Arduino 開源硬件概論

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Arduino 開源硬件概論

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內容描述

本書在“大眾創業，萬眾創新”的時代背景下，結合當前高等院校創新實踐課程，總結基於Arduino開源硬件的開發方法，並給出系統開發Arduino智能硬件產品的實際案例。其主要內容包括四個方面： Arduino開源硬件與Arduino開發板、開發環境及編程語言，介紹了開源硬件開發的基本知識和方法，包括開源硬件的發展、常用的開發板以及Arduino IDE的使用和相關的編程語言等； Arduino開發產品的基本方法，包括硬件設計方法Fritzing的使用、Arduino入門程序設計和擴展板的使用； 外圍硬件及傳感器使用方法，包括智能開源硬件平臺、傳感器和模塊，從功能、電路連接和實例程序等方面介紹其使用方法； 綜合案例的開發，包括控制類項目開發，交互類項目開發以及大型綜合項目開發。本書內容由淺入深，引導讀者先思考後實踐，將創新思維與實踐案例相結合，以滿足不同層次的人員需求。同時，本書提供實際項目的硬件設計圖和軟件實現代碼，供讀者自學和提高使用。 本書可作為大學信息與通信工程及相關專業的本科生教材，也可以作為智能硬件愛好者的創新手冊或從事物聯網、創新開發和設計的專業技術人員的參考書，還可以為創客需求產生、產品分析、設計生產、產品實現提供幫助。

