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(yè)碼：556
- 紙張：膠版紙
- 版次：1
- 開本：16K
交互設(shè)計(jì)在國(guó)內(nèi)還屬于發(fā)展的初期階段，屬于一個(gè)綜合性相對(duì)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(shì)。完美圖解Arduino互動(dòng)設(shè)計(jì)入門主要針對(duì)沒有電子電路基礎(chǔ)，但又對(duì)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。
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目錄
CHAPTER 01 認(rèn)識(shí)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(shí)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(cè)量工具：萬用表 2-18
動(dòng)手做2-1 測(cè)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(shí)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(shí)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(shí)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(jiǎn)介 5-2
5-2 │處理文字信息：認(rèn)識(shí)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(hào)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(shí)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(jiǎn)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(shí)變量的作用域 8-6
8-3 │ LED 點(diǎn)陣屏簡(jiǎn)介 8-8
8-4 │認(rèn)識(shí)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(hào) 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(shí)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(hào) 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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)紅外線 12-2
動(dòng)手做12-1 監(jiān)測(cè)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(kù)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(shí)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(shí)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(jiǎn)介 14-3
14-2 │認(rèn)識(shí)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(yè)基礎(chǔ)＋嵌入式網(wǎng)站服務(wù)器制作
15-1 │認(rèn)識(shí)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(shí)網(wǎng)頁(yè)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(shí)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(kù)建立微型網(wǎng)站 16-2
16-2 │定義錯(cuò)誤信息網(wǎng)頁(yè)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(yè)表單 16-15
16-4 │認(rèn)識(shí)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(cè)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(shí)Arduino 的String（字符串）擴(kuò)展庫(kù) 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(shí)別設(shè)備與問答游戲制作
18-1 │認(rèn)識(shí)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(duì)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(shí)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(shí)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(kù) 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(qǐng)參見光盤電子書
APPENDIX E 使用App Inventor 開發(fā)Android App
E-1 │認(rèn)識(shí)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(shí)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(shí)，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(guó)王 "Arduino"為名，設(shè)計(jì)出開放式（open source）微電腦控制板（以下簡(jiǎn)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(qǐng)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(qǐng)到 Arduino.cc網(wǎng)頁(yè)，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(gòu)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(gòu)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(jiǎn)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(qǐng)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(qǐng)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。
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