Arduino从入门到精通10讲 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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杨帆 等 著

图书标签:

• Arduino
• 嵌入式系统
• 单片机
• 电子制作
• DIY
• 硬件开发
• 编程
• 传感器
• 物联网
• 实践教程

出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121322990

版次：1

商品编码：12176771

包装：平装

丛书名： 智能硬件设计丛书

开本：16开

出版时间：2017-08-01

用纸：轻型纸

页数：160

字数：184000

正文语种：中文

内容简介

本书主要介绍基于Arduino 这一开源平台的一系列电子制作方法。全书分为10 讲，第1 讲主要介 绍Arduino 的基础知识，如单片机的发展、种类以及编程基础等；第2 ～ 8 讲主要讲解基于常见电子 元器件的开发方法，如液晶显示屏、蓝牙、红外和常用的传感器，并结合实物进行实验探究，通过课 后小结作业进行能力的提升；第9 讲介绍Arduino 设计方法和创新思维；第10 讲介绍常用实例，将前 9 讲的知识点进行融合并应用。 本书内容框架明确，思路清晰，由易到难，让读者通过学习可以独立设计作品。

作者简介

杨帆，目前是哈尔滨理工大学自动化专业大四学生，大一加入学校的传感器研究所工作，在电子制作类杂志发表专业文章多篇，ICAN大赛哈理工俱乐部社长，电子极客论坛版主。获得***和省级电子信息类奖项多项。

目录

第1讲
第2讲百变LED… ……………………………………………………… 021
1．点亮发光二极管………………………………………………………………022
2．闪烁的发光二极管……………………………………………………………026
3．会呼吸的LED…………………………………………………………………027
4．炫彩LED灯环…………………………………………………………………029
本讲小结…………………………………………………………………………033
习题2………………………………………………………………………………033
Arduino基础… ………………………………………………… 001
1．1　Arduino简介… …………………………………………………………… 002
1．2　Arduino种类… …………………………………………………………… 002
1．3　开发环境的配置…………………………………………………………… 004
1．4　Arduino开发准备… ……………………………………………………… 007
1．5　软件，你好………………………………………………………………… 009
1．6　常用元器件………………………………………………………………… 011
1．7　数字输入…………………………………………………………………… 014
1．8　数字输出…………………………………………………………………… 014
1．9　串口输入…………………………………………………………………… 015
1．10　串口输出… ……………………………………………………………… 017
1．11　模拟输入… ……………………………………………………………… 018
1．12　模拟输出… ……………………………………………………………… 018
本讲小结………………………………………………………………………… 019
vi
第3讲输入装置………………………………………………………… 035
1．按键控制LED………………………………………………………………… 036
2．触摸按键控制LED…………………………………………………………… 040
3．简易密码锁设计……………………………………………………………… 043
本讲小结………………………………………………………………………… 047
习题3……………………………………………………………………………… 047
第4讲输出装置………………………………………………………… 049
1．DIY音乐键盘… ……………………………………………………………… 050
2．旋转舵机控制………………………………………………………………… 053
本讲小结………………………………………………………………………… 055
习题4……………………………………………………………………………… 056
第5讲液晶显示………………………………………………………… 057
1．1602液晶显示…………………………………………………………………058
2．12864液晶显示………………………………………………………………062
3．GPU22B液晶显示……………………………………………………………065
本讲小结…………………………………………………………………………071
习题5………………………………………………………………………………071
第6讲红外遥控………………………………………………………… 073
1．红外遥控点亮LED……………………………………………………………074
2．红外遥控液晶显示……………………………………………………………077
本章小结…………………………………………………………………………080
习题6………………………………………………………………………………080
vii
第8讲常用传感器介绍………………………………………………… 091
1．温湿度模块模块……………………………………………………………… 092
2．光敏传感器模块……………………………………………………………… 094
3．人体感应模块………………………………………………………………… 096
4．超声波模块…………………………………………………………………… 097
5．SD卡模块……………………………………………………………………… 099
6．射频模块……………………………………………………………………… 103
7．气体采集模块………………………………………………………………… 107
8．灰尘浓度检测模块…………………………………………………………… 109
本讲小结………………………………………………………………………… 112
习题8……………………………………………………………………………… 112
第9讲创新思维构架…………………………………………………… 113
第10讲项目实例………………………………………………………… 117
1．智能射频门禁………………………………………………………………… 118
2．智能蓝牙门禁………………………………………………………………… 125
3．基于Processing蓝牙智能小车……………………………………………… 133
4．室内参数报警器……………………………………………………………… 140

