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第1篇 Arduino开发基础2

第1章 Arduino概述2

1.1 Arduino的起源2

1.2 术语Arduino的含义2

1.2.1 Arduino的硬件2

1.2.2 Arduino的软件4

1.2.3 Arduino的社区4

1.3 Arduino的硬件产品——主板5

1.3.1 Arduino UNO5

1.3.2 Arduino Leonardo6

1.3.3 Arduino Due6

1.3.4 Arduino Yún7

1.3.5 Arduino Tre7

1.3.6 Arduino Micro8

1.3.7 Arduino Robot8

1.3.8 Arduino Esplora9

1.3.9 Arduino Mega系列10

1.3.10 Arduino Ethernet11

1.3.11 Arduino Mini12

1.3.12 LiLyPad Arduino系列12

1.3.13 Arduino Nano13

1.3.14 Arduino Pro系列14

1.3.15 Arduino Fio15

1.3.16 Arduino Zero16

1.4 Arduino的硬件产品——盾板16

1.4.1 Arduino GSM盾板16

1.4.2 Arduino Ethernet盾板17

1.4.3 Arduino WiFi盾板18

1.4.4 Arduino Wireless SD盾板18

1.4.5 Arduino Motor盾板19

1.4.6 Arduino Wireless Proto盾板19

1.4.7 Arduino Proto盾板20

1.5 Arduino硬件产品——新手套件20

1.6 Arduino硬件产品——附件21

1.6.1 TFT LCD屏幕21

1.6.2 微型USB/Serial适配器22

1.7 Arduino UNO22

1.7.1 Arduino UNO上的主要元器件22

1.7.2 Arduino UNO上的端口22

1.8 Arduino可以做什么24

第2章 电路设计软件Fritzing25

2.1 Fritzing基础25

2.1.1 Fritzing的下载与安装25

2.1.2 认识Fritzing的主面板26

2.2 Fritzing的元件库30

2.2.1 元件的组织形式30

2.2.2 导入元件库31

2.2.3 导出元件库31

2.3 编辑元件32

2.3.1 Fritzing的元件编辑器33

2.3.2 制作元件的面包板视图34

2.3.3 制作元件的原理图视图38

2.3.4 制作元件的PCB视图39

2.3.5 元件编辑器的图标和元数据视图41

2.3.6 关联所有视图的针脚42

2.4 画出手电筒的电路图44

第3章 Arduino IDE的安装与使用46

3.1 Arduino IDE的安装46

3.1.1 Arduino IDE的安装包下载46

3.1.2 使用二进制安装包安装Arduino IDE47

3.1.3 使用压缩包形式安装Arduino IDE48

3.1.4 Arduino IDE中文化49

3.2 Windows 7下的Arduino驱动安装51

3.2.1 自动安装Arduino驱动51

3.2.2 手动安装Arduino驱动53

3.3 在Arduino上运行程序55

3.3.1 Arduino IDE主界面简介55

3.3.2 运行一个闪烁LED示例程序56

3.3.3 运行一个控制台输出示例程序57

3.4 Arduino IDE编码流程58

3.4.1 创建、保存和打开源文件58

3.4.2 编辑源文件61

3.4.3 校验源文件61

3.4.4 下载程序到开发板63

3.5 高级的Arduino IDE——MariaMole63

第4章 Arduino编程语言基础65

4.1 Arduino程序必要的setup（）和loop（）函数65

4.2 程序中的值66

4.2.1 变量和常量66

4.2.2 变量类型66

4.2.3 变量的作用域和修饰符68

4.2.4 获取变量大小的工具——sizeof（）函数68

4.2.5 变量类型转换69

4.3 运算符69

4.3.1 数学运算符69

4.3.2 比较运算符70

4.3.3 布尔运算符70

4.3.4 指针运算符71

4.3.5 位运算符71

4.3.6 复合运算符71

4.4 语法进阶72

4.4.1 预定义命令＃define和＃include72

4.4.2 语句和语句块72

4.4.3 注释73

4.5 控制结构73

4.5.1 条件判断语句if和if...else74

4.5.2 跳转语句break、continue、return和goto74

4.5.3 分支语句switch...case74

4.5.4.循环语句while和do...while75

4.5.5 循环语句for76

4.6 函数76

4.6.1 系统函数77

4.6.2 调用函数77

4.6.3 自定义函数77

4.7 C＋＋语言的类和对象78

4.7.1 类78

4.7.2 对象79

4.8 库80

4.8.1 Arduino官方库80

4.8.2 使用第三方库和创建自己的库81

第2篇 Arduino元器件84

第5章 通用元器件介绍84

5.1 导线、电缆和连接器84

5.2 电阻85

5.2.1 概念85

5.2.2 阻值识别85

5.2.3 欧姆定律86

5.2.4 电阻的作用86

5.2.5 电阻的串联与并联86

5.3 面包板87

第6章 发光二极管LED88

6.1 使用到的专用器件88

6.2 驱动单个LED程序90

6.2.1 使用数字针脚点亮LED91

6.2.2 使用模拟针脚点亮LED92

6.2.3 使用LED发送S.O.S摩尔斯电码93

6.2.4.使用LED发送摩尔斯电码95

6.2.5 LED跑马灯96

6.2.6 使用LED模拟交通灯97

6.3 驱动LED点阵99

6.3.1 LED点阵显示表情99

