Arduino开发从零开始学

Arduino是一款便捷、灵活、方便上手的开源电子原型平台，包含硬件（各种型号的Arduino板）和软件（Arduino IDE）两部分。Arduino本质上是一种电子工具，可以用来制作许多有趣的创意电子作品，比如四轴飞行器、智能小车等。本书详解Arduino UNO R3开发板和常用电子元件的用法，并结合下位机实验、上位机实验以及智能小车项目，帮助读者掌握Arduino开发技能。《Arduino开发从零开始学》配套示例源码、PPT课件、配图文件、作者QQ答疑服务。
《Arduino开发从零开始学》共分11章，内容包括Arduino平台概述、搭建Arduino开发环境、辅助性库函数、电路设计软件Fritzing入门、硬件入门、发光二极管、按键数字信号、按键开关控制LED、Arduino纯下位机实验（包括17个小实验）、Arduino和上位机实验、超声波智能小车项目实战。《Arduino开发从零开始学》所用电子元件均需自行购买。
《Arduino开发从零开始学》既适合Arduino初学者、电子技术爱好者、Arduino智能小车创意开发人员阅读，也可作为高等院校或高职高专电子、物联网等专业的教材。

爱玩键盘的猫，南京理工大学电子工程与光电技术学院学士。20年电子工程和嵌入式软件应用开发工作资历，在Arduino开发方面积累了一定的实践经验，希望本书能帮助学电子的学生和工程师快速掌握这一平台的开发。