前言/序言

　　《Arduino从入门到精通10讲》是大学生和初识Arduino单片机爱好者的入门教程，主要从十个方面进行介绍。第1讲Arduino基础知识；第2讲认识LED灯；第3讲输入装置；第4讲输出装置；第5讲液晶显示；第6讲红外遥控；第7讲蓝牙遥控；第8讲常用传感器介绍；第9讲创新思维构架；第10讲制作实例。

　　本书的主要特色：（1）每一讲配有相应实验练习，让读者直接了解学习和制作的过程；（2）真正让读者从零基础到可以自己动手制作想要的作品。

　　在编写本书之前，笔者研究过51单片机，上手之后发现相关寄存器以及很多库函数的使用和调用较为复杂，对于初学者来说有一定的难度。然而在使用过程中我们不难发现，在执行同样的任务时，Arduino单片机在代码数量、I/O口使用、库函数的调用上远远易于51和大多数其他类型的单片机；另外，开发板的体积也远远小于其他类型单片机，所以无论在使用还是在便携性方面都在一定程度上占据优势。

　　笔者在撰写之前，在国内电子制作杂志上发表过一些个人作品，多数读者反馈制作有一定的难度，所以才编写这样一本偏入门级的、面向初学者的，知识更全、实践指导性更强的书籍。笔者在开始接触Arduino时，由于一些资源还没有开源，网络也并不发达，所以在学习和资源整合汇总方面走了一些弯路，但在哈尔滨理工大学李欣、徐军、马静三位老师的指导下，找到了更好的学习方法以及更快的整合资源的方式。在此由衷感谢三位老师。