目錄大綱

●第0章開源硬件概述
0.1Arduino 
0.2Raspberry Pi 
0.3BeagleBone 
0.4Cubieboard 
本章習題
章Arduino開源硬件
1.1Arduino UNO開發板
1.1.1概述
1.1.2技術規範
1.2Arduino YUN開發板
1.2.1概述
1.2.2技術規範
1.3Arduino DUE開發板
1.3.1概述
1.3.2技術規範
1.4Arduino MEGA 2560開發板
1.4.1概述
1.4.2技術規範
1.5Arduino LEONARDO開發板
1.5.1概述
1.5.2技術規範
1.6Arduino ETHERNET開發板
1.6. 1概述
1.6.2技術規範
1.7Arduino ROBOT 
1.7.1概述
1.7.2技術規範
1.8Arduino NANO開發板
1.8.1概述
1.8.2技術規範
本章習題
第2章Arduino軟件開發平台
2.1Arduino平台特點
2.2Arduino IDE的安裝
2.3Arduino IDE的使用
本章習題
第3章Arduino編程語言
3.1Arduino編程基礎
3.2數字I/O引腳的操作函數
3.3模擬I/O引腳的操作函數
3.4不錯I/O操作函數
3.5時間函數
3.6中斷函數
3.7串口通信函數
本章習題
第4章Arduino硬件設計平台
4.1Fritzing軟件簡介
4.1.1主界面
4.1.2項目視圖
4.1.3工具欄
4.2Fritzing使用方法
4.2.1查看元件庫已有元件
4.2.2添加新元件到元件庫
4.2.3添加新元件庫
4.2.4添加或刪除元件
4.2.5添加元件間連線
4.3Arduino電路設計
4.4Arduino開發平台樣例與編程
本章習題
第5章Arduino開發基礎
5.1入門開發例程
5.1.1Blink 
5.1.2AnalogReadSerial 
5.1.3DigitalReadSerial 
5.1.4Fade 
5.1.5ReadAnalogVoltage
5.2數字信號處理開發例程
5.2.1BlinkWithoutDelay 
5.2.2Button 
5.2.3Debounce 
5.2.4DigitalInputPullup 
5.2.5StateChangeDetection 
5.2.6toneKeyboard 
5.2.7toneMelody 
5.2.8toneMultiple 
5.2.9tonePitchFollower 
5.3模擬信號處理開發例程
5.3.1AnalogInOutSerial 
5.3.2AnalogInput 
5.3.3AnalogWriteMega 
5.3.4Calibration 
5.3.5Fading 
5.3.6Smoothing 
本章習題
第6章Arduino擴展板
6.1Arduino以太網擴展板
6.1.1概述
6.1.2技術規範
6.2Arduino GSM擴展板
6.2.1概述
6.2.2技術規範
6.3Arduino電機擴展板
6.3.1概述
6.3.2技術規範
6.4Arduino 9軸運動擴展板
6.4.1概述
6.4.2技術規範
6.5Arduino WiFi擴展板
6.5.1概述
6.5.2技術規範
6.6Arduino的庫文件
本章習題
第7章Arduino數據採集
7.1溫濕度採集
7.1.1原理
7.1.2實驗代碼
7.2水位採集
7.2.1原理
7.2.2實驗代碼
7.3光強採集
7.3.1原理
7.3.2實驗代碼
7.4氣體傳感器
7.4.1原理
7.4.2實驗代碼
7.5超聲波傳感器
7.5.1原理
7.5.2實驗代碼
7.6壓力傳感器
7.6.1原理
7.6.2實驗代碼
7.7風速傳感器
7.7.1原理
7.7.2實驗代碼
7.8拍照模塊
7.8.1原理
7.8.2實驗代碼
本章習題
第8章Arduino顯示控制
8.1LED 
8.1.1原理
8.1.2電路圖
8.1.3實驗代碼
8.2數碼管
8.2.1原理
8.2.2電路圖
8.2.3實驗代碼
8.3點陣
8.3.1原理
8.3.2點陣的使用方法
8.3.3實驗代碼
8.4液晶LCD 
8.4.1原理
8.4.2電路圖
8.4.3引腳擴展
8.4.4實驗代碼
本章習題
第9章Arduino電流控制
9.1直流電機
9.1.1原理
9.1.2電路圖
9.1.3實驗代碼
9.2步進電機
9.2.1原理
9.2.2電路圖
9.2.3實驗代碼
9.3舵機
9.3.1原理
9.3.2電路圖
9.3.3實驗代碼
9.4繼電器
9.4.1原理
9.4.2電路圖
9.4.3實驗代碼
本章習題
0章Arduino通信控制
10.1SPI串口通信
10.1.1原理
10.1.2電路圖及使用
10.1.3實驗代碼
10.2紅外線通信
10.2.1原理
10.2.2電路圖及使用
10.2.3實驗代碼
10.3RFID通信
10.3.1原理
10.3.2電路圖及使
10.3.3實驗代碼
10.4以太網通信
10.4.1原理
10.4.2電路圖及使用
10.4.3實驗代碼
10.5WiFi通信
10.5.1原理
10.5.2電路圖及使用10.5.3實驗代碼
10.6藍牙通信
10.6.1原理
10.6 .2電路圖及使用
10.6.3實驗代碼
10.7XBee通信
10.7.1原理
10.7.2電路圖及使用
10.7.3實驗代碼
本章習題
1章自動還原魔方人工智能項目設計
11.1功能及總體設
11.1.1功能介紹
11.1 .2總體設計
11.2模塊介紹
11.2.1ESP8266模塊
11.2.2輸出模塊
11.2.3主程序模塊
11.3產品展示
11.4故障及問題分析
11.5元件清單
2章藍牙智能鎖項目設計
12.1功能及總體設計
12.1.1功能介紹
12.1.2總體設計
12.2模塊介紹
12.2.1自動解鎖模塊
12.2.2手動解鎖模塊
12.2.3手機APP
12.2.4主程序模塊
12.3產品展示
12.4故障及問題分析
12.5元件清單
3章LED多模式顯示時鐘項目設計
13.1功能及總體設計13.1.1功能介紹
13.1.2總體設計
13.2模塊介紹
13.2.1模式控制模塊
13.2.2DS1307模塊
13.2.3顯示模塊
13.2.4主程序模塊
13.3產品展示
13.4故障及問題分析
13.5元件清單
附錄A習題參考答案

作者介紹

李永華 現執教於北京郵電大學，擁有超過10年的嵌入式開發經驗，致力於物聯網和智能硬件的研究開發工作。在教學中以興趣為導向，激發學生的創造性；以素質為基礎，提高自身教學水平；以科研為手段，促進教學理念轉變。通過信息工程專業綜合改革，探索了以“學生學為中心”的教學模式，營造生動活潑的學習方法，提高學生獨立思考問題、發現問題、解決問題的能力，激發學生的創造激情。在研發及教學實踐中指導學生實現200餘個創新案例，並指導著一支物聯網開發團隊，曾在物聯網、開源硬件等技術領域進行了多場學術報告，並且出版了《AllJoyn技術原理及物聯網程序開髮指南》《Arduino實戰指南——遊戲開發、智能硬件、人機交互、智能家居與物聯網設計30例》《Arduino軟硬件協同設計實戰指南》等多部物聯網技術方面的著作。