完美圖解Arduino互動(dòng)設(shè)計(jì)入門
定 價(jià)：98 元
叢書名：普通高等教育“十三五”規(guī)劃教材
- 作者：趙英杰著
- 出版時(shí)間：2014/8/1
- ISBN：9787030413895
- 出 版 社：科學(xué)出版社
- 中圖法分類：TP368.1
- 頁碼：556
- 紙張：膠版紙
- 版次：1
- 開本：16K
交互設(shè)計(jì)在國內(nèi)還屬于發(fā)展的初期階段，屬于一個(gè)綜合性相對較強(qiáng)的領(lǐng)域，是今后技術(shù)與藝術(shù)相結(jié)合的一個(gè)重要趨勢。完美圖解Arduino互動(dòng)設(shè)計(jì)入門主要針對沒有電子電路基礎(chǔ)，但又對微控制器、電子電路、互動(dòng)裝置等感興趣的讀者，以輕松幽默的方式講解Arduino及其相關(guān)的各種電子元件。完美圖解Arduino互動(dòng)設(shè)計(jì)入門配有一些實(shí)際的制作項(xiàng)目，具有較高的實(shí)用價(jià)值。另外，完美圖解Arduino互動(dòng)設(shè)計(jì)入門在講述基本電子電路和程序設(shè)計(jì)概念時(shí)，精心制作了大量的手繪圖，讓讀者能夠很快地理解這些概念。
更多科學(xué)出版社服務(wù)，請掃碼獲取。
目錄
CHAPTER 01 認(rèn)識Arduino
1-1 │ Arduino 微電腦板 1-3
1-2 │ Arduino 的相關(guān)軟件 1-10
1-3 │ Arduino 開發(fā)環(huán)境安裝 1-12
動(dòng)手做1-1 執(zhí)行與設(shè)置Arduino 開發(fā)環(huán)境 1-18
1-4 │下載“LED 閃爍”示例程序 1-21
CHAPTER 02 認(rèn)識電子零件、工具與基礎(chǔ)焊接
2-1 │電壓、電流與接地 2-2
2-2 │微電腦板的電源適配器 2-5
2-3 │電阻 2-6
2-4 │電容 2-11
2-5 │二極管 2-14
2-6 │發(fā)光二極管（LED） 2-15
2-7 │看懂電路圖 2-16
2-8 │電子工作必備的測量工具：萬用表 2-18
動(dòng)手做2-1 測量電阻、電容、電壓和電流 2-20
2-9 │用面包板組裝實(shí)驗(yàn)電路 2-22
CHAPTER 03 Arduino 互動(dòng)程序設(shè)計(jì)入門
3-1 │ Arduino 程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 3-3
動(dòng)手做3-1 寫一個(gè)LED 閃爍控制程序 3-8
3-2 │用“變量”來管理代碼 3-10
3-3 │認(rèn)識數(shù)字系統(tǒng) 3-17
3-4 │不變的“常量” 3-19
CHAPTER 04 開關(guān)電路與LED 流水燈效果
4-1 │認(rèn)識開關(guān) 4-2
4-2 │讀取數(shù)字輸入值 4-6
4-3 │改變程序流程的if 條件式 4-7
動(dòng)手做4-1 用面包板組裝開關(guān)電路 4-10
動(dòng)手做4-2 LED 流水燈示例一 4-16
4-4 │編寫循環(huán)程序 4-18
動(dòng)手做4-3 流水燈示例二：使用for 循環(huán) 4-21
4-5 │認(rèn)識數(shù)組 4-22
動(dòng)手做4-4 流水燈示例三：使用數(shù)組變量 4-23
4-6 │使用端口操作指令與位移運(yùn)算符制作流水燈程序 4-24
動(dòng)手做4-5 流水燈示例四：使用位移運(yùn)算符 4-25
CHAPTER 05 串口通信
5-1 │并行與串行通信簡介 5-2
5-2 │處理文字信息：認(rèn)識字符與字符串?dāng)?shù)據(jù)類型 5-10