第1章  Arduino平台概述 1
1.1  什么是Arduino 1
1.2  Arduino的起源 2
1.3  Arduino的主要特点 3
1.4  Arduino的应用场景 3
第2章  搭建Arduino开发环境 5
2.1  下载和安装Arduino IDE 5
2.2  设置Arduino IDE中文界面 6
2.3  Arduino IDE界面简介 7
2.3.1  标题栏 8
2.3.2  菜单栏 8
2.3.3  工具栏 10
2.3.4  代码编辑器 12
2.4  连接开发板并安装驱动 13
2.5  验证开发环境 16
2.5.1  第一个Arduino程序 16
2.5.2  数字引脚和数字电平 20
2.6  串口打印 20
2.6.1  Print类 21
2.6.2  Stream类 22
2.6.3  HardwareSerial类 24
2.7  常见的第三方软件 31
2.7.1  Arduino的模拟仿真利器Virtual Breadboard 31
2.7.2  电路分析与实物仿真软件Proteus 32
第3章  辅助性库函数 33
3.1  位操作函数 33
3.1.1  bitRead读取位数据 33
3.1.2  bitWrite写位数据 36
3.1.3  bitSet置1 38
3.1.4  bitClear置0 39
3.1.5  lowByte提取低字节 39
3.1.6  highByte提取高字节 41
3.2  随机数函数 41
3.2.1  randomSeed设置随机数种子 42
3.2.2  random生成随机数 43
3.3  时间函数 43
3.3.1  delay暂停程序（毫秒级） 44
3.3.2  delayMicroseconds暂停程序（微秒级） 44
3.3.3  micros运行计时（微秒级） 44
3.3.4  millis运行计时（毫秒级） 45
3.4  数学函数 46
3.5  字符函数 47
3.6  数字输入/输出操作函数 47
3.6.1  pinMode设置引脚模式 48
3.6.2  digitalRead读取引脚值 48
3.6.3  digitalWrite向引脚写值 48
3.7  模拟输入/输出操作函数 50
3.7.1  analogRead读取模拟引脚 50
3.7.2  analogReference改变基准电压 51
3.7.3  analogWrite输出模拟信号 51
3.8  高级输入/输出操作函数 52
3.8.1  tone生成方波 52
3.8.2  noTone停止方波 53
3.8.3  pulseIn读取脉冲 53
3.8.4  pulseInLong读取脉冲 54
3.8.5  shiftIn移入数据 55
3.8.6  shiftOut移出数据 55
3.9  中断操作函数 56
3.9.1  interrupts重启中断 56
3.9.2  noInterrupts禁用中断 56
3.9.3  attachInterrupt设置一个中断 57
3.9.4  detachInterrupt 58
3.9.5  digitalPinToInterrupt 58
第4章  电路设计软件Fritzing入门 59
4.1  认识Fritzing 59
4.1.1  下载和安装Fritzing 61
4.1.2  Fritzing主界面 62
4.1.3  元件库 65
4.2  使用Fritzing模拟电路 69
4.2.1  点亮和烧毁LED灯 70
4.2.2  测量电压和电流 72
第5章  硬件入门 75
5.1  单片机和开发板 75
5.1.1  什么是单片机 75
5.1.2  主流单片机 76
5.1.3  开发板 77
5.1.4  Arduino属于单片机开发板 78
5.1.5  Atmel公司的单片机 78
5.1.6  AVR单片机的优缺点 79
5.2  电压、电流和电阻 79
5.2.1  电压 79
5.2.2  电流 80
5.2.3  电阻 80
5.3  电子元件 81
5.3.1  电容 81
5.3.2  发光二极管 82
5.3.3  开关 82
5.3.4  晶体振荡器 83
5.3.5  七段数码管 83
5.3.6  米字数码管 84
5.3.7  蜂鸣器 84
5.3.8  二极管 84
5.3.9  三极管 85
5.3.10  三态缓冲器74125 85
5.3.11  光电耦合器 85
5.3.12  电位器 86
5.3.13  继电器 86
5.4  详解电阻器 87
5.4.1  电阻器的定义 87
5.4.2  电阻器的作用 87
5.4.3  电阻器的分类 88
5.4.4  区分薄膜式与厚膜式 94
5.5  线路 95
5.5.1  导线 95
5.5.2  引脚 95
5.5.3  GND 96
5.6  电路图 96
5.7  常用软硬件工具 97
5.8  面包板和跳线 102
5.8.1  面包板 102
5.8.2  跳线 105
5.9  ATmega328P单片机 106
5.10  Arduino开发板的常见型号 108
5.10.1  Arduino UNO开发板 108
5.10.2  Arduino Leonardo开发板 109
第6章  发光二极管 111
6.1  LED概述 111
6.1.1  LED的概念 111
6.1.2  PN结 112
6.1.3  LED的工作原理 114
6.1.4  LED的特点 116
6.1.5  LED的参数 117
6.1.6  LED的分类 117
6.2  LED实战 119
6.2.1  电路图 119
6.2.2  模拟电路 121
6.2.3  点亮和熄灭LED 122
6.2.4  伏安特性 124
6.2.5  搭建实物电路 125
6.2.6  编写程序 126
第7章  按键数字信号 128
7.1  输入模式和按键开关 128
7.2  模拟电路 129
7.3  搭建实物电路 133
7.4  编程让电路工作 134
第8章  按键开关控制LED 137
8.1  输入上拉的概念 137
8.2  电路设计 138
8.3  编写程序驱动电路 139
第9章  Arduino纯下位机实验 141
9.1  制作LED流水灯 141
9.1.1  电路设计 142
9.1.2  搭建电路并开发程序 143
9.2  制作抢答器 145
9.2.1  电路设计 145
9.2.2  搭建电路并开发程序 146
9.3  让蜂鸣器发出不同频率的声音 149
9.3.1  电路设计 149
9.3.2  搭建电路并开发程序 149
9.4  用按键开关控制蜂鸣器 151
9.4.1  电路设计 151
9.4.2  搭建电路并开发程序 151
9.5  读取电位器模拟量 153
9.5.1  电路设计 154
9.5.2  搭建电路并开发程序 155
9.6  光控小灯 157
9.6.1  电路设计 158
9.6.2  搭建电路并开发程序 158
9.7  电位器调节光的亮度 160
9.7.1  电路设计 161
9.7.2  搭建电路并开发程序 162
9.8  RGB三色LED实验 163
9.8.1  电路设计 163
9.8.2  搭建电路并开发程序 164
9.9  火焰传感器控制LED灯 166
9.9.1  电路设计 167
9.9.2  搭建电路并开发程序 168
9.10  电压表 169
9.10.1  电路设计 170
9.10.2  搭建电路并开发程序 170
9.11  声控灯 172
9.11.1  电路设计 172
9.11.2  搭建电路并开发程序 173
9.12  红外编码 175
9.12.1  电路设计 175
9.12.2  搭建电路并开发程序 176
9.13  红外控制LED 179
9.13.1  电路设计 180
9.13.2  搭建电路并开发程序 180
9.14  一位数码管显示 182
9.14.1  电路设计 184
9.14.2  搭建电路并开发程序 184
9.15  四位数码管 188
9.15.1  电路设计 189
9.15.2  搭建电路并开发程序 189
9.16  LCD显示屏 194
9.16.1  电路设计 196
9.16.2  搭建电路并开发程序 196
9.17  直流电机驱动风扇 198
9.17.1  电路设计 199
9.17.2  搭建电路并开发程序 200
第10章  Arduino和上位机实验 202
10.1  安装Visual C   2017 202
10.2  Win32下的串口编程API 204
10.2.1  打开串口 204
10.2.2  配置串口 206
10.2.3  读写串口 210
10.2.4  关闭串口 212
10.3  VC和Arduino程序之间的串口通信 212
第11章  超声波智能小车项目实战 218
11.1  组装小车 218
11.2  测试小车轮子 223
11.2.1  L298N驱动板的接线 223
11.2.2  检查通电情况 228
11.2.3  小车前进 228
11.3  超声波避障 229
11.3.1  认识超声波传感器 229
11.3.2  超声波模块的接线 230
11.3.3  编程测试超声波模块 231
11.3.4  无舵机小车避障 234
11.3.5  编程测试舵机模块 236
11.3.6  有舵机小车避障 239
11.4  魔法手控制小车 242
11.5  红外遥控器控制小车 242
11.5.1  红外遥控接收器的组装 243
11.5.2  红外遥控接收器的接线 244
11.5.3  编程实现遥控小车 244
11.6  红外避障 246
11.6.1  避障红外传感器的组装 246
11.6.2  避障红外传感器的接线 246
11.6.3  编程实现红外避障 247
11.7  小车原地旋转 248
11.8  聪明小车智能寻迹 249
11.8.1  寻迹传感器的组装 250
11.8.2  寻迹传感器的接线 250
11.8.3  布置路径 250
11.8.4  实现小车直走寻迹 251
11.8.5  实现小车转弯寻迹 251

