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编辑推荐
开展创客教育的教材
自创客运动兴起以来,编写程序变得越来越简单,不再是程序员的专利。在各种各样
的编程方式、语言、软件当中,图形化编程对于推广创客教育和创客活动功不可没!
Mixly(中文名称为米思齐)是由北京师范大学教育学部创客教育实验室傅骞教授
团队基于Google 的Blockly 图形化编程框架开发的图形化Arduino 编程软件。
网页版Mixly(mixly.coolmakers.cc)是在傅骞教授团队的技术支持下开发的网络
在线版编程环境,其编程界面和所支持硬件平台与单机软件版Mixly 基本一致,并且加入了课程资源,无需安装软件即可完成编程过程(只需安装硬件驱动程序),主要适用于使用较老的计算机操作系统(如Windows XP)的用户学习Arduino 编程。本书所涉及的参考样例程序主要使用Mixly 图形化编程软件网络版编写。
Mini Bread Uno 是特别针对初学Arduino 编程的用户而设计的兼容Arduino
Uno 的低成本Arduino 开源硬件平台,因平台上自带一块Mini 面包板而得名,非常适合校园Arduino 编程入门教学课程使用。本书中所有编程应用案例均使用这款平台完成。
本书同时结合计算机表演赛、智能编程任务赛、中小学创客编程赛、单片机编程技能
赛等比赛题目,以及在各类创客挑战赛中常用的电路器材,由浅入深地通过一个个编程实例,结合部分参赛作品引导读者从零起步学习编程,在短时间内快速掌握创客项目常用电子电路器材的使用与编程方法,并具备从搭建硬件到编程的能力。
内容简介
《一块面包板玩转Arduino编程》将Arduino 图形化编程知识与Arduino 常见传感器、外围电路通过一块面包板巧妙地呈现出来,既有针对软件编程方法与技巧的讲解,又有关于电路及传感器知识的介绍。每个章节的内容都以一个应用性的题目呈现出来,前后内容既相互关联,又不重复,同时在每个应用案例后还给出了进阶题目让读者思考、完成,起到举一反三和提高的作用,更可直接用作课堂作业,帮助学生复习该节知识和进一步提高。
在编写《一块面包板玩转Arduino编程》的过程中,作者评估了不下10 种软硬件方案,与几十所学校的老师进行了交流,对上百学生实际上课进行了验证,并在多个比赛中检验了方案有效性。本书内容特别适合刚刚接触Arduino(创客)编程的人群从零起步入门了解Arduino 控制器、传感器的使用方法与编程方法,也非常适合用作中小学普及性编程教育的基础教材。为配合书中内容教学,帮助大家学习和推广创客编程教育,作者在网上提供了几十段案例演示视频,还专门为读者和老师开通了QQ 交流群。这是一本难得的将教育服务延伸到了教材当中的图书。
作者简介
刘鹏涛,北京理工大学工程硕士,2012年开始接触创客教育,从2013年开始义务为学校担任信息学与创客教育校外辅导员,逐步将自身的科技知识应用到创客课堂,创立了基于“PES”(编程+电路+结构)的创客培养理念,多次带领学校学生参加各类科技创客创新大赛获得北京市及全国一等奖!后放弃外企研发项目管理高薪职位,创立北京酷创科技有限公司并以“科技改变中国教育”为企业奋斗目标,专注于创客培养解决方案的开发与整合!
目录
第 1 章 硬件平台介绍与软件快速入门 0011.1 硬件平台介绍 0011.2 安装USB 转串口电路驱动程序 0031.3 编程软件Mixly 快速入门 0051.4 本章小结 009第 2 章 基本编程模块与器材的使用 0102.1 数字输出、延时的使用 0102.2 循环与模拟输出的使用 0182.3 变量、随机数、数学模块的使用 0222.4 串口、条件执行与变量类型转换的综合使用 0282.5 数学与数组的综合使用 0322.6 本章小结 035第3 章 常用器材的电路连接与程序编写 0363.1 杜邦线在电路中的使用方法 0363.2 利用三极管放大电流控制小风扇 0403.3 用超声波测距传感器制作倒车雷达 0443.4 用按钮开关实现数码管计数、学习“数学” 0493.5 火焰检测与声音报警:循环的灵活应用 0603.6 使用旋钮电位器控制舵机角度、数据映射 0653.7 光敏电阻控制LED 灯亮度数据映射 0693.8 使用LM35 和全彩LED 指示温度、数学计算及带返回值的函数 0743.9 使用双轴按键摇杆模拟控制小车行进(以LED 代替) 0793.10 使用LCD1602 和DHT11显示温/ 湿度 0853.11 本章小结 091附录一 器材准备 092附录二 相关链接与资源 095