5-3 │從Arduino 傳遞串行信息給電腦 5-13
動(dòng)手做5-1 從串口監(jiān)控窗口觀察變量值 5-14
5-4 │從Arduino 接收串口數(shù)據(jù) 5-16
動(dòng)手做5-2 從串口控制LED 開關(guān) 5-17
5-5 │ switch…case 控制結(jié)構(gòu) 5-19
CHAPTER 06 模擬信號處理
6-1 │讀取模擬值 6-2
動(dòng)手做6-1 從串口讀取“模擬輸入”值 6-3
6-2 │認(rèn)識光敏電阻與分壓電路 6-4
動(dòng)手做6-2 使用光敏電阻制作小夜燈 6-7
6-3 │壓力傳感器與彎曲傳感器 6-8
6-4 │電容式麥克風(fēng)與運(yùn)算放大器 6-9
動(dòng)手做6-3 自制麥克風(fēng)聲音放大器（拍手控制開關(guān)） 6-13
動(dòng)手做6-4 拍手控制開關(guān)改良版 6-16
CHAPTER 07 七段LED 數(shù)碼管
7-1 │數(shù)碼管 7-2
動(dòng)手做7-1 連接LED 數(shù)碼管與Arduino 板 7-3
7-2 │使用集成電路簡化電路 7-6
動(dòng)手做7-2 串接數(shù)碼管 7-11
CHAPTER 08 LED 點(diǎn)陣屏與SPI 接口控制
8-1 │建立自定義函數(shù) 8-2
動(dòng)手做8-1 建立自定義函數(shù) 8-4
8-2 │認(rèn)識變量的作用域 8-6
8-3 │ LED 點(diǎn)陣屏簡介 8-8
8-4 │認(rèn)識SPI 接口與MAX7219 8-9
動(dòng)手做8-2 組裝LED 點(diǎn)陣屏電路 8-12
8-5 │顯示單一矩陣圖像 8-18
動(dòng)手做8-3 在矩陣LED 上顯示音符圖像 8-19
動(dòng)手做8-4 在串口監(jiān)視器輸出矩形排列的星號 8-22
8-6 │ LED 點(diǎn)陣屏動(dòng)畫與多維數(shù)組程序設(shè)計(jì) 8-24
動(dòng)手做8-5 在矩陣LED 上顯示動(dòng)態(tài)圖像 8-26
8-7 │ LED 點(diǎn)陣屏流水燈 8-27
動(dòng)手做8-6 LED 點(diǎn)陣屏逐字滾動(dòng)效果程序 8-30
8-8 │將常數(shù)保存在“程序內(nèi)存”里 8-33
CHAPTER 09 LCD 液晶屏＋溫濕度傳感器+ 超聲波傳感器
9-1 │認(rèn)識文本型LCD 顯示模塊 9-2
動(dòng)手做9-1 在LCD 液晶屏上顯示一段文本 9-4
動(dòng)手做9-2 在LCD 上顯示自定義字符符號 9-9
動(dòng)手做9-3 序列連接LCD 顯示模塊 9-12
9-2 │數(shù)字溫濕度傳感器 9-16
動(dòng)手做9-4 制作數(shù)字溫濕度顯示器 9-16
9-3 │認(rèn)識超聲波 9-21
動(dòng)手做9-5 使用超聲波傳感器制作數(shù)字量尺 9-24
CHAPTER 10 變頻控制LED 燈光和電機(jī)
10-1 │調(diào)節(jié)電壓變化 10-2
10-2 │模擬輸出（PWM）指令和默認(rèn)頻率 10-4
動(dòng)手做10-1 調(diào)光器 10-5
動(dòng)手做10-2 隨機(jī)數(shù)字與燭光效果 10-6
動(dòng)手做10-3 通過串口調(diào)整燈光亮度 10-8
動(dòng)手做10-4 使用atoi( ) 轉(zhuǎn)換字符串成數(shù)字 10-10
10-3 │認(rèn)識直流電機(jī) 10-12
10-4 │齒輪箱∕滑輪組和動(dòng)力模型玩具 10-16
10-5 │認(rèn)識晶體管元器件 10-17
動(dòng)手做10-5 晶體管電機(jī)控制與調(diào)速器 10-20
