跨入Maker物聯網時代：誰都可以用Arduino

前言

第1 篇 Arduino 開發基礎
Chapter 01   Arduino 概述
1.1 Arduino 的起源
1.2 術語Arduino 的含義
1.3 Arduino 的硬體產品——主機板
1.4 Arduino 的硬體產品——擴充板
1.5 Arduino 硬體產品——新手套件
1.6 Arduino 硬體產品——附件
1.7 Arduino UNO
1.8 Arduino 可以做什麼
Chapter 02   電路設計軟體Fritzing
2.1 Fritzing 基礎
2.2 Fritzing 的元件函數庫
2.3 編輯元件
2.4 畫出手電筒的電路圖
Chapter 03   Arduino IDE 的安裝與使用
3.1 Arduino IDE 的安裝
3.2 Windows 7 下的Arduino 驅動安裝
3.3 在Arduino 上執行程式
3.4 Arduino IDE 編串流速度程
3.5 進階的Arduino IDE——MariaMole
Chapter 04   Arduino 程式語言基礎
4.1 Arduino 程式必要的setup() 和loop() 函數
4.2 程式中的值
4.3 運算符號
4.4 語法進階
4.5 控制結構
4.6 函數
4.7 C++ 語言的類別和物件
4.8 函數庫

第2 篇 Arduino 元件
Chapter 05   通用元件介紹
5.1 導線、電纜和連接器
5.2 電阻
5.3 麵包板
Chapter 06   發光二極體LED
6.1 使用到的專用元件
6.2 驅動單一LED 程式
6.3 驅動LED 點陣
6.4 使用74HC595 驅動LED
6.5 使用MAX7219 驅動LED
6.6 RGB 三色LED
6.7 七段數位管
Chapter 07  蜂鳴器
7.1 蜂鳴器的工作原理及分類
7.2 驅動蜂鳴器程式
7.3 蜂鳴器使用實例
Chapter 08   按鈕
8.1 按鈕的作用及分類
8.2 按鈕的實質
8.3 按鈕的使用範例
Chapter 09  可變電阻
9.1 普通可變電阻
9.2 遊戲搖桿
9.3 使用範例
Chapter 10   光敏電阻和常見感測器
10.1 光敏電阻
10.2 火焰感測器
10.3 溫濕度感測器
10.4 紅外線收發
10.5 液面高度感測器
Chapter 11   LCD
11.1 LCD 模組LCD1602
11.2 LCD 控制函數庫LiquidCrystal
11.3 LiquidCrystal_I2C 函數庫
Chapter 12   聲音模組
12.1 麥克風模組
12.2 超音波模組
Chapter 13   RFID——射頻識別
13.1 RFID 概述
13.2 RFID 硬體
13.3 RFID 程式設計
13.4 簡易公共汽車收繳費系統
Chapter 14   即時時鐘——RTC
14.1 RTC 簡介
14.2 DS1302 積體電路
14.3 DS1302 工作原理
14.4 暫存器的高載模式
14.5 協力廠商函數庫ds1302
14.6 簡易LED 時鐘
Chapter 15   伺服馬達和步進馬達
15.1 伺服馬達
15.2 使用其他元件控制伺服馬達
15.3 步進馬達

第3 篇 Arduino 實戰案例
Chapter 16   用Arduino 做遊戲——打地鼠
16.1 需求分析
16.2 打地鼠——雛形
16.3 打地鼠——進階
16.4 打地鼠——終極

前言

　　Arduino 是一款開放原始碼免費的軟硬體平台。Arduino 具備價格低廉、支援大量的感測器、控制器和驅動器等裝置，以及跨平台、快速開發等重要優點，因而被廣泛用於消費性電子產品中。隨著物聯網技術轉入實際應用，Arduino還被廣泛應用於智慧家居控制領域。同時，由於Arduino 開發迅速，很多創業團隊大量採用Arduino 開發原型機。相比傳統C51 複雜的開發過程，Arduino更簡單、方便、快速，也被越來越多的大專院校作為電子設計首選平台。

　　由於Arduino 的硬體和軟體全部採用開放原始碼策略，所以它支援大量的週邊裝置，並具備與之搭配的協力廠商程式庫。這造就了Arduino 的最大優勢，但對Arduino 開發者和初學者卻造成了相當大困擾：初學者為大量的資源所迷惑，而開發者為尋找滿足需要的裝置型號和對應的搭配函數庫而頭疼不已。