《一块面包板玩转Arduino编程》 开启你的电子创造之旅 你是否曾对闪烁的LED、流动的数字,或是那些能够与世界互动的智能设备充满好奇?你是否渴望将脑海中的奇思妙想变成触手可及的现实?那么,《一块面包板玩转Arduino编程》正是为你量身打造的起点。这本书将带领你踏上一段充满乐趣与挑战的电子探索之旅,从零开始,让你掌握Arduino这一强大而易用的开源硬件平台,并解锁无限的创造潜能。 不止于“玩”:深度解析与实践 这本书的核心理念是“玩转”,但这绝非肤浅的“玩”。我们深入浅出地解析Arduino的每一个核心概念,从最基础的电压、电流、电阻,到数字信号与模拟信号的区别,再到程序控制的逻辑。你将不再是被动地复制粘贴代码,而是真正理解每一行代码背后的意义,理解硬件如何响应软件的指令。 我们不回避技术细节,但我们选择以最直观、最易懂的方式呈现。每一个电子元件的原理,每一次连接的意义,每一次代码的执行过程,都将通过生动的图示和详实的讲解呈现在你眼前。你将学会如何“看懂”电路图,如何“读懂”代码,从而建立起扎实的电子知识体系。 面包板:你的创意试验田 在电子制作的道路上,面包板扮演着至关重要的角色。它提供了一个无需焊接的、灵活多变的试验平台,让你能够快速搭建、修改和测试各种电路。本书将面包板的使用技巧贯穿始终,从如何正确连接元件,到如何避免常见的接线错误,你将熟练掌握使用面包板进行原型开发的精髓。 我们精心设计了一系列循序渐进的实验项目,每一个项目都围绕着一个或多个核心知识点展开。从最简单的“点亮一盏LED”,到稍微复杂的“呼吸灯”效果,再到需要传感器交互的“光控开关”或“温湿度监测”,每一个项目都让你在实践中巩固所学,体验从构想到实现的成就感。 Arduino:硬件与软件的完美融合 Arduino不仅仅是一个微控制器板,它更是硬件与软件的完美桥梁。本书将带你深入了解Arduino IDE(集成开发环境),学习如何编写、上传和调试Arduino程序。我们讲解C/C++语言的基础,并将其巧妙地应用于Arduino的编程实践中,让你能够编写出实现各种功能的代码。 你将学会如何使用Arduino的内置函数和库,如何与各种传感器和执行器进行通信。例如,你将学习如何读取按钮的状态,如何控制电机的转动,如何驱动LCD显示屏,如何利用红外传感器实现远程控制等等。每一个环节都力求清晰明了,让你能够轻松上手,快速掌握Arduino编程的技巧。 不止于点亮LED:解锁传感器与执行器的世界 本书的精彩之处在于,它将引领你走出“点亮LED”的初级阶段,进入一个更加广阔的传感器与执行器世界。你将接触到各种各样的传感器,它们能够感知环境的变化,如光线、温度、湿度、距离、声音、震动等。你还将学习如何控制执行器,如LED、蜂鸣器、电机、舵机、继电器等,让你的项目能够进行各种动作和反馈。 通过这些实践,你将能够搭建出更加智能、更具互动性的项目。例如,你可以制作一个能够根据环境光线自动亮起或熄灭的台灯,一个能够检测到有人经过并发出提示的安防系统,一个能够根据温度高低自动调节风扇转速的温控风扇,或者一个能够遥控操作的智能小车。 项目驱动,激发无限创意 本书最大的特色是其“项目驱动”的学习方式。我们相信,最好的学习方法就是在动手实践中解决问题。因此,书中提供的每一个实验都经过精心设计,它们不仅能够帮助你掌握特定的技术,更能够激发你的创造力。 我们鼓励你不仅仅是完成书中的项目,更要在此基础上进行创新。当你理解了某个项目的原理之后,不妨思考一下,如何对它进行改进?可以增加哪些新的功能?如何让它变得更智能?更实用?本书提供的知识和技能,将是你进行个性化创造的坚实基础。 为初学者量身打造,为进阶者提供桥梁 《一块面包板玩转Arduino编程》的目标是让零基础的学习者也能轻松入门,同时为那些已经掌握基础知识的爱好者提供进一步提升的途径。 对于初学者,我们从最基础的电子元件介绍和Arduino开发环境的搭建开始,循序渐进,耐心讲解,确保每一个环节都能被理解。书中使用的语言简洁易懂,避免了过多的专业术语,即使你之前对电子和编程一无所知,也能信心满满地踏上学习之路。 对于已经有一定 Arduino 基础的学习者,本书中的一些进阶项目和深入的原理讲解,也能帮助你巩固知识,拓展思路,掌握更高级的编程技巧和更复杂的硬件应用。我们将为你搭建通往更广阔的电子世界和物联网领域的桥梁。 拥抱开源精神,共享创新成果 Arduino之所以能够如此普及,离不开其强大的开源精神。本书也秉持着开放、共享的理念,鼓励读者在学习过程中积极交流,分享自己的作品和经验。你将不仅仅是学习者,更是开源社区的一员,与全球的创客们一起,共同推动电子技术的进步。 本书将带你: 掌握Arduino开发环境: 熟练使用Arduino IDE,编写、上传和调试程序。 理解核心电子知识: 深入了解电压、电流、电阻、数字/模拟信号等基本概念。 精通面包板的使用: 灵活搭建、修改和测试电路,告别焊接的烦恼。 学习C/C++基础编程: 掌握Arduino编程所需的语言基础,写出功能强大的代码。 玩转各类传感器: 体验光线、温度、距离、声音等传感器的奇妙世界。 控制各种执行器: 让LED闪烁,让电机转动,让蜂鸣器发声,实现丰富的交互。 完成一系列有趣且实用的项目: 从简单的指示灯到智能家居原型,成就感满满。 激发无限创意: 学习举一反三,将所学知识应用于自己的创新项目。 理解嵌入式系统的基本原理: 为未来更深入的学习和探索打下基础。 《一块面包板玩转Arduino编程》不仅仅是一本书,它更是一扇门,一扇通往充满无限可能的电子创造世界的大门。现在,就让我们一起,用一块面包板,点燃你的创造之火!