10-6 │控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)的H 橋式電機(jī)控制電路 10-22
動(dòng)手做10-6 自動(dòng)回避障礙物的自走車 10-27
CHAPTER 11 使用Wii 游戲桿控制機(jī)械手臂
11-1 │認(rèn)識舵機(jī) 11-2
動(dòng)手做11-1 自制機(jī)械手臂 11-4
11-2 │認(rèn)識Wii 左手把的通信接口：I2C 11-7
動(dòng)手做11-2 通過I2C 接口串聯(lián)兩個(gè)Arduino 板 11-10
動(dòng)手做11-3 在I2C 接口下載發(fā)送整數(shù)數(shù)據(jù) 11-13
動(dòng)手做11-4 讀取Wii 左手把的游戲桿、按鈕與加速度計(jì)值 11-14
動(dòng)手做11-5 使用Wii 左手把控制機(jī)械手臂 11-18
11-3 │改造舵機(jī)成連續(xù)360°旋轉(zhuǎn) 11-23
CHAPTER 12 紅外線遙控與間隔拍攝控制器
12-1 │認(rèn)識紅外線 12-2
動(dòng)手做12-1 監(jiān)測人體移動(dòng) 12-4
12-2 │紅外線遙控 12-5
動(dòng)手做12-2 使用IRremote 擴(kuò)展庫解析紅外線遙控值 12-8
動(dòng)手做12-3 使用紅外線遙控器控制舵機(jī) 12-10
動(dòng)手做12-4 從Arduino 發(fā)射紅外線遙控電器 12-12
12-3 │運(yùn)用紅外線遙控照相機(jī) 12-16
動(dòng)手做12-5 遙控照相機(jī)間隔拍攝影片 12-17
CHAPTER 13 制作光電子琴與MIDI 電子鼓
13-1 │發(fā)音體和聲音 13-2
13-2 │使用tone() 函數(shù)發(fā)出聲音 13-5
動(dòng)手做13-1 演奏一段馬里奧旋律 13-5
13-3 │使用#define 替換數(shù)據(jù) 13-6
13-4 │認(rèn)識反射型與遮光型光電開關(guān) 13-10
動(dòng)手做13-2 光電子琴制作 13-11
13-5 │認(rèn)識MIDI 13-15
13-6 │ MIDI 信息格式 13-19
動(dòng)手做13-3 通過Arduino 演奏MIDI 音樂 13-21
動(dòng)手做13-4 通過“虛擬MIDI”接口演奏音樂 13-24
動(dòng)手做13-5 制作MIDI 電子鼓 13-27
CHAPTER 14 手機(jī)藍(lán)牙遙控機(jī)器人制作
14-1 │電波、頻段和無線傳輸簡介 14-3
14-2 │認(rèn)識藍(lán)牙（Bluetooth） 14-4
動(dòng)手做14-1 使用軟件串口程序連接Arduino 與藍(lán)牙模塊 14-8
動(dòng)手做14-2 用Android 手機(jī)藍(lán)牙遙控機(jī)器人 14-13
CHAPTER 15 網(wǎng)絡(luò)與HTML 網(wǎng)頁基礎(chǔ)＋嵌入式網(wǎng)站服務(wù)器制作
15-1 │認(rèn)識網(wǎng)絡(luò)與IP 地址 15-2
15-2 │域名、URL 網(wǎng)址和傳輸協(xié)議 15-7
動(dòng)手做15-1 認(rèn)識網(wǎng)頁與HTML 15-11
15-3 │網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)機(jī)標(biāo)準(zhǔn)與封包 15-14
15-4 │認(rèn)識HTTP 協(xié)議 15-15
15-5 │連接以太（Ethernet）網(wǎng)卡建立Arduino 微型網(wǎng)站服務(wù)器 15-17
動(dòng)手做15-2 建立微型網(wǎng)站服務(wù)器 15-18
CHAPTER 16 網(wǎng)絡(luò)家電控制
