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目次
商品簡介
本書全面、系統地講述了以開源、簡單、易用的Arduino開發板為控制核心的嵌入式系統的教硬件設計技術。本書主要內容包括對電子設計常用元件和常用Arduino開發板的介紹，Arduino IDE教件開發環境的安裝和使用方法，Arduino軟件設計的相關基礎知識和技術以及硬件設計技術。本書最後介紹了6個與實際應用相關的Arduino嵌入式綜合應用系統，全面講述了基於Arduino的嵌入式系統設計技術。
本書既可作為高等院校計算機、自動化、電子、通信、物聯網等相關專業的教材或競賽培訓用書、也可作為極客、電子愛好者和極客教育培訓者的參考用書。
本書既可作為高等院校計算機、自動化、電子、通信、物聯網等相關專業的教材或競賽培訓用書、也可作為極客、電子愛好者和極客教育培訓者的參考用書。
作者簡介
李蘭英，哈爾濱理工大學計算機科學與技術學院教授，出版過多本教材，如《8098原理及應用》（第二主編） 哈爾濱工業大學出版社、《Nios II嵌入式軟核SOPC設計原理及應用》（第一主編） 北京航空航天出版社、《單片機原理及應用》（參編）電子工業出版社，參與編寫的教材被多所學校使用。
目次
第1章 相關基礎知識概述
1.1 嵌入式系統概述
1.2 Arduino概述
1.2.1 Arduino是什麼
1.2.2 Arduino開發板分類
1.3 電子設計基礎
1.3.1 電源和USB數據線
1.3.2 電路中信號的分類
1.3.3 常用元件簡介
1.3.4 萬用表
1.3.5 杜邦線
1.3.6 麵包板
1.3.7 Arduino擴展板
1.3.8 模塊
1.4 本章小結
第2章 Arduino軟硬件開發基礎
2.1 Arduino開發板
2.1.1 Arduino UNO
2.1.2 Arduino Mega 2560
2.2 Arduino軟件開發環境IDE
2.2.1 IDE搭建
2.2.2 IDE詳述
2.2.3 IDE的文件目錄結構
2.3 Arduino軟件開發流程
2.4 本章小結
第3章 Arduino編程
3.1 函數
3.1.1 時間函數
3.1.2 數學函數
3.1.3 字符函數
3.1.4 隨機函數
3.1.5 位和字節函數
3.1.6 stream
3.2 常量和數據類型
3.2.1 常量
3.2.2 數據類型轉換函數
3.2.3 變量數據類型
3.3 程序結構
3.4 控制語句
3.4.1 break語句
3.4.2 continue語句
3.4.3 do...while語句
3.4.4 while語句
3.4.5 if語句
3.4.6 if...else語句
3.4.7 for語句
3.4.8 goto語句
3.4.9 return語句
3.4.10 switch...case語句
3.4.11 其他語句和符號
3.5 運算符
3.5.1 算術運算符
3.5.2 關係運算符
3.5.3 邏輯運算符
3.5.4 位運算符
3.5.5 複合運算符
3.5.6 指針操作符
3.6 類庫
3.7 自定義類庫
3.8 本章小結
第4章 Arduino板的接口及其應用
4.1 數字接口及其應用
4.1.1 數字接口概述
4.1.2 數字I/O接口的封裝函數
4.1.3 數字I/O接口的應用
4.2 模擬接口及其應用
4.2.1 模擬接口概述
4.2.2 模擬I/O接口的封裝函數
4.2.3 模擬I/O接口的應用
4.3 串行通信接口及其應用
4.3.1 串行通信接口概述
4.3.2 串行通信接口的類庫函數
4.3.3 串行通信接口的應用
4.4 I2C總線接口及應用
4.4.1 I2C總線概述
4.4.2 I2C總線的類庫函數
4.4.3 I2C總線接口的應用
4.5 SPI接口及應用
4.5.1 SPI概述
4.5.2 SPI的類庫函數
4.5.3 SPI接口的應用
4.6 外部中斷接口及應用
4.6.1 外部中斷概述
4.6.2 外部中斷的函數
4.6.3 外部中斷的應用
