简单易学-玩转Arduino 9787122274670 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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孙德军 著

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• 编程
• 实践

店铺： 韵读图书专营店

出版社： 化学工业出版社

ISBN：9787122274670

商品编码：30143292164

包装：平装

出版时间：2016-10-01

图书基本信息
图书名称	简单易学-玩转Arduino	作者	孙德军
定价	89.00元	出版社	化学工业出版社
ISBN	9787122274670	出版日期	2016-10-01
字数		页码
版次	1	装帧	平装
开本	16开	商品重量	0.4Kg

内容简介

本书基于Arduino平台，针对Arduino入门者透彻讲解了Arduino开发的基础知识和实例、工具，详细介绍了Arduino编程所需的硬件、编程环境和Arduino上的编程方法；重点说明了Arduino硬件与开发板、各种传感器的应用、远程通信与控制（如蓝牙等）的实现技巧，列举了机器人的制作等丰富的应用实例，引导读者触类旁通，举一反三，快速提高开发技能。 本书适合于对硬件编程感兴趣的技术人员及广大电子爱好者、电子技术人员阅读，也可作为学校电子及自动化相关专业师生用书。

作者简介

目录

章 基础知识1 1.1 Arduino硬件与开发板1 1.1.1 Arduino硬件与主控芯片1 1.1.2 Arduino 开发板3 1.1.3 Arduino UNO开发板的认识6 1.1.4 Arduino UNO电路分析8 1.2 Arduino开发环境（Arduino IDE）15 1.2.1 获取Arduino IDE15 1.2.2 安装驱动15 1.2.3 程序烧录16 1.2.4 Arduino IDE用户界面20 1.3 软件基础26 1.3.1 流程图26 1.3.2 C语言基础27 1.3.3 控制语句31 1.3.4 程序结构34 1.4 Arduino基本函数35 1.4.1 数字I/O口相关函数36 1.4.2 模拟I/O口相关函数38 1.4.3 高级I/O41 1.4.4 时间函数42 1.4.5 中断函数44 1.4.6 串口通信函数46 1.4.7 数学库48 1.4.8 数48 1.4.9 位操作（SPI口）49 1.5 串口通信51 1.5.1 通信协议51 1.5.2 RS-23252 1.6 Arduino的应用54 1.6.1 串口的应用54 1.6.2 数字I/O口的应用56 1.6.3 模拟I/O口的应用58 第2章 Arduino入门实训60 2.1 LED灯试验60 2.1.1 LED基础知识60 2.1.2 LED闪灯试验65 2.1.3 交通信号灯试验70 2.1.4 广告流水灯试验71 2.1.5 PWM（脉宽调制） LED调光试验75 2.2 压电音频试验77 2.2.1 压电陶瓷片和蜂鸣器77 2.2.2 模拟救护车警笛试验79 2.2.3 压电振动传感器80 2.3 按键试验82 2.3.1 按键开关82 2.3.2 薄膜键盘83 2.3.3 按键控制LED试验85 2.3.4 按键显示试验86 2.3.5 用薄膜键盘控制LED小灯试验88 2.3.6 抢答器试验89 2.4 移位寄存器应用试验91 2.4.1 二进制数制91 2.4.2 8位二进制计数器试验92 2.5 驱动LED显示器试验99 2.5.1 LED点阵显示模块99 2.5.2 多路复用技术101 2.5.3 LED点阵显示模块基本动画试验102 2.5.4 滚动画面试验106 2.5.5 LED数码管110 2.5.6 驱动数码管试验111 2.6 继电器驱动试验116 2.6.1 继电器驱动电路116 2.6.2 继电器控制LED试验116 第3章 Arduino进阶实战119 3.1 LCD液晶显示屏的应用119 3.1.1 LCD液晶显示屏的构造及原理119 3.1.2 1602液晶显示文字试验120 3.1.3 LCD温度显示试验129 3.2 直流电机的应用133 3.2.1 直流电机工作原理133 3.2.2 直流电机简单驱动试验134 3.2.3 L293D直流电机驱动芯片136 3.2.4 L293D芯片应用试验139 3.3 步进电机的应用141 3.3.1 步进电机141 3.3.2 ULN2003A步进电机驱动芯片143 3.3.3 步进电机驱动试验144 3.4 舵机的应用148 3.4.1 舵机的结构和工作原理148 3.4.2 Arduino舵机控制函数库150 3.4.3 简单的舵机控制试验151 3.4.4 两个舵机控制试验153 3.4.5 两个舵机分别控制试验156 3.5 两轮机器底盘的应用158 3.5.1 电机驱动扩展模块158 3.5.2 两轮机器底盘159 3.5.3 两轮机器底盘控制试验159 3.6 SD存储卡的应用162 3.6.1 SD存储卡162 3.6.2 SD卡库163 3.6.3 SD存储卡读写试验164 第4章 传感器的应用171 4.1 光敏电阻传感器的应用171 4.1.1 光敏电阻的应用171 4.1.2 光控LED点亮试验172 4.2 温度传感器的应用174 4.2.1 模拟温度传感器174 4.2.2 基于LM35的计算机温度测量试验174 4.2.3 单线数字温度传感器应用176 4.3 