16-1 │使用Webduino 擴(kuò)展庫建立微型網(wǎng)站 16-2
16-2 │定義錯(cuò)誤信息網(wǎng)頁與超鏈接設(shè)置 16-7
動(dòng)手做16-1 監(jiān)控遠(yuǎn)程的溫濕度值 16-9
16-3 │傳遞數(shù)據(jù)給網(wǎng)站服務(wù)器 16-15
動(dòng)手做16-2 建立網(wǎng)頁表單 16-15
16-4 │認(rèn)識傳遞數(shù)據(jù)的GET/POST 方法和查詢字符串 16-17
動(dòng)手做16-3 建立接收POST 表單數(shù)據(jù)的自定義命令 16-20
動(dòng)手做16-4 從瀏覽器控制遠(yuǎn)程的燈光開關(guān) 16-24
16-5 │控制家電開關(guān) 16-29
動(dòng)手做16-5 使用繼電器控制家電開關(guān) 16-30
CHAPTER 17 Arduino + Flash 集成互動(dòng)應(yīng)用
17-1 │ Arduino + Flash = 多元互動(dòng)媒體 17-2
動(dòng)手做17-1 測試Arduino 與Flash 聯(lián)機(jī) 17-5
動(dòng)手做17-2 “接電子零件”互動(dòng)游戲 17-12
17-2 │認(rèn)識Arduino 的String（字符串）擴(kuò)展庫 17-16
動(dòng)手做17-3 Flash 燈光開關(guān)和調(diào)光器 17-17
17-3 │使用Firmata 在Flash 和Arduino 之間傳遞數(shù)據(jù) 17-23
CHAPTER 18 RFID 無線識別設(shè)備與問答游戲制作
18-1 │認(rèn)識條碼與RFID 18-2
18-2 │ RFID 模塊規(guī)格介紹與標(biāo)簽讀取實(shí)驗(yàn) 18-7
動(dòng)手做18-1 讀取RFID 標(biāo)簽 18-8
18-3 │存儲(chǔ)與比對RFID 編碼 18-10
動(dòng)手做18-2 使用RFID 控制開關(guān) 18-12
動(dòng)手做18-3 使用RFID 進(jìn)行Flash 問答游戲 18-16
APPENDIX A 認(rèn)識焊接工具：焊錫、電烙鐵及焊接助手
A-1 │焊接工具 A-2
動(dòng)手做A-1 基礎(chǔ)焊接練習(xí) A-4
動(dòng)手做A-2 焊接鱷魚夾 A-7
A-2 │印刷電路板及萬用板 A-8
動(dòng)手做A-3 焊接電路板 A-9
動(dòng)手做A-4 活用USB 電源適配器 A-11
APPENDIX B 燒寫ATmega 微處理器的引導(dǎo)程序（boot loader）
動(dòng)手做B-1 使用Arduino 控制板編程ATmega328 固件 B-2
動(dòng)手做B-2 用面包板組裝Arduino 微電腦實(shí)驗(yàn)板 B-5
APPENDIX C 改造3C 小玩意的控制鈕
C-1 │認(rèn)識光電耦合元器件 C-2
APPENDIX D 中斷處理與交流電調(diào)光器制作
D-1 │輪詢VS 中斷 D-2
D-2 │調(diào)整交流電的輸出功率 D-7
D-3 │定時(shí)激發(fā)運(yùn)行的 TimerOne 擴(kuò)展庫 D-10
動(dòng)手做D-1 交流電調(diào)光器電路 D-12
INDEX 索引 索引-1
以下內(nèi)容請參見光盤電子書
APPENDIX E 使用App Inventor 開發(fā)Android App
E-1 │認(rèn)識App Inventer 2.0 E-2
E-2 │建立第一個(gè)App Inventor 項(xiàng)目：聲音播放程序 E-3
E-3 │藍(lán)牙遙控機(jī)器人App 的代碼說明 E-12
CAPTER01 認(rèn)識Arduino
