Arduino從入門到精通10講 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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楊帆 等 著

圖書標籤:

• Arduino
• 嵌入式係統
• 單片機
• 電子製作
• DIY
• 硬件開發
• 編程
• 傳感器
• 物聯網
• 實踐教程

齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121322990

版次：1

商品編碼：12176771

包裝：平裝

叢書名： 智能硬件設計叢書

開本：16開

齣版時間：2017-08-01

用紙：輕型紙

頁數：160

字數：184000

正文語種：中文

內容簡介

本書主要介紹基於Arduino 這一開源平颱的一係列電子製作方法。全書分為10 講，第1 講主要介 紹Arduino 的基礎知識，如單片機的發展、種類以及編程基礎等；第2 ～ 8 講主要講解基於常見電子 元器件的開發方法，如液晶顯示屏、藍牙、紅外和常用的傳感器，並結閤實物進行實驗探究，通過課 後小結作業進行能力的提升；第9 講介紹Arduino 設計方法和創新思維；第10 講介紹常用實例，將前 9 講的知識點進行融閤並應用。 本書內容框架明確，思路清晰，由易到難，讓讀者通過學習可以獨立設計作品。

作者簡介

楊帆，目前是哈爾濱理工大學自動化專業大四學生，大一加入學校的傳感器研究所工作，在電子製作類雜誌發錶專業文章多篇，ICAN大賽哈理工俱樂部社長，電子極客論壇版主。獲得***和省級電子信息類奬項多項。

目錄

第1講
第2講百變LED… ……………………………………………………… 021
1．點亮發光二極管………………………………………………………………022
2．閃爍的發光二極管……………………………………………………………026
3．會呼吸的LED…………………………………………………………………027
4．炫彩LED燈環…………………………………………………………………029
本講小結…………………………………………………………………………033
習題2………………………………………………………………………………033
Arduino基礎… ………………………………………………… 001
1．1　Arduino簡介… …………………………………………………………… 002
1．2　Arduino種類… …………………………………………………………… 002
1．3　開發環境的配置…………………………………………………………… 004
1．4　Arduino開發準備… ……………………………………………………… 007
1．5　軟件，你好………………………………………………………………… 009
1．6　常用元器件………………………………………………………………… 011
1．7　數字輸入…………………………………………………………………… 014
1．8　數字輸齣…………………………………………………………………… 014
1．9　串口輸入…………………………………………………………………… 015
1．10　串口輸齣… ……………………………………………………………… 017
1．11　模擬輸入… ……………………………………………………………… 018
1．12　模擬輸齣… ……………………………………………………………… 018
本講小結………………………………………………………………………… 019
vi
第3講輸入裝置………………………………………………………… 035
1．按鍵控製LED………………………………………………………………… 036
2．觸摸按鍵控製LED…………………………………………………………… 040
3．簡易密碼鎖設計……………………………………………………………… 043
本講小結………………………………………………………………………… 047
習題3……………………………………………………………………………… 047
第4講輸齣裝置………………………………………………………… 049
1．DIY音樂鍵盤… ……………………………………………………………… 050
2．鏇轉舵機控製………………………………………………………………… 053
本講小結………………………………………………………………………… 055
習題4……………………………………………………………………………… 056
第5講液晶顯示………………………………………………………… 057
1．1602液晶顯示…………………………………………………………………058
2．12864液晶顯示………………………………………………………………062
3．GPU22B液晶顯示……………………………………………………………065
本講小結…………………………………………………………………………071
習題5………………………………………………………………………………071
第6講紅外遙控………………………………………………………… 073
1．紅外遙控點亮LED……………………………………………………………074
2．紅外遙控液晶顯示……………………………………………………………077
本章小結…………………………………………………………………………080
習題6………………………………………………………………………………080
vii
第8講常用傳感器介紹………………………………………………… 091
1．溫濕度模塊模塊……………………………………………………………… 092
2．光敏傳感器模塊……………………………………………………………… 094
3．人體感應模塊………………………………………………………………… 096
4．超聲波模塊…………………………………………………………………… 097
5．SD卡模塊……………………………………………………………………… 099
6．射頻模塊……………………………………………………………………… 103
7．氣體采集模塊………………………………………………………………… 107
8．灰塵濃度檢測模塊…………………………………………………………… 109
本講小結………………………………………………………………………… 112
習題8……………………………………………………………………………… 112
第9講創新思維構架…………………………………………………… 113
第10講項目實例………………………………………………………… 117
1．智能射頻門禁………………………………………………………………… 118
2．智能藍牙門禁………………………………………………………………… 125
3．基於Processing藍牙智能小車……………………………………………… 133
4．室內參數報警器……………………………………………………………… 140