　　由于作者水平有限，书中难免出现错误，希望广大读者能够批评指正。

《探寻未知：穿越数字洪流的艺术与实践》 内容概述： 本书并非一本简单的技术手册，而是一次关于数字世界构建、交互与创新的深度探索。它将带领读者穿越信息技术发展的洪流，从最基础的逻辑概念出发，逐步揭示数字系统运作的内在规律，并在此基础上，引导读者掌握利用现有工具与平台，将创意转化为实际应用的能力。内容涵盖了数字世界的基础语言、信息处理的原理、人机交互的设计理念，以及如何运用前沿技术解决现实问题。 第一章：数字世界的基石——逻辑与编码的语言 我们以数字世界最根本的构建块——逻辑为起点。本章将深入浅出地介绍二进制、布尔代时代以及基础逻辑门电路的原理。这不是枯燥的理论堆砌，而是通过生动的类比和易于理解的图示，让你明白为何数字设备能进行如此复杂的运算。我们会探讨逻辑门如何组合形成更高级的功能，进而理解计算机硬件的底层运作机制。 在此基础上，我们将引入“编码”这一核心概念。我们会从为什么需要编码开始，解释数据在数字世界中是如何被表示和处理的。我们将介绍不同类型的数据结构，例如数组、链表、栈和队列，并阐述它们各自的特点和适用场景。本章还会涉及基础算法的思维方式，例如搜索和排序，让你初步体会到如何高效地组织和处理信息。虽然不会涉及具体的编程语言，但会建立起理解任何编程语言的基础，为后续的学习打下坚实的逻辑基础。 第二章：信息之海的导航员——数据结构与算法的智慧 如果说第一章搭建了数字世界的骨架，那么本章就是为这骨架注入灵魂。我们将深入探索更为复杂和实用的数据结构，例如树（二叉树、平衡树、B树）和图。你将理解它们在组织层级关系、网络结构等问题上的强大能力，并学习如何通过遍历、查找和插入等操作来高效地管理这些数据。 算法是解决问题的步骤和方法，本章将聚焦于算法的设计思想和分析。我们会介绍递归、动态规划等经典算法思想，并结合实际案例，例如最短路径算法（Dijkstra、Floyd-Warshall）、最小生成树算法（Prim、Kruskal）等，让你掌握分析问题、设计解决方案的能力。我们还会讨论算法的时间复杂度和空间复杂度，让你明白如何评估一个算法的效率，以及在资源有限的情况下做出最优选择。理解这些，你就掌握了在信息海洋中高效航行的罗盘和地图。 第三章：人与机器的对话——交互设计与用户体验的艺术 数字技术的核心是为了服务于人，因此，人机交互的设计就显得尤为重要。本章将从心理学和认知科学的角度出发，探讨优秀的用户界面（UI）和用户体验（UX）设计原则。我们会分析用户需求，理解用户的行为模式，并学习如何通过直观、易用、高效的界面设计来提升用户满意度。 我们将探讨信息架构、导航设计、视觉设计以及交互流程的优化。从按钮的放置到色彩的搭配，从反馈机制的设置到错误处理的策略，每一个细节都关乎用户是否能顺畅地使用产品。本章还会涉及一些前沿的交互模式，例如语音交互、手势识别以及沉浸式体验（AR/VR）的初步概念，为你打开未来人机交互的新视野。你将学会如何站在用户的角度思考，设计出不仅功能强大，而且令人愉悦的产品。 第四章：数据的价值挖掘——数据库原理与应用 数据是数字时代最重要的资产，而数据库则是管理和利用这些数据的核心。本章将从数据库的基本概念开始，介绍关系型数据库（SQL）和非关系型数据库（NoSQL）的原理与特点。你将理解什么是表、字段、记录，以及如何通过主键、外键来建立数据之间的联系。 我们会学习SQL语言的基础，包括查询（SELECT）、插入（INSERT）、更新（UPDATE）和删除（DELETE）等操作，让你能够从数据库中提取所需的信息。同时，我们也会探讨数据库设计中的范式理论，以保证数据的完整性和一致性。对于NoSQL数据库，我们将介绍键值存储、文档数据库、列族数据库和图数据库等不同类型，并分析它们在特定场景下的优势。本章还会涉及数据索引、事务管理以及数据库安全等重要概念，为你掌握数据的管理与挖掘提供坚实的基础。 第五章：网络的脉络——通信协议与分布式系统的奥秘 互联网将世界连接在一起，其背后是复杂的通信协议和精妙的分布式系统设计。本章将带你走进网络的世界，理解TCP/IP协议栈的工作原理，从IP地址到端口号，从HTTP到HTTPS，逐层揭示数据如何在网络中传输。 我们将探讨网络拓扑结构，了解客户端-服务器模型、点对点模型等不同架构。同时，本章还将深入浅出地介绍分布式系统的基本概念，例如一致性、可用性和分区容错性（CAP定理）。你将理解微服务架构、负载均衡、服务发现等现代分布式系统中的关键技术。通过理解这些，你将能更好地理解现代互联网应用的运行机制，并为构建可扩展、高可用的系统打下理论基础。 第六章：智能的萌芽——机器学习与数据分析导论 机器学习是当前最热门的技术领域之一，它赋予了计算机从数据中学习的能力。本章将为你揭开机器学习的神秘面纱，介绍监督学习、无监督学习和强化学习等基本范式。 我们会探讨一些经典的机器学习算法，例如线性回归、逻辑回归、决策树、支持向量机（SVM）以及K-means聚类等，并通过直观的例子让你理解它们的工作原理。本章还将涉及数据预处理、特征工程、模型评估与选择等机器学习流程中的重要环节。虽然不会深入到复杂的数学推导，但会让你对机器学习的应用场景和潜力有一个清晰的认识，并为你进一步学习更高级的机器学习技术做好铺垫。 第七章：创造的边界——软件开发流程与项目管理 将想法转化为可运行的软件产品，需要一套严谨的开发流程和有效的项目管理。本章将介绍敏捷开发（Agile）和瀑布模型（Waterfall）等主流的软件开发方法论，并分析它们的优缺点。 我们会探讨需求分析、设计、编码、测试、部署和维护等软件生命周期的各个阶段。你将了解版本控制系统（如Git）在团队协作中的重要性，以及持续集成/持续部署（CI/CD）如何提高开发效率。此外，本章还会涉及项目管理的基本工具和技术，例如任务分解、进度跟踪、风险管理和沟通协调，帮助你理解如何高效地组织和管理一个软件开发项目。 第八章：安全的基石——信息安全与隐私保护 在数字世界日益普及的同时，信息安全与隐私保护也变得前所未有的重要。本章将深入探讨信息安全的基本概念，包括机密性、完整性和可用性。 我们会介绍常见的安全威胁，例如恶意软件（病毒、木马、勒索软件）、网络钓鱼、DDoS攻击以及SQL注入等，并分析它们的攻击原理。本章还将讲解一些基本的安全防护技术，例如密码学基础（对称加密、非对称加密、哈希函数）、防火墙、入侵检测系统（IDS）以及安全审计等。同时，我们也会关注个人和组织如何保护数据隐私，并探讨相关的法律法规和伦理规范。 第九章：未来的脉搏——新兴技术展望 本章将带领读者展望数字世界的未来，聚焦于那些正在改变我们生活方式和工作方式的新兴技术。我们将探讨人工智能（AI）的更深层发展，例如深度学习、自然语言处理（NLP）以及计算机视觉的最新进展。 我们还会关注物联网（IoT）如何将物理世界与数字世界无缝连接，以及边缘计算（Edge Computing）如何将计算能力推向数据源头。此外，本章还会涉及区块链技术及其在去中心化应用、数字资产管理等方面的潜力，以及云计算的持续演进和对企业IT架构的影响。你将有机会了解这些前沿技术如何相互融合，共同塑造一个更加智能、互联和高效的未来。 第十章：实践出真知——综合案例与创新实践 理论的学习最终要落到实践。本章将通过一系列精心设计的综合案例，引导读者将前几章所学的知识融会 অবিশ্বাস্য地融合起来。我们将选择一些贴近现实的场景，例如智能家居系统设计、在线教育平台构建、数据可视化工具开发等，让你在解决具体问题的过程中，巩固和深化对各项技术的理解。 除了案例分析，本章还将鼓励读者进行创新实践。我们会提供一些启发性的项目思路，并引导你如何从一个模糊的想法开始，逐步将其细化、设计、实现并最终验证。本章旨在激发你的创造力，培养你独立解决问题的能力，并让你体会到数字技术在解决现实世界挑战中的强大力量。在这里，你将不仅仅是知识的接收者，更是数字世界的创造者。 本书特色： 循序渐进，体系全面： 从基础逻辑到前沿技术，构建完整的数字世界认知框架。 理论与实践结合： 深入浅出的理论阐述，辅以丰富的案例分析和实践指导。 强调思维方式： 培养读者的逻辑思维、分析能力和解决问题的能力，而非 rote learning。 面向未来： 关注新兴技术，为读者打开对未来数字世界发展的视野。 启发创新： 鼓励读者将所学知识应用于实际，成为数字时代的创造者。 无论你是对数字世界充满好奇的初学者，还是希望系统梳理知识的技术爱好者，亦或是渴望掌握未来发展方向的探索者，《探寻未知：穿越数字洪流的艺术与实践》都将是你不可或缺的伙伴。它将点燃你探索数字世界的激情，赋能你在这个日新月异的时代创造价值。