2005年時(shí)，任教于意大利北部伊夫雷亞（IvreA）一所互動(dòng)設(shè)計(jì)學(xué)院（InterAction Design Institute IvreA）的 MAssimo BAnzi和 DAvid CuArtielles教授，希望能替學(xué)生和互動(dòng)藝術(shù)設(shè)計(jì)師，找到一種能幫助他們學(xué)習(xí)電子和傳感器基本知識，并快速地設(shè)計(jì)、集成互動(dòng)作品原型（prototype）的微電腦裝置。
“原型”是在新產(chǎn)品開發(fā)階段所制作的模型或?qū)嶒?yàn)電路，用來試驗(yàn)新產(chǎn)品的功能、造型和材料。
有鑒于當(dāng)時(shí)市面上的微電腦控制相關(guān)產(chǎn)品眾多，而有些產(chǎn)品采用的程序語言深?yuàn)W難懂，也不適合設(shè)計(jì)學(xué)院的學(xué)生使用。所以他們找來幾個(gè)志同道合的伙伴和學(xué)生，以 11世紀(jì)北意大利的一個(gè)國王 "Arduino"為名，設(shè)計(jì)出開放式（open source）微電腦控制板（以下簡稱“微電腦板”或“控制板”）以及程序開發(fā)工具。
Arduino微電腦板價(jià)格低廉，一塊不到兩百元（若是自己買零件組裝，幾十元左右），程序設(shè)計(jì)容易上手，因此廣受世界各地的電子愛好者和互動(dòng)設(shè)計(jì)師的喜愛，運(yùn)用 Arduino創(chuàng)造出各種新奇有趣的互動(dòng)裝置。
讀者可以在網(wǎng)絡(luò)上搜索到各種 Arduino衍生的創(chuàng)意發(fā)明，例如：
●聲光玩具，搜索關(guān)鍵詞：Arduino toy。
●防盜∕防災(zāi)警報(bào)器；
●自動(dòng)化機(jī)械，如：寵物喂食器。
●四軸飛行器，搜索關(guān)鍵詞：Arduino quAdcopter。
●人造衛(wèi)星，搜索關(guān)鍵詞：ArduSAt。
●被喻為第三次工業(yè)革命的 3D打印機(jī)，搜索關(guān)鍵詞：3D Printer。例如，開放源代碼的RepRAp（http://www.reprAp.org），以及 MArkerBot打印機(jī)（http://www.mArkerbot.com/）的控制板都采用 Arduino微電腦板。你可以在家用 3D打印機(jī)制造齒輪、曲柄等機(jī)械零件、手機(jī)保護(hù)殼、公仔模型等各種有用或有趣的創(chuàng)作。
還有讓盆栽在缺水時(shí)，自動(dòng)發(fā)布 Twitter（推特）信息的裝置（搜索關(guān)鍵詞：botAnicAlls）。也有人將 Arduino縫制在衣服上，搭配 EL冷光線材，做出像電影 TRON主角的高科技炫光服飾（搜索關(guān)鍵詞："Arduino EL wire"以及"weArAble Arduino"，代表“可穿戴的Arduino”）。
想知道更多 Arduino在世界各地蔚為風(fēng)潮的故事嗎？請看創(chuàng)始人MAssimo BAnzi在 TED大會(huì)（ted.com）上現(xiàn)身說法，網(wǎng)址：http://goo.gl/JbZtwN。
導(dǎo)演 Rodrigo CAlvo和 RAul Alejos拍攝了一部紀(jì)錄片，由 Arduino的創(chuàng)始者訴說 Arduino的誕生過程，還有運(yùn)用 Arduino制作出開放軟∕硬件源代碼的3D打印機(jī) "MAkerBot"的創(chuàng)辦人ZAch Smith，和其他互動(dòng)設(shè)計(jì)師的訪談?dòng)涗�，以及在工廠大量生產(chǎn) Arduino微電腦的片段，有興趣的讀者可在這個(gè)網(wǎng)址免費(fèi)觀看（有英文和西班牙文字幕）和下載：http://ArduinothedocumentAry.org/。
