 高级输入输出 70

4.2.5 时间函数 71

4.2.6 中断 71

4.2.7 中断的使用 72

4.3 用 Arduino制作火焰报警器 .74

4.3.1 硬件准备 75

4.3.2 有关硬件的小贴士 75

4.3.3 电路设计 77

4.3.4 程序设计 77

4.4 Arduino与传感器的互动 78

4.4.1 传感器的简介 78

4.4.2 Arduino如何使用传感器 . 78

4.4.3 利用传感器设计更棒的互动应用 79

4.5 用 Arduino驱动电机 .80

4.5.1 电机简介 80

4.5.2 Arduino与直流电机的应用 . 80

4.5.3 Arduino与步进电机的应用 . 81

4.5.4 Arduino与舵机的应用 . 81

4.6 用 Arduino访问网络 .83

4.6.1 Arduino如何连接网络 . 83

4.6.2 Arduino与 Yeelink的互动制作. 86

4.6.3 Arduino和 Web服务器通信 88

4.6.4 Arduino用作 Web服务器 92

4.7 Arduino与无线通信 93

4.7.1 无线通信简介 93

4.7.2 无线通信协议有哪些 94

4.7.3 Wi-Fi 94

4.7.4 蓝牙 95

4.7.5 ZigBee 96

4.7.6 移动通信 97

4.8 本章小结.101

第 5章 Arduino项目演练.102

5.1 项目 1——用 Arduino打造智能家居 102

5.1.1 现状与前景分析 102

5.1.2 设计系统结构与流程 103

5.1.3 硬件准备 104

5.1.4 模型与部分示例 105

5.2 项目 2——用 Arduino遥控小车 107

5.2.1 硬件准备 107

5.2.2 硬件主要功能分析 108

5.2.3 编写代码 110

5.2.4 组装与测试 115

5.3 项目 3——基于 nRF24L01+无线模块控制的机械手臂.117

5.3.1 硬件准备 117

5.3.2 硬件主要功能解析 117

5.3.3 编写代码 125

5.3.4 组装与测试 134

5.4 项目 4——用 Arduino制作贪食蛇小游戏 140

5.4.1 硬件准备 141

5.4.2 硬件主要功能分析 141

5.4.3 编写代码 147

5.4.4 程序运行 154

5.5 本章小结.154

第 6章 Arduino与媒体互动制作155

6.1 Arduino与 Processing155

6.1.1 什么是 Processing . 155

6.1.2 Arduino与 processing互动制作 156

6.2 Arduino与 Flash.161

6.2.1 Flash简介 161

6.2.2 Arduino与 Flash互动制作. 162

6.3 本章小结.179

第 7章进行 Arduino项目开发 181

7.1 项目管理要知道的事儿.181

7.1.1 项目需求分析 181

7.1.2 硬件准备 183

7.1.3 创建项目 187

7.1.4 编写代码 189

7.1.5 团队开发与资料获取 192

7.1.6 选择许可方式 195

7.1.7 开源软件发布许可方式 196

7.2 如何在项目中编写类库.198

7.2.1 面向过程与面向对象 198

7.2.2 类的概念 200

7.2.3 类是分层的 200

7.2.4 类和对象的关系 201

7.2.5 Arduino类的定义 . 202

7.2.6 Arduino类的调用 . 203

7.2.7 Arduino自带的类库 . 204

7.2.8 分析内建库的编写和引用 206

7.2.9 Arduino最常用的库函数原型 . 209

7.2.10 Arduino关键字的颜色设置 . 214

7.2.11 项目——一步步来编写自己的音乐类库 215

7.3 本章小结.225

附录 Arduino函数速查中文版226

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。