从零开始学Arduino电子设计（创意案例版）

　　随着创客概念的日益兴起和国家大力倡导万众创新，国内创客教育相关产业也迅猛发展。Arduino是一个开源软硬件平台生态圈，目前在创客圈里越来越流行。本书顺应创客的热潮，通过50余个有趣的创意案例，手把手带领读者通过实际动手的方式学习Arduino电子设计。本书共10章，分为3篇。书中从编程的概念和电子硬件的基础知识展开讲解，使得读者能够实现从开始的“听说”Arduino到“精通”Arduino开发。本书内容不仅涉及Arduino常用开发板、开发环境、开发语言、命令与函数、硬件要求、开发流程等基础知识，还涉及物联网、Web开发、TCP/IP通信、安卓开发、MSWPF开发、云平台、蓝牙、红外通信和各种传感器等应用。本书适合广大电子设计爱好者、创客、创客教育从业者、大中专学生和中学生等群体阅读。另外，本书非常适合开设电子设计课程的学校作为教材使用，书中众多的动手实例非常适合教学实验。

　　黄焕林，资深Arduino电子设计爱好者、软件工程师、物联网工程师、创客。完成了大量的Arduino电子设计作品，并在多个相关比赛中获奖。目前从事创客教育培训工作。丁昊，资深Arduino电子设计爱好者。大学期间组建了电子设计工作室，研究并设计了3D打印机等各类与机电结合的电子设计作品，积累了丰富的Arduino电子设计经验。目前从事工业自动化方面的项目管理工作。

前言 

第1篇 认识Arduino 

第1章 Arduino简介2 

1.1 什么是Arduino2 

1.2 Arduino的特点3 

1.3 Arduino的应用领域4 

1.4 小结4 

第2章 常用Arduino开发板5 

2.1 Arduino Uno开发板5 

2.1.1 特点5 

2.1.2 电气属性6 

2.1.3 接口介绍6 

2.2 Arduino Mega 2560开发板8 

2.2.1 特点9 

2.2.2 电气属性9 

2.2.3 接口介绍9 

2.3 Arduino Pro Mini开发板11 

2.3.1 特点12 

2.3.2 电气属性12 

2.3.3 接口介绍13 

2.4 小结14 

第2篇 轻松上手Arduino开发 

第3章 Arduino开发环境搭建16 

3.1 开发环境16 

3.2 搭建Arduino开发环境17 

3.2.1 Windows系统下Arduino IDE的搭建18 

3.2.2 Mac OS X系统下Arduino开发环境的搭建25 

3.2.3 Linux系统下Arduino开发环境的搭建26 

3.3 小结28 

第4章 Arduino开发语言29 

4.1 开发语言29 

4.2 程序结构30 

4.2.1 程序的基本结构30 

4.2.2 变量定义32 

4.2.3 函数和类库33 

4.2.4 自定义函数35 

4.2.5 自定义类库38 

4.3 小结43 

第5章 Arduino命令和函数44 

5.1 基本语法符号44 

5.1.1 标识符44 

5.1.2 分隔符45 

5.1.3 注释符45 

5.1.4 运算符46 

5.1.5 数据类型51 

5.1.6 常量60 

5.1.7 数据类型互转61 

5.1.8 变量的操作62 

5.1.9 预处理64 

5.1.10 指针64 

5.2 条件语句67 

5.2.1 if语句67 

5.2.2 switch语句69 

5.2.3 while语句71 

5.2.4 do···while语句72 

5.2.5 for语句73 

5.2.6 break语句74 

5.2.7 continue语句74 

5.2.8 goto语句74 

5.3 数字I/O操作函数75 

5.4 模拟I/O操作函数77 

5.5 高级I/O操作函数78 

5.6 时间函数80 

5.7 随机数函数81 

5.8 中断函数82 

5.9 数据处理函数84 

5.10 串口通信92 

5.11 小结94 

第6章 Arduino开发硬件要求95 

6.1 必要的硬件95 

6.1.1 Arduino开发板95 

6.1.2 电源95 

6.1.3 杜邦线96 

6.1.4 面包板96 

6.2 其他硬件97 

6.2.1 小元件97 

6.2.2 模块98 

6.3 小结98 

第7章 Arduino项目开发流程99 

7.1 硬件搭建99 

7.1.1 Arduino开发板的选择99 

7.1.2 布线100 

7.1.3 其他100 

7.2 编程流程100 

7.3 小结101 

第3篇 一起动手做Arduino实验 

第8章 Arduino基础实验104 

8.1 LED的控制104 

8.1.1 单个单色LED的控制105 

8.1.2 三色LED的控制107 

8.1.3 多个LED的控制110 

8.1.4 调节LED的亮度112 

8.2 信号输入114 

8.2.1 按键115 

8.2.2 电位器118 

8.3 电机控制121 

8.3.1 直流电机121 

8.3.2 舵机125 

8.3.3 步进电机128 

8.4 继电器控制131 

8.5 传感器134 

8.5.1 碰撞传感器135 

8.5.2 火焰传感器137 

8.5.3 霍尔传感器138 

8.5.4 气体传感器140 

8.5.5 光电传感器141 

8.5.6 超声波测距传感器143 

8.5.7 红外人体感应传感器146 

8.6 小结148 

第9章 Arduino进阶实验150 

9.1 LED的控制150 

9.1.1 LED点阵的控制150 

9.1.2 LED数码管155 

9.1.3 串行控制LED点阵160 

9.2 传感器168 

9.2.1 温、湿度传感器168 

9.2.2 气压传感器174 

9.2.3 陀螺仪加速度传感器179 

9.2.4 颜色传感器185 

9.3 数据通信190 

9.3.1 蓝牙数据传输190 

9.3.2 单向无线数据传输196 

9.3.3 2.4GHz频段的数据传输199 

9.3.4 红外通信204 

9.3.5 接入以太网209 

9.3.6 WiFi通信217 

9.3.7 GSM通信225 

9.3.8 GPS定位227 

9.4 数据读写230 

9.4.1 内置EEPROM使用230 

9.4.2 外置Flash芯片使用232 

9.4.3 SD卡读写235 

9.4.4 RFID读写241 

9.4.5 实时时钟245 

9.5 积木扩展板248 

9.5.1 扩展板的功能248 

9.5.2 电机扩展板248 

9.6 图形显示250 

9.6.1 LCD1602液晶显示屏251 

9.6.2 OLED12864有机发光二极管显示屏255 

9.7 蜂鸣器259 

9.8 使用彩色显示屏261 

9.9 小结263 

第10章 Arduino高级实验264 

10.1 Arduino与Microsoft WPF264 

10.1.1 WPF实现Hello World264 

10.1.2 建立串口通信269 

10.1.3 颜色测试小工具275 

10.1.4 温度曲线图278 

10.1.5 通过网络控制LED284 

10.2 Arduino与Android288 

10.2.1 Android实现Hello World289 

10.2.2 建立USB串口通信296 

10.2.3 安防联动306 

10.3 Arduino典型应用314 

10.3.1 个性键（盘）鼠（标）外设314 

10.3.2 上位机操作I/O317 

10.3.3 接入云平台319 

10.3.4 下载引导程序322 

10.4 小结325 

附录A 运算符优先级和结合性参考表326