评分☆☆☆☆☆

我一直对那种能够DIY制作各种有趣小玩意儿的项目充满好奇，但是又苦于没有一个好的起点。《Arduino从入门到精通10讲》这本书，就像是为我量身定做的引路人。它不是那种只讲理论的书，而是非常注重实操性，每一章都紧跟着一个或者几个实用的项目。我特别喜欢它在讲解过程中，总是会提前预设读者可能遇到的问题，然后给出非常详细的解决方案。比如，在我尝试连接传感器的时候，有时候接线顺序不对，或者代码哪里写错了，总是会遇到各种各样的报错。这本书里，它会提前列出“常见错误及排查方法”，这真的是太贴心了！我印象最深的是，有一次我尝试做一个能够根据光线强弱自动调节LED亮度的装置，书里给了我非常清晰的指导，从如何选择合适的光敏电阻，到如何编写代码读取光线值并映射到PWM输出，每一个步骤都讲解得非常细致。当我最终成功地让LED灯随着我遮挡光线的手而变化亮度时，那种实现一个小小的智能化的感觉，真的让我非常兴奋。这本书让我觉得，我也可以成为一个创造者，用简单的电子元件和代码，把自己的想法变成现实。

评分☆☆☆☆☆

天呐，这本书简直把我从一个对着电路图一头雾水的新手，变成了一个能自己动手做出小玩意儿的神奇魔法师！我之前对电子和编程的理解，基本上就是零基础，看那些技术文档就像看天书一样。但这本书不一样，它不是一股脑地把所有概念堆过来，而是非常有条理地，从最基础的“什么是Arduino”开始，一步一步地引导我。第一讲就讲了怎么搭建开发环境，这对我来说简直是扫清了第一个大障碍。然后慢慢地，它介绍了各种传感器的使用，比如如何读取温度，如何控制LED闪烁，甚至是如何用超声波传感器测量距离。最让我惊喜的是，它不仅仅是告诉你怎么接线，更重要的是解释了代码背后的逻辑，让我明白为什么这样写就行得通。我记得有一次，我跟着书里的例子做了一个简单的交通灯模拟，虽然只是几个LED灯的切换，但当我看到它们按照预设的顺序有规律地闪烁时，那种成就感真的无法言喻。而且，这本书里的例子都非常贴近实际，很容易就能想到可以用在什么地方。我甚至开始构思用Arduino做一个智能浇花系统，让我的绿植再也不会因为我忘记浇水而枯萎了。这本书真的打开了我的新世界的大门，让我觉得技术原来也没有那么遥不可及，只要跟着它一步步来，人人都能成为一个小小的创客。