4.7 定時中斷接口及其應用
4.7.1 定時中斷概述
4.7.2 定時中斷的類庫函數
4.7.3 定時中斷的應用
4.8 軟件串口及其應用
4.8.1 軟件串口概述
4.8.2 軟件串口的類庫函數
4.8.3 軟件串口的應用
4.9 EEPROM及其應用
4.9.1 EEPROM概述
4.9.2 EEPROM的類庫函數
4.9.3 EEPROM的應用
4.10 本章小結
第5章 Arduino人機界面及接口技術
5.1 Arduino與按鍵的接口技術
5.1.1 獨立按鍵接口
5.1.2 矩陣按鍵接口
5.1.3 模擬量按鍵接口
5.2 Arduino與紅外遙控器的接口技術
5.2.1 紅外遙控器的工作原理
5.2.2 紅外遙控器的類庫函數
5.2.3 紅外遙控器的應用實例
5.3 Arduino與數碼管顯示器的接口技術
5.3.1 數碼管顯示原理
5.3.2 數碼管靜態顯示控制技術
5.3.3 數碼管動態顯示控制技術
5.3.4 數碼管串行控制技術
5.4 Arduino與LED燈點陣模塊的接口技術
5.4.1 LED燈點陣模塊原理
5.4.2 LED燈點陣模塊串行控制技術
5.4.3 LED燈點陣模塊的應用實例
5.5 Arduino與LCD的接口技術
5.5.1 LCD的分類及特點
5.5.2 LCD1602模塊概述
5.5.3 LCD1602的類庫函數
5.5.4 LCD1602模塊的應用實例
5.5.5 LCD串行控制接口技術
5.6 Arduino與語音模塊的接口技術
5.6.1 語音識別模塊概述
5.6.2 語音識別模塊的類庫函數
5.6.3 語音識別模塊的應用實例
5.6.4 語音合成模塊概述
5.6.5 語音合成模塊的類庫函數
5.6.6 語音合成模塊的應用實例
5.7 本章小結
第6章 Arduino開發板常用模塊及其應用
6.1 超聲波測距
6.1.1 HC-SR04概述
6.1.2 HC-SR04的類庫函數
6.1.3 HC-SR04的應用實例
6.2 蜂鳴器
6.2.1 蜂鳴器概述
6.2.2 蜂鳴器的應用實例
6.3 溫濕度傳感器
6.3.1 DHT11概述
6.3.2 DHT11的類庫函數
6.3.3 DHT11的應用實例
6.4 直流電機
6.4.1 直流電機的調速原理
6.4.2 電位器和霍爾開關元件簡介
6.4.3 直流電機轉速控制及測量實例
6.5 步進電機
6.5.1 步進電機概述
6.5.2 步進電機的類庫函數
6.5.3 步進電機的應用實例
6.6 舵機
6.6.1 舵機概述
6.6.2 舵機的類庫函數
6.6.3 舵機的應用實例
6.7 SD卡讀寫模塊
6.7.1 SD卡讀寫模塊概述
6.7.2 SD卡的類庫函數
6.7.3 SD卡讀寫模塊的應用實例
6.8 RFID模塊
6.8.1 RFID模塊概述
6.8.2 RFID的類庫函數
6.8.3 RFID模塊的應用實例
6.9 日曆時鐘
6.9.1 日曆時鐘芯片PCF8563概述
6.9.2 PCF8563的應用實例
6.10 三色LED燈
6.10.1 三色LED燈概述
6.10.2 三色LED燈的應用實例
6.11 灰塵傳感器
6.11.1 灰塵傳感器GP2Y10概述
6.11.2 灰塵傳感器的應用實例
6.12 顏色傳感器
6.12.1 顏色傳感器概述
6.12.2 顏色傳感器的應用實例
6.13 水位傳感器
6.13.1 水位傳感器概述
6.13.2 水位傳感器的應用實例
6.14 氣體傳感器
6.14.1 氣體傳感器模塊概述
6.14.2 MQ-2煙霧傳感器的測試實例
6.15 火焰傳感器
6.15.1 火焰傳感器模塊概述
6.15.2 火焰傳感器的測試實例
6.16 紅外光電開關傳感器
6.16.1 紅外光電開關模塊概述
6.16.2 紅外光電開關模塊的測試實例
6.17 紅外人體感應傳感器
6.17.1 紅外人體感應模塊概述
6.17.2 紅外人體感應模塊的測試實例
6.18 溫度傳感器DS18B20
6.18.1 單總線協議概述
6.18.2 OneWare的類庫函數