　　本書充分考慮了Arduino 發展和應用現狀，各種常用和熱門元件，以幫助初學者擴充視野，發現Arduino 真正的價值。而在開發角度，本書廣泛介紹官方和協力廠商的各種程式庫，給開發者提供更多的建議。

　　本書特色

　　1.快速入門
　　Arduino 結構簡單，適合電子產品快速開發，尤其是消費性電子產品。本書充分考慮這一點，合理組織內容，讓讀者只要透過閱讀本書內容，就可以快速掌握Arduino，開始設計產品，實現自己的創意和想法。

　　2.有關大量元件
　　由於Arduino 可以控制各種週邊裝置，可能被讀者應用於不同的領域，與各種裝置連接。本書全力說明幾十種常見的元件，對熱門元件進行重點說明，如RFID 和控制馬達。

　　3.說明協力廠商程式庫
　　Arduino 全面開放原始碼，很多志願者提供了巨量的協力廠商程式庫。本書精挑細選高性能程式庫結合元件進行充分說明。這樣，大家在實際開發中會有更多的選擇。

　　4.注重實作性
　　本書所有的元件和程式庫都配有大量的完整實例。讀者可以根據內容動手連接、偵錯和測試，讀者可以更進一步地掌握Arduino。

　　5.傳播創新思想
　　Arduino 廣泛適用於電子消費產品和創意電子裝置。本書在說明的時候，注重傳達創新思想。最後一篇的實戰案例，以反覆運算的想法實現了一個創意遊戲——打地鼠。讀者可以以此擴充出自己的有想法的實例。

　　6.提供多種技術交流方式
　　Arduino 的學習過程是快樂和痛苦並存的過程。和志同道合者一起分享製作的創意，交流學習心得，一起解決難題，就變得尤為重要。為了方便讀者學習和溝通，本書提供book@wanjuanchina.net 作為讀者信箱。

　　本書內容及系統結構

　　第1 篇 Arduino 開發基礎（第1 ∼ 4 章）
　　本篇主要內容包含：Arduino 概述、電路設計軟體Fritzing、Arduino IDE 的安裝與使用和Arduino 程式語言基礎。透過本篇的學習，讀者可以對Arduino 的設計理念、型號，以及設計軟體和語言有最基本的掌握。

　　第2 篇 Arduino 元件（第5 ∼ 15 章）
　　本篇主要內容包含：通用元件介紹、發光二極體LED、蜂鳴器、按鈕、電位器、光敏電阻和常見感測器、LCD、聲音模組、RFID、即時脈和控制馬達。透過本篇的學習，讀者可以掌握最常用的Arduino 週邊裝置的工作原理和使用方法。

　　第3 篇 Arduino 實戰案例（第16 章）
　　本篇只包含一個章節，這個章節中實現了一個打地鼠的遊戲。透過本篇的學習，讀者可以將之前使用的元件組合起來使用，並且可以學習一些軟體開發方面的思想。

　　本書搭配資源取得方式
　　本書有關的相關資源需要讀者自行下載。請登入本公司官網www.topteam.cc，搜索到本書頁面後按照提示下載即可。

　　學習建議
　　動手操作：學習Arduino 不只是要學習理論知識，而且要學會連接電路，所以，必須動手完成書中的每一個實例。
　　要有耐心：有一些元件有非常多的針腳，將它們在麵包板上正確地連接並不容易，所以必須要有耐心。
　　保持細心：電子設計不同於程式設計，如果出現錯誤很可能損壞硬體，甚至危害人身安全，所以在實際操作過程中一定要注意書中列出的提示訊息。
　　參與交流：獨自我學習的道路最為坎坷。這時，能找到幾個朋友一起學習就幸福多了。多參與我們的技術群和討論區討論，可以擴充視野，交流經驗，了解別人的學習心得。

　　本書適合讀者群
　　◎電子設計同好；
　　◎大專院校的學生；
　　◎電子產品設計人員。

　　本書作者
　　本書由山東中醫藥大學理工學院的楊佩璐及中國電子商務協會電子商務研究的任昱衡共同主筆撰寫。其中，楊佩璐撰寫了本書的第1 ∼ 8 章，任昱衡撰寫本書的第9 ∼ 16 章。其他參與撰寫的人員有丁士鋒、胡可、薑永豔、靳鯤鵬、孔峰、馬林、明廷堂、牛豔霞、孫澤軍、王麗、吳紹興、楊宇、游梁、張建林、張起棟、張喆、鄭偉、鄭玉暉。