红外接近开关的应用181 4.3.1 红外接近开关181 4.3.2 传感器扩展板182 4.3.3 障碍物检测试验183 4.4 红外测距传感器的应用184 4.4.1 红外测距传感器184 4.4.2 液晶屏显示距离试验185 4.5 超声波测距传感器的应用189 4.5.1 超声波测距传感器原理189 4.5.2 HC-SR04型超声波测距模块190 4.5.3 利用串口输出的超声波测距试验190 4.5.4 距离控制小灯试验193 4.6 红外避障传感器的应用194 4.6.1 红外避障传感器194 4.6.2 红外避障传感器应用试验195 4.7 红外寻线传感器的应用196 4.7.1 红外寻线传感器196 4.7.2 红外寻线传感器应用试验197 4.8 激光传感器的应用198 4.8.1 激光传感器198 4.8.2 激光传感器应用试验199 4.9 倾斜传感器的应用200 4.9.1 倾斜传感器200 4.9.2 倾斜传感器应用试验201 4.10 水银碰撞传感器的应用202 4.10.1 水银碰撞传感器202 4.10.2 水银碰撞传感器应用试验202 4.11 振动传感器的应用203 4.11.1 振动传感器203 4.11.2 振动传感器应用试验204 4.12 敲击传感器的应用205 4.12.1 敲击传感器205 4.12.2 敲击传感器应用试验205 4.13 金属触摸传感器的应用206 4.13.1 金属触摸传感器206 4.13.2 金属触摸传感器的应用实验206 4.14 火焰传感器的应用208 4.14.1 火焰传感器208 4.14.2 火焰传感器模拟输出应用试验208 4.14.3 火焰传感器数字输出应用试验209 4.15 旋转编码器的应用210 4.15.1 旋转编码器210 4.15.2 旋转编码器的应用试验211 4.16 温湿度一体传感器213 4.16.1 DHT11型数字温湿度传感器213 4.16.2 DHT11应用试验214 4.17 颜色传感器的应用216 4.17.1 三原色原理216 4.17.2 TCS3200D型颜色传感器216 4.17.3 颜色传感器应用试验217 4.18 PS2摇杆的应用221 4.18.1 Joystick PS2摇杆221 4.18.2 Joystick PS2摇杆控制液晶屏显示试验222 4.19 气压传感器的应用223 4.19.1 气压传感器223 4.19.2 BMP085型气压传感器224 4.19.3 基于BMP085的气压测量试验225 4.20 运动检测传感器的应用231 4.20.1 MMA7361型加速度传感器231 4.20.2 MMA7361型加速度传感器的应用试验231 4.20.3 ADXL345加速度传感器234 4.20.4 I2C总线函数库235 4.20.5 ADXL345加速度传感器应用试验236 4.20.6 MPU6050运动检测传感器的应用239 4. 21 磁阻传感器的应用242 4.21.1 HMC5883L型磁阻传感器243 4.21.2 HMC5883L型磁阻传感器应用试验244 第5章 Arduino的远程通信与控制245 5.1 无线通信网络245 5.1.1 1对多通信245 5.1.2 多对多通信246 5.1.3 混合式通信247 5.2 红外遥控的应用247 5.2.1 红外线247 5.2.2 红外遥控系统原理248 5.2.3 红外遥控试验252 5.2.4 家电遥控器替代试验256 5.3 Arduino的网络应用259 5.3.1 Ether库260 5.3.2 网络扩展模块Ether Shield261 5.3.3 Arduino Web服务器268 5.3.4 网络温度传感器试验270 5.4 Arduino的无线网络应用275 5.4.1 WiFi扩展板276 5.4.2 WiFi库277 5.4.3 无线加速度传感器试验278 5.4.4 WiFi转串口模块的应用281 5.5 无线蓝牙通信291 5.5.1 蓝牙技术简介291 5.5.2 BLK-MD-BC04-B型蓝牙模块292 5.5.3 BLK-MD-BC04-B型蓝牙模块AT指令集293 5.5.4 主从配置303 5.5.5 蓝牙控制点亮LED试验310 5.6 ZigBee通信技术的应用313 5.6.1 ZigBee通信技术313 5.6.2 DRF1605H型ZigBee无线模块的应用314 5.6.3 XBee-PRO模块的应用325 5.7 无线数传模块的应用331 5.7.1 2.4GHz无线数传模块的应用331 5.7.2 APC220无线数传模块的应用342 第6章 轮式机器人的制作350 6.1 机器人基础知识350 6.1.1 机器人的基本组成350 6.1.2 机器人的分类351 6.1.3 自律型移动机器人351 6.1.4 机器人的运动352 6.2 轮式机器人的制作354 6.2.1 动力机构354 6.2.2 组装底盘356 6.2.3 组装上盖361 6.2.4 安装控制板362 6.2.5 安装传感器362 6.3 轮式机器人运动试验364 6.3.1 车轮驱动调试364 6.3.2 运动程序设计365 6.3.3 机器人运动试验367 6.3.4 程序简化368 6.4 机器人避障372 6.5 机器人寻线运动374 6.6 机器人电脑遥控试验375 6.6.1 硬件连接375 6.6.2 程序代码376 6.7 使用无线遥控器控制机器人试验377 6.7.1 摇杆扩展板377 6.7.2 制作无线遥控器378 6.7.3 遥控机器人调速试验380 参考文献384