6.18.3 DS18B20的應用實例
6.19 心率傳感器
6.19.1 心率採集模塊概述
6.19.2 心率採集模塊的應用實例
6.20 空間運動傳感器
6.20.1 陀螺儀和加速度傳感器概述
6.20.2 MPU-6050的類庫函數
6.20.3 卡爾曼濾波
6.21 繼電器
6.21.1 繼電器概述
6.21.2 繼電器的應用實例
6.22 本章小結
第7章 Arduino常用通信模塊及其應用
7.1 藍牙通信模塊
7.1.1 藍牙串口模塊概述
7.1.2 藍牙串口模塊HC-05
7.1.3 藍牙模塊的應用實例
7.2 ZigBee通信模塊
7.2.1 XBee模塊概述
7.2.2 XBee模塊的通信模式
7.2.3 ZigBee網絡設備類型
7.2.4 XBee模塊的參數配置
7.2.5 API的幀格式測試
7.2.6 Arduino與XBee模塊的接口及其應用
7.3 Wi-Fi通信模塊
7.3.1 Wi-Fi通信模塊概述
7.3.2 ESP-01S模塊的參數配置
7.3.3 Onenet雲平臺簡介
7.3.4 Wi-Fi模塊的類庫函數
7.3.5 Arduino與Wi-Fi模塊的接口及應用
7.4 GSM/GPRS通信模塊
7.4.1 GSM/GPRS模塊概述
7.4.2 GSM/GPRS模塊的調試及參數設置
7.4.3 Arduino與GSM/GPRS模塊的接口及其應用
7.5 GPS定位模塊
7.5.1 GPS定位模塊概述
7.5.2 Arduino與GPS定位模塊的接口及其應用
7.6 nRF24L01通信模塊
7.6.1 nRF24L01通信模塊概述
7.6.2 nRF24L01通信模塊的類庫函數
7.6.3 Arduino與nRF24L01模塊的接口及應用
7.7 本章小結
第8章 Arduino嵌入式系統綜合應用
8.1 倒車雷達
8.1.1 系統總體設計
8.1.2 系統硬件設計
8.1.3 系統軟件設計
8.2 門禁系統
8.2.1 系統總體設計
8.2.2 系統硬件設計
8.2.3 系統軟件設計
8.3 遙控小車
8.3.1 系統總體設計
8.3.2 系統硬件設計
8.3.3 系統軟件設計
8.4 智能家居系統
8.4.1 系統總體設計
8.4.2 系統硬件設計
8.4.3 系統軟件設計
8.5 MP3播放器
8.5.1 MP3音樂播放原理
8.5.2 MP3播放的類庫函數
8.5.3 MP3播放器的設計
8.6 萬年曆
8.6.1 系統總體設計
8.6.2 系統硬件設計
8.6.3 PCF8563的類庫函數
8.6.4 系統軟件設計
8.7 本章小結
1.1 嵌入式系統概述
1.2 Arduino概述
1.2.1 Arduino是什麼
1.2.2 Arduino開發板分類
1.3 電子設計基礎
1.3.1 電源和USB數據線
1.3.2 電路中信號的分類
1.3.3 常用元件簡介
1.3.4 萬用表
1.3.5 杜邦線
1.3.6 麵包板
1.3.7 Arduino擴展板
1.3.8 模塊
1.4 本章小結
第2章 Arduino軟硬件開發基礎
2.1 Arduino開發板
2.1.1 Arduino UNO
2.1.2 Arduino Mega 2560
2.2 Arduino軟件開發環境IDE
2.2.1 IDE搭建
2.2.2 IDE詳述
2.2.3 IDE的文件目錄結構
2.3 Arduino軟件開發流程
2.4 本章小結
第3章 Arduino編程
3.1 函數
3.1.1 時間函數
3.1.2 數學函數
3.1.3 字符函數
3.1.4 隨機函數
3.1.5 位和字節函數
3.1.6 stream
3.2 常量和數據類型
3.2.1 常量
3.2.2 數據類型轉換函數
3.2.3 變量數據類型
3.3 程序結構
3.4 控制語句
3.4.1 break語句
3.4.2 continue語句
3.4.3 do...while語句
3.4.4 while語句
3.4.5 if語句
3.4.6 if...else語句
3.4.7 for語句