评分☆☆☆☆☆

我必须说，《Arduino从入门到精通10讲》这本书，彻底改变了我对学习新技术的一种看法。我一直以为学习编程和电子技术必须要有深厚的数学和物理功底，所以一直不敢轻易尝试。但是这本书，它用一种非常“接地气”的方式，把复杂的概念变得浅显易懂。它的语言风格非常亲切，就像一个有经验的朋友在跟你分享他的技术心得，而不是冷冰冰的技术文档。我记得其中一章讲到关于“电机控制”的部分，书中不仅给出了直接控制电机转动的代码，还详细解释了为什么需要H桥电路来控制电机的正反转和速度，并且还讨论了如何利用PWM来平滑地改变电机速度，避免突然的启动和停止对电机造成冲击。最让我感动的是，在书中结尾处，它不仅仅是结束了最后的教程，而是给出了很多关于“如何继续学习”和“如何找到社区资源”的建议，这让我感觉到，这本书不仅仅是提供知识，更重要的是教会我如何“学习”，如何在这个不断发展的技术领域里找到属于自己的方向。这种“授人以渔”的方式，让我觉得这本书的价值远远超过了书本本身，它点燃了我持续学习的热情。

评分☆☆☆☆☆

这本《Arduino从入门到精通10讲》简直是我近期遇到的最宝贵的技术启蒙读物了，尤其是它在概念讲解上的深度和广度，让我耳目一新。我一直以为电子编程会是非常枯燥和抽象的，但作者通过大量生动形象的例子，以及对每一个核心概念的深入剖析，完全颠覆了我的认知。例如，在讲解数字输入输出时，它没有停留在简单的“高电平低电平”描述，而是深入浅出地解释了这些电平信号在Arduino内部是如何被处理的，以及如何与外部世界进行交互。同样，对于PWM（脉宽调制）的讲解，这本书也做得非常出色，它不仅解释了PWM是什么，还细致地描绘了它在模拟控制中的重要作用，比如如何通过改变占空比来控制LED的亮度，或者舵机的角度。我印象特别深刻的是，书中对于一些高级主题的介绍，比如中断和串口通信，虽然篇幅可能不如基础章节多，但讲解得非常到位，让我能够触类旁通，理解更复杂的程序逻辑。在学习过程中，我遇到的很多“为什么”都能在这本书中找到清晰的答案，感觉像是有一个经验丰富的导师在旁边手把手地教我，让我少走了很多弯路。这本书为我打下了坚实的基础，为我日后深入研究更复杂的嵌入式系统项目，提供了源源不断的动力。

评分☆☆☆☆☆

这本书真的让我对“精通”这两个字有了更深的理解，它不是那种学完就能立马去参加奥林匹克竞赛的“速成”，而是真正地把“精通”这件事拆解成了可执行的步骤，让我看到了路径。我本身对编程有过一些接触，但是对于硬件交互这块一直是个小白。《Arduino从入门到精通10讲》在这方面做得非常棒，它不仅仅是教你 Arduino 的基本用法，更重要的是，它在各个章节中穿插了大量关于电子元件原理和它们如何与 Arduino 配合工作的知识。比如，在讲解模拟输入时，它会详细说明ADC（模数转换器）的工作原理，以及为什么不同的模拟传感器需要不同的处理方式。在我看来，这部分内容是很多入门级教程所忽略的，但恰恰是这些深入的原理性讲解，让我对整个Arduino生态有了更宏观的认识。而且，书中关于算法和数据结构的讲解，也并非泛泛而谈，而是结合具体的 Arduino 应用场景，比如如何用状态机来管理复杂的交互逻辑，或者如何用数组来处理传感器数据的批量读取。这些内容让我感觉到，这本书真的在循序渐进地引导我，从一个简单的指令执行者，变成一个能够设计和实现更复杂系统的开发者。