Arduino創(chuàng)始人在 TED大會(huì)的演說
Arduino紀(jì)錄片
1-1
Arduino微電腦板
就像計(jì)算機(jī)一樣，Arduino的軟硬件都持續(xù)推出新的版本，每個(gè)硬件版本都有不同的名字，如 Arduino LeonArdo、Arduino Uno、Arduino Mini等，本書采用的是 2009年推出的Arduino DuemilAnove。
完整的官方硬件產(chǎn)品列表、外觀和說明，請到 Arduino.cc網(wǎng)頁，點(diǎn)擊"Products"（產(chǎn)品）鏈接。
下圖是 Arduino Uno和 LeonArdo微電腦控制板的正面外觀。
不同 Arduino控制板的主要差異在于微處理器以及連接 USB接口的 IC（集成電路，參閱第 7章說明）不一樣，但是程序的寫法，以及硬件的連接方式幾乎都一樣。
除了購買“官方版”的 Arduino之外，任何人都可以在 Arduino.cc網(wǎng)站下載免費(fèi)的電路圖（以及程序開發(fā)軟件），自己 DIY一個(gè) Arduino，也能在網(wǎng)上購得各種形式的 Arduino兼容板。
兼容板和官方版的主要差異是，兼容版必須額外支付一筆權(quán)利金，才能替產(chǎn)品冠上 "Arduino"的名字和商標(biāo)。因此 Arduino兼容硬件板大多以 "duino"或 "ino"名稱結(jié)尾，例如：Freeduino、JApAnino、Zigduino等。本書第 5章將介紹一種自行組裝 Arduino的簡易方法，下圖是筆者自行焊接的 Arduino微電腦板。
使用 Arduino微電腦板的注意事項(xiàng)
Arduino板不同于其他 3C產(chǎn)品，它沒有精美的外殼保護(hù)。出廠時(shí)，廠商通常會(huì)用防靜電袋（外觀像褐色半透明塑料袋）來包裝微電腦板。若翻到
Arduino板子背面，你會(huì)看到許多圓圓亮亮的焊接點(diǎn)。
平常拿取 Arduino板子的時(shí)候，請盡量不要碰觸到組件的引腳與焊接點(diǎn)，尤其在冬季比較干燥的時(shí)節(jié)，我們身上容易帶靜電，可能會(huì)損壞板子上的集成電路（注：就是板子上黑黑一塊，兩旁或四周有許多引腳的組件）。
做實(shí)驗(yàn)時(shí)，桌子上請不要放飲料和水，萬一打翻或者滴到運(yùn)行中的Arduino板，可能會(huì)因短路而損壞。此外，Arduino板底下最好墊一張白紙或塑料墊，也是為了避免板子背后的接點(diǎn)碰觸到導(dǎo)電物質(zhì)而短路。
Arduino的擴(kuò)展板（Shield）
基本上，微電腦控制板就像是一個(gè)具有大腦和神經(jīng)，但是沒有感官和行動(dòng)能力的物體。我們可以替它加上眼睛（如：紅外線或超音波傳感器）、耳朵（如：麥克風(fēng)）和手腳（如：舵機(jī)），再加上自行撰寫的控制程序，就能做出各種自動(dòng)控制應(yīng)用。例如，加上溫度傳感器和一些控制線路，以及判斷條件的程序代碼，就能讓 Arduino自動(dòng)控制電風(fēng)扇的運(yùn)轉(zhuǎn)；加上舵機(jī)∕步進(jìn)電機(jī)，以及障礙物傳感器，即可組裝一臺(tái)自走車或機(jī)器人。
微電腦板子上下兩側(cè)的黑色插槽，叫做杜邦接頭、杜邦迷你連接器或杜邦單排母座，是 Arduino的擴(kuò)充接口槽，用來銜接傳感器和接口設(shè)備控制電路。市面上有許多和 Arduino插槽兼容的擴(kuò)展板（統(tǒng)稱為 Shield），買回家之后，將它插在 Arduino上面，再自行編寫一些程序代碼即可使用。下圖是在Arduino板子疊上以太網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展卡的樣子。
書單推薦