前言/序言

　　《Arduino從入門到精通10講》是大學生和初識Arduino單片機愛好者的入門教程，主要從十個方麵進行介紹。第1講Arduino基礎知識；第2講認識LED燈；第3講輸入裝置；第4講輸齣裝置；第5講液晶顯示；第6講紅外遙控；第7講藍牙遙控；第8講常用傳感器介紹；第9講創新思維構架；第10講製作實例。

　　本書的主要特色：（1）每一講配有相應實驗練習，讓讀者直接瞭解學習和製作的過程；（2）真正讓讀者從零基礎到可以自己動手製作想要的作品。

　　在編寫本書之前，筆者研究過51單片機，上手之後發現相關寄存器以及很多庫函數的使用和調用較為復雜，對於初學者來說有一定的難度。然而在使用過程中我們不難發現，在執行同樣的任務時，Arduino單片機在代碼數量、I/O口使用、庫函數的調用上遠遠易於51和大多數其他類型的單片機；另外，開發闆的體積也遠遠小於其他類型單片機，所以無論在使用還是在便攜性方麵都在一定程度上占據優勢。

　　筆者在撰寫之前，在國內電子製作雜誌上發錶過一些個人作品，多數讀者反饋製作有一定的難度，所以纔編寫這樣一本偏入門級的、麵嚮初學者的，知識更全、實踐指導性更強的書籍。筆者在開始接觸Arduino時，由於一些資源還沒有開源，網絡也並不發達，所以在學習和資源整閤匯總方麵走瞭一些彎路，但在哈爾濱理工大學李欣、徐軍、馬靜三位老師的指導下，找到瞭更好的學習方法以及更快的整閤資源的方式。在此由衷感謝三位老師。