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《简单易学 玩转 Arduino 》特点： * Arduino快速入门：详细介绍了arduino硬件与开发板：传感器应用、远程通信（如蓝牙等）的实现技巧。 * 实例经典，程序代码可靠：机器人制作等实例可以直接使用，并引导读者触类旁通，举一反三，提高开发技能。

文摘

序言

电子制作的奇妙旅程：从零开始的创意实现 一书涵盖范围：《嵌入式系统设计》、《高级传感器应用》、《物联网（IoT）实践》、《机器人学基础》、《数据可视化与分析》 --- 第一章：深入理解嵌入式系统设计的核心原理 本篇内容将带领读者全面掌握现代嵌入式系统设计的底层逻辑与架构。我们不再将微控制器视为一个简单的黑盒子，而是深入探究其硬件组成、指令集架构（ISA）以及实时操作系统（RTOS）的工作机制。 1.1 微控制器选型与架构剖析 详细对比主流微控制器家族（如ARM Cortex-M系列、RISC-V）的优缺点，重点分析其流水线设计、缓存机制与内存映射。我们将通过实际的汇编级别代码示例，展示如何高效地利用寄存器和中断向量，优化程序执行效率。内容不涉及任何Arduino特定的库函数，而是专注于裸机编程（Bare-Metal Programming）的精髓。 1.2 中断驱动与实时任务调度 深入探讨中断的生命周期管理，包括中断服务程序（ISR）的设计规范、优先级继承机制和竞态条件（Race Condition）的预防。本章将提供一个自建的、轻量级的抢占式调度器（Preemptive Scheduler）的源码实现，帮助读者理解FreeRTOS或类似RTOS背后的核心调度算法（如固定优先级、轮转法）。重点分析上下文切换的开销与优化策略。 1.3 低功耗设计与电源管理 在嵌入式设备日益小型化的背景下，电源效率至关重要。本节将详述各种低功耗模式（如睡眠、深度休眠）的触发条件与唤醒机制。读者将学习如何通过精确控制时钟频率（Clock Gating）、电压调节以及周期性唤醒源（如定时器、外部事件）来实现毫瓦级功耗的控制，这对于电池供电的远程监测设备至关重要。 --- 第二章：高级传感器数据采集与信号调理 本章聚焦于如何从物理世界准确、可靠地获取数据，这超越了简单的数字或模拟输入读取，进入了信号处理的专业领域。 2.1 传感器接口协议的精细化解读 系统性地讲解高速、高精度传感器接口协议，包括SPI（超高频模式下的时钟相位与极性校准）、I2C（多主站竞争仲裁与时钟拉伸处理）以及UART的异步通信错误检测与纠正机制。我们将分析不同协议在噪声环境下的鲁棒性差异。 2.2 模拟信号的数字重建与噪声抑制 详细讲解模数转换器（ADC）的内部工作原理，包括SAR、Sigma-Delta架构的特性对比。重点探讨提高信噪比（SNR）的技术，如过采样（Oversampling）、数字滤波（FIR/IIR滤波器设计）在嵌入式平台上的高效实现。读者将掌握如何根据采样定理（Nyquist Theorem）确定最佳采样频率，并使用C语言实现一个低通滤波器以消除高频噪声。 2.3 惯性测量单元（IMU）的数据融合 针对加速度计、陀螺仪和磁力计的数据，本章将介绍卡尔曼滤波（Kalman Filter）和互补滤波（Complementary Filter）的数学模型与嵌入式实现。我们将展示如何通过权重分配，融合不同传感器的优缺点，从而输出稳定、准确的三维姿态角（俯仰、滚转、偏航）。 --- 第三章：构建自主互联的物联网（IoT）应用栈 本章将完全脱离对特定开发板的依赖，专注于物联网应用层和网络协议栈的实现，构建真正意义上的分布式系统。 3.1 TCP/IP协议栈的裁剪与移植 探讨轻量级网络协议栈（如LwIP）在资源受限设备上的配置与优化。我们将深入分析TCP拥塞控制算法（如Reno、CUBIC）的基本原理，以及如何在嵌入式环境中实现可靠的、面向连接的数据传输。 