在創(chuàng)建基于微控制器的項(xiàng)目方面，Arduino接口的開(kāi)發(fā)板提供了一種低成本、便于使用的技術(shù)。只需要掌握很少的電子學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，就可以讓Arduino實(shí)現(xiàn)從控制布景燈光到管理太陽(yáng)能系統(tǒng)的電力在內(nèi)的方方面面。
有很多基于項(xiàng)目的書(shū)籍會(huì)向你介紹如何把設(shè)備連接到Arduino上，包括本書(shū)作者的30 Arduino Projects for the Evil Genius一書(shū)。但是，本書(shū)重點(diǎn)關(guān)注如何使用Arduino IDE來(lái)編寫(xiě)Arduino程序和Arduino兼容板。
本書(shū)將講解如何讓Arduino編程變得簡(jiǎn)單有趣，避免使用那些往往會(huì)讓項(xiàng)目受阻的、棘手的代碼。在本書(shū)的指導(dǎo)下，你會(huì)從Arduino使用的最基礎(chǔ)的C語(yǔ)言開(kāi)始，一步步了解Arduino編程過(guò)程。
0.1 什么是Arduino
Arduino是指用于微控制器板編程的硬件和軟件環(huán)境。因?yàn)槲⒖刂破靼逵懈鞣N形狀和尺寸，所以標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)發(fā)板將選擇最受歡迎的官方出品的Arduino板Arduino Uno。
Arduino Uno是一款小型微控制器開(kāi)發(fā)板，使用USB(Universal Serial Bus，通用串口總線(xiàn))接口連接到計(jì)算機(jī)，并且擁有大量可以用來(lái)連接像電機(jī)、繼電器、光傳感器、激光二極管、擴(kuò)音器、麥克風(fēng)等外部電子元器件的接口。這些外部設(shè)備可通過(guò)計(jì)算機(jī)的USB接口連接，可通過(guò)電池或外部電源供電。它們可由計(jì)算機(jī)直接控制或在編程后獨(dú)立運(yùn)行。
官方出品的Arduino開(kāi)發(fā)板和許多Arduino兼容板的設(shè)計(jì)是開(kāi)源的，這意味著任何人都可以制作Arduino兼容的開(kāi)發(fā)板。這種競(jìng)爭(zhēng)帶來(lái)了低成本的開(kāi)發(fā)板和在標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)發(fā)板基礎(chǔ)上加以改進(jìn)的各類(lèi)板型。
可通過(guò)在頂部插入擴(kuò)展板的方式對(duì)Arduino主控板的功能進(jìn)行擴(kuò)充。
Arduino編程軟件簡(jiǎn)單易用，并且可免費(fèi)在Windows、macOS和Linux系統(tǒng)中使用。該軟件還有一個(gè)基于瀏覽器的版本。
0.2 需要準(zhǔn)備什么
本書(shū)面向初學(xué)者，但也可為那些已使用過(guò)Arduino，并且想了解關(guān)于Arduino編程的更多知識(shí)，或者想深入探究其中原理的人帶來(lái)幫助。依照這個(gè)定位，除了第10章使用了與 ESP32 Arduino兼容的開(kāi)發(fā)板，本書(shū)將重點(diǎn)放在了Arduino Uno開(kāi)發(fā)板的使用上。當(dāng)然，幾乎所有的代碼都可以不經(jīng)修改地直接在所有Arduino模型和各種與Arduino兼容的微控制器板上使用。
學(xué)習(xí)本書(shū)，讀者不需要擁有任何編程經(jīng)驗(yàn)或技術(shù)背景，本書(shū)的全部練習(xí)也不需要去動(dòng)手焊接。你所需要的就是對(duì)創(chuàng)造的渴望。
如果想充分利用本書(shū)并嘗試其中的一些實(shí)驗(yàn)，那么手頭有以下物品是很有幫助的：
● 幾根實(shí)心導(dǎo)線(xiàn)
● 一臺(tái)便宜的數(shù)字萬(wàn)用表