　　由於作者水平有限，書中難免齣現錯誤，希望廣大讀者能夠批評指正。

《探尋未知：穿越數字洪流的藝術與實踐》 內容概述： 本書並非一本簡單的技術手冊，而是一次關於數字世界構建、交互與創新的深度探索。它將帶領讀者穿越信息技術發展的洪流，從最基礎的邏輯概念齣發，逐步揭示數字係統運作的內在規律，並在此基礎上，引導讀者掌握利用現有工具與平颱，將創意轉化為實際應用的能力。內容涵蓋瞭數字世界的基礎語言、信息處理的原理、人機交互的設計理念，以及如何運用前沿技術解決現實問題。 第一章：數字世界的基石——邏輯與編碼的語言 我們以數字世界最根本的構建塊——邏輯為起點。本章將深入淺齣地介紹二進製、布爾代時代以及基礎邏輯門電路的原理。這不是枯燥的理論堆砌，而是通過生動的類比和易於理解的圖示，讓你明白為何數字設備能進行如此復雜的運算。我們會探討邏輯門如何組閤形成更高級的功能，進而理解計算機硬件的底層運作機製。 在此基礎上，我們將引入“編碼”這一核心概念。我們會從為什麼需要編碼開始，解釋數據在數字世界中是如何被錶示和處理的。我們將介紹不同類型的數據結構，例如數組、鏈錶、棧和隊列，並闡述它們各自的特點和適用場景。本章還會涉及基礎算法的思維方式，例如搜索和排序，讓你初步體會到如何高效地組織和處理信息。雖然不會涉及具體的編程語言，但會建立起理解任何編程語言的基礎，為後續的學習打下堅實的邏輯基礎。 第二章：信息之海的導航員——數據結構與算法的智慧 如果說第一章搭建瞭數字世界的骨架，那麼本章就是為這骨架注入靈魂。我們將深入探索更為復雜和實用的數據結構，例如樹（二叉樹、平衡樹、B樹）和圖。你將理解它們在組織層級關係、網絡結構等問題上的強大能力，並學習如何通過遍曆、查找和插入等操作來高效地管理這些數據。 算法是解決問題的步驟和方法，本章將聚焦於算法的設計思想和分析。我們會介紹遞歸、動態規劃等經典算法思想，並結閤實際案例，例如最短路徑算法（Dijkstra、Floyd-Warshall）、最小生成樹算法（Prim、Kruskal）等，讓你掌握分析問題、設計解決方案的能力。我們還會討論算法的時間復雜度和空間復雜度，讓你明白如何評估一個算法的效率，以及在資源有限的情況下做齣最優選擇。理解這些，你就掌握瞭在信息海洋中高效航行的羅盤和地圖。 第三章：人與機器的對話——交互設計與用戶體驗的藝術 數字技術的核心是為瞭服務於人，因此，人機交互的設計就顯得尤為重要。本章將從心理學和認知科學的角度齣發，探討優秀的用戶界麵（UI）和用戶體驗（UX）設計原則。我們會分析用戶需求，理解用戶的行為模式，並學習如何通過直觀、易用、高效的界麵設計來提升用戶滿意度。 我們將探討信息架構、導航設計、視覺設計以及交互流程的優化。從按鈕的放置到色彩的搭配，從反饋機製的設置到錯誤處理的策略，每一個細節都關乎用戶是否能順暢地使用産品。本章還會涉及一些前沿的交互模式，例如語音交互、手勢識彆以及沉浸式體驗（AR/VR）的初步概念，為你打開未來人機交互的新視野。你將學會如何站在用戶的角度思考，設計齣不僅功能強大，而且令人愉悅的産品。 第四章：數據的價值挖掘——數據庫原理與應用 數據是數字時代最重要的資産，而數據庫則是管理和利用這些數據的核心。本章將從數據庫的基本概念開始，介紹關係型數據庫（SQL）和非關係型數據庫（NoSQL）的原理與特點。你將理解什麼是錶、字段、記錄，以及如何通過主鍵、外鍵來建立數據之間的聯係。 我們會學習SQL語言的基礎，包括查詢（SELECT）、插入（INSERT）、更新（UPDATE）和刪除（DELETE）等操作，讓你能夠從數據庫中提取所需的信息。同時，我們也會探討數據庫設計中的範式理論，以保證數據的完整性和一緻性。對於NoSQL數據庫，我們將介紹鍵值存儲、文檔數據庫、列族數據庫和圖數據庫等不同類型，並分析它們在特定場景下的優勢。本章還會涉及數據索引、事務管理以及數據庫安全等重要概念，為你掌握數據的管理與挖掘提供堅實的基礎。 第五章：網絡的脈絡——通信協議與分布式係統的奧秘 互聯網將世界連接在一起，其背後是復雜的通信協議和精妙的分布式係統設計。本章將帶你走進網絡的世界，理解TCP/IP協議棧的工作原理，從IP地址到端口號，從HTTP到HTTPS，逐層揭示數據如何在網絡中傳輸。 我們將探討網絡拓撲結構，瞭解客戶端-服務器模型、點對點模型等不同架構。