6.3.2 LED点阵跑马灯102

6.3.3 回纹灯103

6.3.4 矩形回缩灯104

6.4 使用74HC595驱动LED105

6.4.1 74HC595使用方式106

6.4.2 使用74HC595驱动LED点阵110

6.5 使用MAX7219驱动LED112

6.5.1 MAX72 19LED显示驱动器112

6.5.2 MAX7219的数据格式114

6.5.3 MAX7219的寄存器114

6.5.4 LedControl库117

6.5.5 Arduino通过MAX7219控制8*8LED点阵118

6.5.6 MAX7219级联控制8*40LED点阵124

6.6 RGB三色LED127

6.7 七段数码管129

6.7.1 Arduino直接控制七段数码管129

6.7.2 Arduino通过74HC595控制一个七段数码管131

6.7.3 使用两个74HC595驱动4位七段数码管133

6.7.4 Arduino通过MAX7219控制七段数码管135

第7章 蜂鸣器139

7.1 蜂鸣器的工作原理及分类139

7.2 驱动蜂鸣器程序140

7.2.1 驱动有源蜂鸣器140

7.2.2 驱动无源蜂鸣器141

7.3 蜂鸣器使用实例142

7.3.1 使用无源蜂鸣器输出7个基本音阶142

7.3.2 使用无源蜂鸣器演奏音乐143

7.3.3 使用有源蜂鸣器发送S.O.S摩尔斯电码144

第8章 按钮145

8.1 按钮的作用及分类145

8.2 按钮的实质146

8.3 按钮的使用示例149

8.3.1 使用按钮控制LED灯149

8.3.2 使用Arduino的中断152

8.3.3 按钮矩阵的使用154

8.3.4 使用按钮矩阵模拟钢琴157

第9章 电位器160

9.1 普通电位器160

9.2 游戏摇杆160

9.3 使用示例161

9.3.1 读取电位器的值161

9.3.2 使用电位器控制LED亮度162

9.3.3 使用电位器控制LED流水灯速度163

9.3.4 游戏摇杆的使用164

第10章 光敏电阻和常见传感器168

10.1 光敏电阻168

10.1.1 光敏电阻应用原理168

10.1.2 光控灯170

10.2 火焰传感器172

10.3 温湿度传感器174

10.3.1 精密摄氏温度传感器LM35175

10.3.2 温湿度传感器模块177

10.4 红外线收发179

10.4.1 红外线模块构成179

10.4.2 使用第三库IRremote180

10.5 液位传感器185

10.5.1 接触式液位传感器185

10.5.2 完善液位传感器188

第11章 LCD189

11.1 LCD模块LCD1602189

11.2 LCD控制库LiquidCrystal190

11.2.1 LiquidCrystal八线模式190

11.2.2 LiquidCrystal四线模式192

11.3 LiquidCrystal_I2C库194

第12章 声音模块196

12.1 麦克风模块196

12.1.1 读取麦克风数据196

12.1.2 声控灯198

12.1.3 自适应声控灯199

12.2 超声波模块199

12.2.1 超声波模块HC-SR04199

12.2.2 第三方库NewPing200

12.2.3 超声波模块应用201

第13章 RFID——射频识别203

13.1 RFID概述203

13.2 RFID硬件204

13.2.1 RFID读／写器204

13.2.2 RFID应答器205

13.3 为RFID编程211

13.3.1 读取RFID应答器的出厂数据212

13.3.2 RFID开发流程214

13.3.3 操作RFID应答器的值块215

13.3.4 操作RFID应答器读写块219

13.4 简易公交收缴费系统223

13.4.1 缴费系统223

13.4.2 收费系统227

第14章 实时时钟——RTC230

14.1 RTC简介230

14.2 DS1302集成电路230

14.3 DS1302工作原理232

14.3.1 CE和时钟控制232

14.3.2 数据输入和输出233

14.3.3 时钟／日历233

14.3.4 写保护寄存器235

14.3.5 RAM寄存器235

14.3.6 涓流充电寄存器235

14.4 寄存器的突发模式236

14.5 第三方库dsl 302237

14.5.1 dsl 302库简介237

14.5.2 使用dsl 302库设置日期和时间239

14.5.3 使用dsl 302库读取日期和时间240

14.6 简易LED时钟242

第1 5章 伺服电机和步进电机245

15.1 伺服电机245

15.1.1 伺服电机工作原理245

15.1.2 伺服电机与Arduino247

15.1.3 使用Arduino官方库Servo249

15.2 使用其他器件控制伺服电机252

15.2.1 使用旋转电位器控制伺服电机252

15.2.2 使用按钮开关控制伺服电机254

15.2.3 使用游戏摇杆控制伺服电机258

15.2.4 使用遥控器控制伺服电机262

15.3 步进电机264

15.3.1 步进电机工作原理265

15.3.2 步进电机的类型267

15.3.3 28BYJ-48和ULN2003268

15.3.4 Arduino、ULN2003和28BYJ-48连接270

15.3.5 使用Arduino的官方库Stepper271

15.3.6 自己实现28BYJ-48的控制函数274

第3篇 Arduino实战案例278

第16章 用Arduino做游戏——打地鼠278

16.1 需求分析278

16.2 打地鼠——雏形280

16.2.1 实现随机地鼠280

16.2.2 按钮逻辑282

16.2.3 整合代码286

16.3 打地鼠——高级287

16.3.1 加入击中动画288

16.3.2 加入随机速度288

16.3.3 整合代码289

16.4 打地鼠——终极291

16.4.1 加入积分系统291

16.4.2 将分数显示在LED上293

16.4.3 整合代码300