　　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。
　　《Arduino开发从零开始学：学电子的都玩这个》分为 3篇共 7章。一、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。二、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。三、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。
　　《Arduino开发从零开始学：学电子的都玩这个》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。

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

前言/序言

　　Arduino是一个优秀的开源硬件平台，目前在全球有数以万计的电子爱好者使用Arduino开发项目和电子产品。Arduino具有廉价易学、开发迅捷等特点，不仅是一个优秀的开源硬件开发平台，更成为了硬件开发的趋势。
　　Arduino的探索是一个简单有趣而且丰富多彩的过程，本书会利用Arduino开发板做很多有趣的实验，让读者从中学习到Arduino对各类传感器和执行器的使用，以及在互联网和物联网（智能家居）中的应用情况。这是一个电子化和互联网化的时代，目前大学生都喜欢参与各种机器人大赛，也喜欢自己动手DIY各种小硬件。本书正是抓住大学生群体的这种创造性，特意编写而成，以促进他们的创新意识和创造能力。
　　本书结构清楚，内容丰富，涵盖了从软硬件基础知识到开发项目的实际操作，从简单的闪灯程序到复杂的智能家居、机械手臂等项目，从Arduino简单的语法到编写Arduino程序和类库，讲解全面，方便读者对Arduino进行全面系统的学习。
　　本书特点
　　1．内容丰富，知识全面
　　全书分为三篇共7章，采用从基础到复杂、循序渐进地进行讲解，内容几乎涉及了Arduino开发的各个方面。
　　2．循序渐进，由浅入深
　　为方便读者学习，本书首先介绍Arduino的背景以及发展过程，在安装好开发环境后从闪灯程序讲起，由点到面，层层深入到编译原理、操作系统的知识，从单片机深入到内核，以小例子开始深入到复杂的案例，层次分明，引人入胜。
　　3．格式统一，讲解规范
　　书中每个知识点都尽可能给出了详尽的操作示例供读者参考，通过编程实践可以使读者更清晰地了解每个知识点的细节，提高学习效率。在每个章节的最后均有本章重点知识的总结，方便读者有重点地学习。讲解过程中对初学者容易忽略的地方，都给出了小贴士。
　　4．保留精华，结合实践
　　在讲解语法和介绍函数等章节中，本书既保留了官方经典的函数说明和函数举例，又结合小程序加以实践，让读者在学习过程中体会到互动以及原理实践相结合的乐趣。
　　5．实验丰富，对比清晰
　　本书提供了丰富的实验内容，涉及面广泛，每个实验都提供完整的原理图、连接示意图和代码。为了加深理解，本书中几乎每个实验都有不止一个实验任务，使读者横向学习Arduino操作的多样性。
　　6．代码精炼，拿来即用
　　本书提供的实验代码都做到尽可能精炼，以便突出重点，让读者短时间内了解程序结构和逻辑。所有试验代码均通过测试，读者可以拿来即用，也可以在调试过程中参考。
　　本书结构
　　本书分为三篇共7章，主要章节内容规划如下。
　　第一篇（第1~3章）初识Arduino
　　讲述了Arduino起源与背景、产品与种类介绍、搭建开发环境、语法学习、内核介绍和电子基础知识。
　　第二篇（第4~6章）探索Arduino
　　本章首先对Arduino常用的函数及使用的传感器、电机、网络等硬件进行介绍。然后对Arduino项目进行了深入性研究，其中第5章介绍了几个复杂的Arduino项目，包括智能家居、机械手臂、遥控小车、贪食蛇等项目。第6章为使用Arduino与第三方软件进行互动制作的内容，包括Arduino与Processing、Arduino与Flash的互动。
　　第三篇（第7章）深入Arduino
　　本章为Arduino项目的开发经验，包括Arduino项目开发时应注意的流程问题、面向对象开发的相关知识、Arduino自带类库的讲解，最后还通过编写一个音乐播放器类库来丰富读者的所学。
　　本书读者
　　Arduino入门者与电子产品爱好者
　　使用Arduino制作项目的开发人员
　　大中专院校的学生
　　培训学校相关专业的师生
　　本书作者
　　本书第1~4章由韩广义编写，第5~7章由长春职业技术学院的宋楠编写，终稿由宋楠审核。参与本书创作的作者包括李海燕、李春城、李柯泉、陈超、杜礼、孔峰、孙泽军、王刚、杨超、张光泽、赵东、李玉莉、刘岩、潘玉亮、林龙，在此表示感谢。
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