同時，本章還將深入淺齣地介紹分布式係統的基本概念，例如一緻性、可用性和分區容錯性（CAP定理）。你將理解微服務架構、負載均衡、服務發現等現代分布式係統中的關鍵技術。通過理解這些，你將能更好地理解現代互聯網應用的運行機製，並為構建可擴展、高可用的係統打下理論基礎。 第六章：智能的萌芽——機器學習與數據分析導論 機器學習是當前最熱門的技術領域之一，它賦予瞭計算機從數據中學習的能力。本章將為你揭開機器學習的神秘麵紗，介紹監督學習、無監督學習和強化學習等基本範式。 我們會探討一些經典的機器學習算法，例如綫性迴歸、邏輯迴歸、決策樹、支持嚮量機（SVM）以及K-means聚類等，並通過直觀的例子讓你理解它們的工作原理。本章還將涉及數據預處理、特徵工程、模型評估與選擇等機器學習流程中的重要環節。雖然不會深入到復雜的數學推導，但會讓你對機器學習的應用場景和潛力有一個清晰的認識，並為你進一步學習更高級的機器學習技術做好鋪墊。 第七章：創造的邊界——軟件開發流程與項目管理 將想法轉化為可運行的軟件産品，需要一套嚴謹的開發流程和有效的項目管理。本章將介紹敏捷開發（Agile）和瀑布模型（Waterfall）等主流的軟件開發方法論，並分析它們的優缺點。 我們會探討需求分析、設計、編碼、測試、部署和維護等軟件生命周期的各個階段。你將瞭解版本控製係統（如Git）在團隊協作中的重要性，以及持續集成/持續部署（CI/CD）如何提高開發效率。此外，本章還會涉及項目管理的基本工具和技術，例如任務分解、進度跟蹤、風險管理和溝通協調，幫助你理解如何高效地組織和管理一個軟件開發項目。 第八章：安全的基石——信息安全與隱私保護 在數字世界日益普及的同時，信息安全與隱私保護也變得前所未有的重要。本章將深入探討信息安全的基本概念，包括機密性、完整性和可用性。 我們會介紹常見的安全威脅，例如惡意軟件（病毒、木馬、勒索軟件）、網絡釣魚、DDoS攻擊以及SQL注入等，並分析它們的攻擊原理。本章還將講解一些基本的安全防護技術，例如密碼學基礎（對稱加密、非對稱加密、哈希函數）、防火牆、入侵檢測係統（IDS）以及安全審計等。同時，我們也會關注個人和組織如何保護數據隱私，並探討相關的法律法規和倫理規範。 第九章：未來的脈搏——新興技術展望 本章將帶領讀者展望數字世界的未來，聚焦於那些正在改變我們生活方式和工作方式的新興技術。我們將探討人工智能（AI）的更深層發展，例如深度學習、自然語言處理（NLP）以及計算機視覺的最新進展。 我們還會關注物聯網（IoT）如何將物理世界與數字世界無縫連接，以及邊緣計算（Edge Computing）如何將計算能力推嚮數據源頭。此外，本章還會涉及區塊鏈技術及其在去中心化應用、數字資産管理等方麵的潛力，以及雲計算的持續演進和對企業IT架構的影響。你將有機會瞭解這些前沿技術如何相互融閤，共同塑造一個更加智能、互聯和高效的未來。 第十章：實踐齣真知——綜閤案例與創新實踐 理論的學習最終要落到實踐。本章將通過一係列精心設計的綜閤案例，引導讀者將前幾章所學的知識融會 অবিশ্বাস্য地融閤起來。我們將選擇一些貼近現實的場景，例如智能傢居係統設計、在綫教育平颱構建、數據可視化工具開發等，讓你在解決具體問題的過程中，鞏固和深化對各項技術的理解。 除瞭案例分析，本章還將鼓勵讀者進行創新實踐。我們會提供一些啓發性的項目思路，並引導你如何從一個模糊的想法開始，逐步將其細化、設計、實現並最終驗證。本章旨在激發你的創造力，培養你獨立解決問題的能力，並讓你體會到數字技術在解決現實世界挑戰中的強大力量。在這裏，你將不僅僅是知識的接收者，更是數字世界的創造者。 本書特色： 循序漸進，體係全麵： 從基礎邏輯到前沿技術，構建完整的數字世界認知框架。 理論與實踐結閤： 深入淺齣的理論闡述，輔以豐富的案例分析和實踐指導。 強調思維方式： 培養讀者的邏輯思維、分析能力和解決問題的能力，而非 rote learning。 麵嚮未來： 關注新興技術，為讀者打開對未來數字世界發展的視野。 啓發創新： 鼓勵讀者將所學知識應用於實際，成為數字時代的創造者。 無論你是對數字世界充滿好奇的初學者，還是希望係統梳理知識的技術愛好者，亦或是渴望掌握未來發展方嚮的探索者，《探尋未知：穿越數字洪流的藝術與實踐》都將是你不可或缺的夥伴。它將點燃你探索數字世界的激情，賦能你在這個日新月異的時代創造價值。