3.2 MQTT/CoAP协议的深度应用 对比MQTT和CoAP在资源受限网络（RPL）中的适用性。我们将侧重于MQTT的QoS（服务质量）级别在不同场景下的权衡，以及如何设计高效的主题（Topic）结构以优化消息负载。同时，探讨CoAP的Observe机制在低带宽物联网设备中的优势。 3.3 安全通信与数据加密 讨论嵌入式设备上的TLS/SSL握手过程，并介绍适用于低功耗设备的轻量级加密库（如mbedTLS的裁剪版）。重点讲解设备身份认证机制（如X.509证书或预共享密钥Preshared Key）在启动和数据传输中的安全部署。 --- 第四章：机器人学中的运动控制与路径规划 本章内容将面向需要精确运动控制的机电一体化项目，涵盖机器人学的基础理论和控制算法的实现。 4.1 直流电机与伺服系统的PID控制理论 详尽解析比例-积分-微分（PID）控制器的三个参数对系统响应的影响。读者将学习如何利用Z变换和拉普拉斯变换来分析系统的稳定性，并掌握Ziegler-Nichols等经典整定方法，以实现对电机速度或位置的精确追踪。 4.2 运动学基础与逆运动学求解 对于多自由度机械臂，本节引入齐次变换矩阵（Homogeneous Transformation Matrices）的概念，用于描述机器人末端执行器相对于基座的位姿。读者将学习如何使用代数法或迭代法求解逆运动学问题，以确定各个关节所需角度。 4.3 避障算法与全局路径优化 介绍经典的机器人路径规划算法，如人工势场法（Artificial Potential Field）在实时避障中的应用，以及A搜索算法在已知环境中的全局最优路径搜索。重点讨论如何在有限的计算资源下，实时更新障碍物信息并重新规划轨迹。 --- 第五章：数据处理、可视化与系统调试技术 本章强调将采集到的原始数据转化为可理解的信息，并掌握专业级的系统级调试工具和方法。 5.1 嵌入式系统中的数据结构与算法优化 探讨哈希表、最小堆等数据结构在资源受限环境下的内存占用与时间复杂度权衡。重点讲解定点数运算（Fixed-Point Arithmetic）在替代浮点运算中的应用，以提升计算速度和代码紧凑性。 5.2 交互式数据可视化方案设计 设计一个基于Web或本地服务器的数据推送架构，利用如D3.js或Plotly等现代前端技术，实现对传感器数据的实时图表展示。这包括设计高效的数据序列化格式（如Protobuf）以减少网络带宽占用。 5.3 硬件级调试与故障诊断 深入讲解JTAG/SWD调试接口的工作原理，以及如何利用硬件断点、观察点（Watchpoints）进行内存访问跟踪。讨论示波器、逻辑分析仪在区分硬件故障与软件逻辑错误中的关键作用，并提供系统崩溃（Hard Fault）的诊断流程图。 --- 本书旨在为严肃的电子工程师、计算机科学专业学生以及追求极致控制与创新的爱好者提供一套坚实的、不依赖特定生态系统的底层理论与高级应用知识体系。通过这些深入的章节，读者将构建起一个面向未来的、强大的嵌入式系统开发能力。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我抱着试试看的心态买下了《简单易学-玩转Arduino 9787122274670》，结果这本书真的给了我一个大大的惊喜！我一直对DIY小玩意儿挺感兴趣的，但编程和电子方面一直是个小白。这本书的语言风格非常亲切，就像一位老朋友在手把手教你一样，没有那些晦涩难懂的专业术语，就算遇到一些新的概念，作者也会用非常形象的比喻来解释，让我一下子就明白了。书中的例子也都非常实用，而且作者特别强调了“动手实践”，每个章节都鼓励读者去尝试，去修改，去创新。我按照书中的方法，成功做出了一个能自动浇花的装置，看到它真的按照我的想法工作，那种感觉太奇妙了！这本书的价值不仅仅在于教会我如何使用Arduino，更重要的是，它培养了我解决问题的能力和独立思考的习惯。现在，我看着家里的各种电子产品，总会忍不住想，能不能用Arduino来改造一下，让它们变得更智能、更有趣。