3.4.8 goto語句
3.4.9 return語句
3.4.10 switch...case語句
3.4.11 其他語句和符號
3.5 運算符
3.5.1 算術運算符
3.5.2 關係運算符
3.5.3 邏輯運算符
3.5.4 位運算符
3.5.5 複合運算符
3.5.6 指針操作符
3.6 類庫
3.7 自定義類庫
3.8 本章小結
第4章 Arduino板的接口及其應用
4.1 數字接口及其應用
4.1.1 數字接口概述
4.1.2 數字I/O接口的封裝函數
4.1.3 數字I/O接口的應用
4.2 模擬接口及其應用
4.2.1 模擬接口概述
4.2.2 模擬I/O接口的封裝函數
4.2.3 模擬I/O接口的應用
4.3 串行通信接口及其應用
4.3.1 串行通信接口概述
4.3.2 串行通信接口的類庫函數
4.3.3 串行通信接口的應用
4.4 I2C總線接口及應用
4.4.1 I2C總線概述
4.4.2 I2C總線的類庫函數
4.4.3 I2C總線接口的應用
4.5 SPI接口及應用
4.5.1 SPI概述
4.5.2 SPI的類庫函數
4.5.3 SPI接口的應用
4.6 外部中斷接口及應用
4.6.1 外部中斷概述
4.6.2 外部中斷的函數
4.6.3 外部中斷的應用
4.7 定時中斷接口及其應用
4.7.1 定時中斷概述
4.7.2 定時中斷的類庫函數
4.7.3 定時中斷的應用
4.8 軟件串口及其應用
4.8.1 軟件串口概述
4.8.2 軟件串口的類庫函數
4.8.3 軟件串口的應用
4.9 EEPROM及其應用
4.9.1 EEPROM概述
4.9.2 EEPROM的類庫函數
4.9.3 EEPROM的應用
4.10 本章小結
第5章 Arduino人機界面及接口技術
5.1 Arduino與按鍵的接口技術
5.1.1 獨立按鍵接口
5.1.2 矩陣按鍵接口
5.1.3 模擬量按鍵接口
5.2 Arduino與紅外遙控器的接口技術
5.2.1 紅外遙控器的工作原理
5.2.2 紅外遙控器的類庫函數
5.2.3 紅外遙控器的應用實例
5.3 Arduino與數碼管顯示器的接口技術
5.3.1 數碼管顯示原理
5.3.2 數碼管靜態顯示控制技術
5.3.3 數碼管動態顯示控制技術
5.3.4 數碼管串行控制技術
5.4 Arduino與LED燈點陣模塊的接口技術
5.4.1 LED燈點陣模塊原理
5.4.2 LED燈點陣模塊串行控制技術
5.4.3 LED燈點陣模塊的應用實例
5.5 Arduino與LCD的接口技術
5.5.1 LCD的分類及特點
5.5.2 LCD1602模塊概述
5.5.3 LCD1602的類庫函數
5.5.4 LCD1602模塊的應用實例
5.5.5 LCD串行控制接口技術
5.6 Arduino與語音模塊的接口技術
5.6.1 語音識別模塊概述
5.6.2 語音識別模塊的類庫函數
5.6.3 語音識別模塊的應用實例
5.6.4 語音合成模塊概述
5.6.5 語音合成模塊的類庫函數
5.6.6 語音合成模塊的應用實例
5.7 本章小結
第6章 Arduino開發板常用模塊及其應用
6.1 超聲波測距
6.1.1 HC-SR04概述
6.1.2 HC-SR04的類庫函數
6.1.3 HC-SR04的應用實例
6.2 蜂鳴器
6.2.1 蜂鳴器概述
6.2.2 蜂鳴器的應用實例
6.3 溫濕度傳感器
6.3.1 DHT11概述
6.3.2 DHT11的類庫函數
6.3.3 DHT11的應用實例
6.4 直流電機
6.4.1 直流電機的調速原理
6.4.2 電位器和霍爾開關元件簡介
6.4.3 直流電機轉速控制及測量實例
6.5 步進電機
6.5.1 步進電機概述
6.5.2 步進電機的類庫函數
6.5.3 步進電機的應用實例
6.6 舵機
6.6.1 舵機概述
6.6.2 舵機的類庫函數
6.6.3 舵機的應用實例
6.7 SD卡讀寫模塊
6.7.1 SD卡讀寫模塊概述
6.7.2 SD卡的類庫函數
6.7.3 SD卡讀寫模塊的應用實例