評分☆☆☆☆☆

這本《Arduino從入門到精通10講》簡直是我近期遇到的最寶貴的技術啓濛讀物瞭，尤其是它在概念講解上的深度和廣度，讓我耳目一新。我一直以為電子編程會是非常枯燥和抽象的，但作者通過大量生動形象的例子，以及對每一個核心概念的深入剖析，完全顛覆瞭我的認知。例如，在講解數字輸入輸齣時，它沒有停留在簡單的“高電平低電平”描述，而是深入淺齣地解釋瞭這些電平信號在Arduino內部是如何被處理的，以及如何與外部世界進行交互。同樣，對於PWM（脈寬調製）的講解，這本書也做得非常齣色，它不僅解釋瞭PWM是什麼，還細緻地描繪瞭它在模擬控製中的重要作用，比如如何通過改變占空比來控製LED的亮度，或者舵機的角度。我印象特彆深刻的是，書中對於一些高級主題的介紹，比如中斷和串口通信，雖然篇幅可能不如基礎章節多，但講解得非常到位，讓我能夠觸類旁通，理解更復雜的程序邏輯。在學習過程中，我遇到的很多“為什麼”都能在這本書中找到清晰的答案，感覺像是有一個經驗豐富的導師在旁邊手把手地教我，讓我少走瞭很多彎路。這本書為我打下瞭堅實的基礎，為我日後深入研究更復雜的嵌入式係統項目，提供瞭源源不斷的動力。

評分☆☆☆☆☆

這本書真的讓我對“精通”這兩個字有瞭更深的理解，它不是那種學完就能立馬去參加奧林匹剋競賽的“速成”，而是真正地把“精通”這件事拆解成瞭可執行的步驟，讓我看到瞭路徑。我本身對編程有過一些接觸，但是對於硬件交互這塊一直是個小白。《Arduino從入門到精通10講》在這方麵做得非常棒，它不僅僅是教你 Arduino 的基本用法，更重要的是，它在各個章節中穿插瞭大量關於電子元件原理和它們如何與 Arduino 配閤工作的知識。比如，在講解模擬輸入時，它會詳細說明ADC（模數轉換器）的工作原理，以及為什麼不同的模擬傳感器需要不同的處理方式。在我看來，這部分內容是很多入門級教程所忽略的，但恰恰是這些深入的原理性講解，讓我對整個Arduino生態有瞭更宏觀的認識。而且，書中關於算法和數據結構的講解，也並非泛泛而談，而是結閤具體的 Arduino 應用場景，比如如何用狀態機來管理復雜的交互邏輯，或者如何用數組來處理傳感器數據的批量讀取。這些內容讓我感覺到，這本書真的在循序漸進地引導我，從一個簡單的指令執行者，變成一個能夠設計和實現更復雜係統的開發者。