只需要花幾塊錢(qián)就可以很容易地從電子元器件商店或網(wǎng)絡(luò)經(jīng)銷(xiāo)商(如Adafruit或Sparkfun)那里買(mǎi)到它們。當(dāng)然，你還需要一塊Arduino Uno開(kāi)發(fā)板。在第10章，還需要用到一款便宜的ESP32 Arduino兼容軟件，如Lolin32 Lite。
如果想要進(jìn)一步了解并嘗試一些使用顯示器和網(wǎng)絡(luò)連接的實(shí)驗(yàn)，需要從網(wǎng)上購(gòu)買(mǎi)一些擴(kuò)展板，詳見(jiàn)第9章和第10章。
0.3 如何使用本書(shū)
本書(shū)在內(nèi)容安排上循序漸進(jìn)，能夠讓你以一種簡(jiǎn)單的方式上手。但是當(dāng)你找到合適的定位并開(kāi)始閱讀本書(shū)時(shí)，你可能會(huì)發(fā)現(xiàn)自己可以跳過(guò)或只需要粗略閱讀前面的章節(jié)。

本書(shū)按如下順序組織章節(jié)內(nèi)容。
第1章：Arduino入門(mén)。你將使用Arduino開(kāi)發(fā)板開(kāi)始自己的首個(gè)實(shí)驗(yàn)，即安裝軟件，上電，然后上傳你的第一個(gè)項(xiàng)目。
第2章：C語(yǔ)言基礎(chǔ)。該章涵蓋C語(yǔ)言的基礎(chǔ)語(yǔ)法。對(duì)于編程初學(xué)者，該章也可作為一本普通的編程教材。
第3章：函數(shù)。該章講解在Arduino項(xiàng)目中使用和編寫(xiě)函數(shù)的關(guān)鍵概念。這些項(xiàng)目都包含可運(yùn)行的示例代碼以進(jìn)行演示。
第4章：數(shù)組和字符串。該章介紹如何使用比整型變量更高級(jí)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。通過(guò)逐步開(kāi)發(fā)一個(gè)摩爾斯電碼例程來(lái)解釋這些概念。
第5章：輸入和輸出。該章介紹如何在程序中使用Arduino開(kāi)發(fā)板上的數(shù)字和模擬輸入/輸出接口。通過(guò)萬(wàn)用表有助于了解Arduino輸入/輸出接口上所發(fā)生的情況。
第6章：開(kāi)發(fā)板。該章介紹各種Arduino和Arduino兼容板，以幫助你為項(xiàng)目選擇合適的板。
第7章：高級(jí)Arduino。該章介紹如何使用Arduino標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中的Arduino函數(shù)以及Arduino編程的一些其他高級(jí)功能。
第8章：數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。該章介紹如何編寫(xiě)可在EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory，電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器)中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)并利用Arduino內(nèi)置閃存(Flash Memory)的項(xiàng)目。
第9章：顯示器。該章講解如何將Arduino和顯示器連接起來(lái)并制作簡(jiǎn)單的USB留言板。
第10章：Arduino物聯(lián)網(wǎng)程序設(shè)計(jì)。該章講解如何讓Arduino像Web服務(wù)器那樣運(yùn)行并使用服務(wù)與互聯(lián)網(wǎng)通信。
0.4 下載資源
本書(shū)由專(zhuān)門(mén)的網(wǎng)站(見(jiàn)鏈接[1])提供技術(shù)支持。
可從這個(gè)網(wǎng)站找到本書(shū)使用的所有源代碼以及其他資源，如勘誤表。也可通過(guò)掃描封底的二維碼來(lái)獲取這些資源。
0.5 有關(guān)書(shū)中鏈接的說(shuō)明
注意，讀者在閱讀本書(shū)時(shí)會(huì)看到一些有關(guān)鏈接的編號(hào)，其形式是數(shù)字編號(hào)加方括號(hào)([])，例如[1]表示讀者可掃描本書(shū)封底二維碼下載Links文件，找到對(duì)應(yīng)章節(jié)中[1]所指向的鏈接。