6.8 RFID模塊
6.8.1 RFID模塊概述
6.8.2 RFID的類庫函數
6.8.3 RFID模塊的應用實例
6.9 日曆時鐘
6.9.1 日曆時鐘芯片PCF8563概述
6.9.2 PCF8563的應用實例
6.10 三色LED燈
6.10.1 三色LED燈概述
6.10.2 三色LED燈的應用實例
6.11 灰塵傳感器
6.11.1 灰塵傳感器GP2Y10概述
6.11.2 灰塵傳感器的應用實例
6.12 顏色傳感器
6.12.1 顏色傳感器概述
6.12.2 顏色傳感器的應用實例
6.13 水位傳感器
6.13.1 水位傳感器概述
6.13.2 水位傳感器的應用實例
6.14 氣體傳感器
6.14.1 氣體傳感器模塊概述
6.14.2 MQ-2煙霧傳感器的測試實例
6.15 火焰傳感器
6.15.1 火焰傳感器模塊概述
6.15.2 火焰傳感器的測試實例
6.16 紅外光電開關傳感器
6.16.1 紅外光電開關模塊概述
6.16.2 紅外光電開關模塊的測試實例
6.17 紅外人體感應傳感器
6.17.1 紅外人體感應模塊概述
6.17.2 紅外人體感應模塊的測試實例
6.18 溫度傳感器DS18B20
6.18.1 單總線協議概述
6.18.2 OneWare的類庫函數
6.18.3 DS18B20的應用實例
6.19 心率傳感器
6.19.1 心率採集模塊概述
6.19.2 心率採集模塊的應用實例
6.20 空間運動傳感器
6.20.1 陀螺儀和加速度傳感器概述
6.20.2 MPU-6050的類庫函數
6.20.3 卡爾曼濾波
6.21 繼電器
6.21.1 繼電器概述
6.21.2 繼電器的應用實例
6.22 本章小結
第7章 Arduino常用通信模塊及其應用
7.1 藍牙通信模塊
7.1.1 藍牙串口模塊概述
7.1.2 藍牙串口模塊HC-05
7.1.3 藍牙模塊的應用實例
7.2 ZigBee通信模塊
7.2.1 XBee模塊概述
7.2.2 XBee模塊的通信模式
7.2.3 ZigBee網絡設備類型
7.2.4 XBee模塊的參數配置
7.2.5 API的幀格式測試
7.2.6 Arduino與XBee模塊的接口及其應用
7.3 Wi-Fi通信模塊
7.3.1 Wi-Fi通信模塊概述
7.3.2 ESP-01S模塊的參數配置
7.3.3 Onenet雲平臺簡介
7.3.4 Wi-Fi模塊的類庫函數
7.3.5 Arduino與Wi-Fi模塊的接口及應用
7.4 GSM/GPRS通信模塊
7.4.1 GSM/GPRS模塊概述
7.4.2 GSM/GPRS模塊的調試及參數設置
7.4.3 Arduino與GSM/GPRS模塊的接口及其應用
7.5 GPS定位模塊
7.5.1 GPS定位模塊概述
7.5.2 Arduino與GPS定位模塊的接口及其應用
7.6 nRF24L01通信模塊
7.6.1 nRF24L01通信模塊概述
7.6.2 nRF24L01通信模塊的類庫函數
7.6.3 Arduino與nRF24L01模塊的接口及應用
7.7 本章小結
第8章 Arduino嵌入式系統綜合應用
8.1 倒車雷達
8.1.1 系統總體設計
8.1.2 系統硬件設計
8.1.3 系統軟件設計
8.2 門禁系統
8.2.1 系統總體設計
8.2.2 系統硬件設計
8.2.3 系統軟件設計
8.3 遙控小車
8.3.1 系統總體設計
8.3.2 系統硬件設計
8.3.3 系統軟件設計
8.4 智能家居系統
8.4.1 系統總體設計
8.4.2 系統硬件設計
8.4.3 系統軟件設計
8.5 MP3播放器
8.5.1 MP3音樂播放原理
8.5.2 MP3播放的類庫函數
8.5.3 MP3播放器的設計
8.6 萬年曆
8.6.1 系統總體設計
8.6.2 系統硬件設計
8.6.3 PCF8563的類庫函數
8.6.4 系統軟件設計
8.7 本章小結
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