評分☆☆☆☆☆

我必須說，《Arduino從入門到精通10講》這本書，徹底改變瞭我對學習新技術的一種看法。我一直以為學習編程和電子技術必須要有深厚的數學和物理功底，所以一直不敢輕易嘗試。但是這本書，它用一種非常“接地氣”的方式，把復雜的概念變得淺顯易懂。它的語言風格非常親切，就像一個有經驗的朋友在跟你分享他的技術心得，而不是冷冰冰的技術文檔。我記得其中一章講到關於“電機控製”的部分，書中不僅給齣瞭直接控製電機轉動的代碼，還詳細解釋瞭為什麼需要H橋電路來控製電機的正反轉和速度，並且還討論瞭如何利用PWM來平滑地改變電機速度，避免突然的啓動和停止對電機造成衝擊。最讓我感動的是，在書中結尾處，它不僅僅是結束瞭最後的教程，而是給齣瞭很多關於“如何繼續學習”和“如何找到社區資源”的建議，這讓我感覺到，這本書不僅僅是提供知識，更重要的是教會我如何“學習”，如何在這個不斷發展的技術領域裏找到屬於自己的方嚮。這種“授人以漁”的方式，讓我覺得這本書的價值遠遠超過瞭書本本身，它點燃瞭我持續學習的熱情。

評分☆☆☆☆☆

我一直對那種能夠DIY製作各種有趣小玩意兒的項目充滿好奇，但是又苦於沒有一個好的起點。《Arduino從入門到精通10講》這本書，就像是為我量身定做的引路人。它不是那種隻講理論的書，而是非常注重實操性，每一章都緊跟著一個或者幾個實用的項目。我特彆喜歡它在講解過程中，總是會提前預設讀者可能遇到的問題，然後給齣非常詳細的解決方案。比如，在我嘗試連接傳感器的時候，有時候接綫順序不對，或者代碼哪裏寫錯瞭，總是會遇到各種各樣的報錯。這本書裏，它會提前列齣“常見錯誤及排查方法”，這真的是太貼心瞭！我印象最深的是，有一次我嘗試做一個能夠根據光綫強弱自動調節LED亮度的裝置，書裏給瞭我非常清晰的指導，從如何選擇閤適的光敏電阻，到如何編寫代碼讀取光綫值並映射到PWM輸齣，每一個步驟都講解得非常細緻。當我最終成功地讓LED燈隨著我遮擋光綫的手而變化亮度時，那種實現一個小小的智能化的感覺，真的讓我非常興奮。這本書讓我覺得，我也可以成為一個創造者，用簡單的電子元件和代碼，把自己的想法變成現實。

評分☆☆☆☆☆

天呐，這本書簡直把我從一個對著電路圖一頭霧水的新手，變成瞭一個能自己動手做齣小玩意兒的神奇魔法師！我之前對電子和編程的理解，基本上就是零基礎，看那些技術文檔就像看天書一樣。但這本書不一樣，它不是一股腦地把所有概念堆過來，而是非常有條理地，從最基礎的“什麼是Arduino”開始，一步一步地引導我。第一講就講瞭怎麼搭建開發環境，這對我來說簡直是掃清瞭第一個大障礙。然後慢慢地，它介紹瞭各種傳感器的使用，比如如何讀取溫度，如何控製LED閃爍，甚至是如何用超聲波傳感器測量距離。最讓我驚喜的是，它不僅僅是告訴你怎麼接綫，更重要的是解釋瞭代碼背後的邏輯，讓我明白為什麼這樣寫就行得通。我記得有一次，我跟著書裏的例子做瞭一個簡單的交通燈模擬，雖然隻是幾個LED燈的切換，但當我看到它們按照預設的順序有規律地閃爍時，那種成就感真的無法言喻。而且，這本書裏的例子都非常貼近實際，很容易就能想到可以用在什麼地方。我甚至開始構思用Arduino做一個智能澆花係統，讓我的綠植再也不會因為我忘記澆水而枯萎瞭。這本書真的打開瞭我的新世界的大門，讓我覺得技術原來也沒有那麼遙不可及，隻要跟著它一步步來，人人都能成為一個小小的創客。