Arduino是一款便捷、灵活、方便上手的开源电子原型平台，包含硬件（各种型号的Arduino板）和软件（Arduino IDE）两部分。Arduino本质上是一种电子工具，可以用来制作许多有趣的创意电子作品，比如四轴飞行器、智能小车等。本书详解Arduino UNO R3开发板和常用电子元件的用法，并结合下位机实验、上位机实验以及智能小车项目，帮助读者掌握Arduino开发技能。《Arduino开发从零开始学》配套示例源码、PPT课件、配图文件、作者QQ答疑服务。
《Arduino开发从零开始学》共分11章，内容包括Arduino平台概述、搭建Arduino开发环境、辅助性库函数、电路设计软件Fritzing入门、硬件入门、发光二极管、按键数字信号、按键开关控制LED、Arduino纯下位机实验（包括17个小实验）、Arduino和上位机实验、超声波智能小车项目实战。《Arduino开发从零开始学》所用电子元件均需自行购买。
《Arduino开发从零开始学》既适合Arduino初学者、电子技术爱好者、Arduino智能小车创意开发人员阅读，也可作为高等院校或高职高专电子、物联网等专业的教材。

爱玩键盘的猫，南京理工大学电子工程与光电技术学院学士。20年电子工程和嵌入式软件应用开发工作资历，在Arduino开发方面积累了一定的实践经验，希望本书能帮助学电子的学生和工程师快速掌握这一平台的开发。