评分☆☆☆☆☆

这本书的知识体系构建得非常扎实！《简单易学-玩转Arduino 9787122274670》不是那种只教你复制粘贴代码的书，它更注重从根本上让你理解Arduino的工作原理。作者在讲解基础知识时，逻辑非常严谨，循序渐进，将复杂的概念分解成易于理解的部分。例如，在讲解“数字信号”和“模拟信号”时，不仅解释了它们的区别，还通过生动的图示和具体的例子，让读者深刻体会到在实际电路中的应用。更让我印象深刻的是，书中对于一些常见问题的排查和调试，提供了非常详细的指导，这对于新手来说简直是福音。我遇到过几次代码运行不正常的情况，都是通过书中提供的调试方法，很快就找到了问题所在。这本书让我明白，学习Arduino不仅仅是学会编程，更重要的是理解硬件的交互，以及如何将软硬件结合起来解决实际问题。它为我构建了一个完整的知识框架，让我能够更自信地去探索更复杂的项目。

评分☆☆☆☆☆

这本书真的让我爱不释手！自从我拿到《简单易学-玩转Arduino 9787122274670》这本书，我的生活就充满了各种奇妙的电子小发明。我一直对电子世界充满了好奇，但总觉得门槛很高，不知从何下手。这本书的出现，简直就是为我量身定制的。它用非常通俗易懂的语言，将Arduino这个强大的平台展现在我面前。书中的每一个例子都设计得非常巧妙，从基础的LED闪烁，到更复杂的传感器数据采集，再到控制电机、制作简单的机器人，每一步都循序渐进，让我完全不会感到畏惧。而且，书中还提供了大量的代码示例，这些代码结构清晰，注释也很详细，即使是对编程不太熟悉的我，也能很快理解其逻辑。我特别喜欢书中的实践环节，每次跟着书上的步骤一步步操作，看着自己亲手制作的小装置成功运转起来，那种成就感是无与伦比的。这本书不仅教会了我如何使用Arduino，更重要的是，它激发了我无穷的创造力，让我开始思考，还能用Arduino做出什么更有趣的东西来！它让我的周末变得充实而有意义，也让我对科技有了更深的认识和更浓厚的兴趣。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和设计真的太赞了！我拿到《简单易学-玩转Arduino 9787122274670》这本书的时候，就被它清爽的封面和内页设计吸引了。打开书，首先映入眼帘的是那些清晰、高质量的图片，无论是元器件的特写，还是电路连接的示意图，都非常直观，大大降低了学习的难度。我以前看过的技术类书籍，很多都显得枯燥乏味，排版也比较拥挤，让人读起来提不起兴趣。但这本书不同，它使用了大量的留白，文字大小适中，阅读起来非常舒适。而且，书中还穿插了一些有趣的小故事和实际应用案例，这些内容让原本可能有些抽象的技术知识变得生动有趣，更容易被理解和记住。我尤其欣赏书中对每一个实验的讲解，不仅有详细的操作步骤，还解释了背后的原理，让我知其然更知其所以然。这种严谨又不失趣味的讲解方式，让我觉得学习过程本身就是一种享受。这本书不仅仅是一本技术手册，更像是一位耐心的老师，一步步引导着我去探索Arduino的无限可能。

评分☆☆☆☆☆

我一直想找一本能够真正帮助我入门Arduino的书，而《简单易学-玩转Arduino 9787122274670》这本书完全超出了我的预期！它不仅仅是“简单易学”，更是“玩转”Arduino。书中对于Arduino的核心概念，比如数字输入输出、模拟输入、PWM等，都做了非常清晰的阐述。最棒的是，作者并没有仅仅停留在理论层面，而是通过一系列精心设计的项目，将这些概念融入到实际应用中。从最基础的点亮LED，到控制继电器、读取各种传感器（比如温湿度、光线、人体红外），再到制作简单的互动装置，每一个项目都循序渐进，难度递增，让我能够逐步建立起对Arduino编程和硬件控制的信心。我特别喜欢书中提到的很多小技巧和注意事项，这些都是我在其他地方很难找到的宝贵经验，极大地提高了我的学习效率，避免了我走很多弯路。这本书让我感觉，原来复杂的电子世界并没有那么遥不可及，只要有好的引导，人人都可以成为“创客”。