基本信息

图书名称：

 智能硬件项目教程基于Arduino 第二版

作 者：

 中国电子学会 

定价：

 65.00

ISBN号：

 9787512426047

出版社：

 北京航空航天大学出版社

开本：

 16

装帧：

 平装

出版日期：

 2019-3-1

印刷日期：

 2019-3-1

编辑推荐

内容介绍

《智能硬件项目教程：基于Arduino》主要通过项目学习（PBL，Project-Based Learning）的方式综合讲解．Arduino编程基础和电子电路基础，具体介绍了Arduino DE、Mixly、Arduino UNO主控板、C语言编程、传感器、执行器、自律型机器人等相关知识。通过精心设计的课程，让学生由浅入深地了解Arduino软件、智能硬件的性能和使用方法，锻炼学生的程序逻辑思维能力，通过编程和使用智能硬件完成自己的创意。

《智能硬件项目教程：基于Arduino》是全国青少年机器人技术等级考试（三、四级）的指定教材；同时，还可作为非电子类、计算机等专业智能硬件的入门教程，以及中小学科技教育课程教材，也可供Arduino的初学者和爱好者使用。

作者介绍

目录

第1章 走进智能殿堂

1．1 电子时代

1．2 开源硬件

1．3 什么是Arduino

1．4 Arduino UNO主控板简介

1．5 国内开源主控板简介

1．6 Arduino学习套件

1．6．1 Arduino学习套件元器件清单

1．6．2 使用Arduino主控板及其他电子元器件的注意事项

1．6．3 Arduino UNO主控板功能简介

1．6．4 Arduino UN0端口扩展板功能简介

1．6．5 面包板

1．6．6 学习平台结构安装

1．7 Arduino软件及驱动安装

1．7．1 Arduino IDE的下载及安装

1．7．2 Arduino IDE初始设置

1．7．3 Arduino UNO主控板驱动程序安装

1．7．4 上传系统例程Blin k．ino程序到Arduino UNO主控板

1．7．5 编写自己的“HeIlo World”程序

1．7．6 Arduino DE编程语言参考

1．7．7 基本语法规则

1．8 米思齐简介

1．8．1 软件获取

1．8．2 界面介绍

1．9 本章思考题

第2章 炫彩流水灯

2．1 基本概念2．1．1 电压、电流、接地

2．1．2 电阻和电阻器

2．1．3 欧姆定律

2．1．4 短路

2．1．5 电路搭设注意事项

2．1．6 元器件技术参数

2．1．7 元器件电源引脚标识

2．1．8 信号、模拟信号、数字信号

2．2 器件介绍

2．3 项目一：搭建一个电路——串联电路

2．4 项目二：搭建第二个电路——并联电路

2．5 项目三：搭建一个程序控制电路——闪烁LED灯

2．6 项目四：炫彩流水灯

2．7 本章思考题

第3章 自助式红绿灯

3．1 基本概念

3．2 器件介绍

3．3 项目一：通过按键开关点亮LED灯

3．4 项目二：蜂鸣器响起来

3．5 项目三：自助式红绿灯

3．6 本章思考题

第4章 呼吸灯

4．1 基本概念

4．1．1 几种常用数制

4．1．2 几种常用数制问的转换

4．2 器件介绍

4．3 项目一：读取电位器的模拟信号值

4．4 项目二：通过电位器控制LED灯的亮度

4．5 项目三：通过光敏电阻调整LED灯的亮度

4．6 项目四：呼吸灯的制作

4．7 数字信号／模拟信号操作函数

4．8 本章思考题

第5章 迎宾机器人

5．1 器件介绍

5．2 项目一：舵机动起来

5．3 项目二："世界那么大，我想去看看

5．4 项目三：超声波测距

5．5 项目四：距离说出来

5．6 项目五：迎宾机器人

5．7 本章思考题

第6章 红外遥控调速小风扇

6．1 基本概念

6．1．1 导体、半导体、绝缘体

6．1．2 二极管

6．1．3 晶体管

6．1．4 双极型晶体管

6．2 器件介绍

6．3 项目一：红外遥控控制LED灯

6．4 项目二：按键控制直流电机的启停

6．5 项目三：红外遥控调速小风扇

6．6 本章思考题

课中项目设计

中国电子学会普及工作委员会 编著

《电子制作》杂志社

内 容 简 介

本书作为全国青少年机器人技术等级考试一二级的指定教材，主要介绍了机械结构方面的物理知识，

这些内容是后续学习自律型机器人、智能机器人的基础。由于考虑到大家操作的实际情况，所以本书中具

体的例子都较为简单，从基础的楔形和杠杆开始，通过一个个实际的例子逐渐将机械结构知识串联一起

呈现在大家的面前。希望本书能够作为广大机器人爱好者的选读物。

《机器人基础技术教学》

责任编辑：郜姗姗

版式设计：周长保

出版发行：《电子制作》杂志社有限公司

印刷：北京画中画印刷有限公司

开本：889mm×1194mm

字数：57 千字

版次：2017 年 9 月第 2 版

印次：2017 年 9 月第 2 版

刊号：CN11-3571/TN

(2017) 京新出刊增准字第（33）号

广告经营许可证：京海工商广字第 8220 号（1-1）

定价：45 元

前 言

二十一世纪的中国，正在面临着前有的发展机遇和产业生态格局的深刻剧变。直面未来，

我们将迎接一个信息化、网络化、智能化的全新世界。

机器人技术，是衡量一个国家科技创新和高端制造业水平的重要标志。大力推动机器人技术

创新与行业发展，关键在于人才的培养。少年强，则国强。机器人作为信息化教育的新载体，我

们不仅要让更多中国青少年了解机器人的发展，掌握机器人基础技术，更要通过丰富的实践学习，

让孩子们在创新中学习，在实践中成长。

2003 年，中国电子学会受上级委托，启动电子信息专业人才水平评价工作；2015 年，中国

电子学会应用同一体系面向青少年启动了全国青少年机器人技术等级考试工作，并制定了相应的

标准体系和管理规范。这不仅是传播机器人技术的科普活动，也是实现我国青少年信息科技素质

全面提升的有益尝试。为了配合等级考试工作的开展，我们通过中国电子学会普及工作委员会及

相关联盟类科普组织，启动了教学系列丛书的编写。本书充分适应我国中小学生的认知心理和水

平，以机器人相关的物理力学、机械原理、基础电子知识为主要内容，将孩子们引入一个妙趣横

生又充满技术知识的机器人世界。

本书适用于全国青少年机器人技术等级考试（1 级、2 级）。

中国电子学会普及工作委员会

全国青少年电子信息科普创新联盟

2016 年 12 月

目 录

CONTENTS

目录

第 1 章 基本结构…………………………………………………… 1

1.1 结构体 …………………………………………………………… 1

1.2 钉子 ……………………………………………………………… 1

1.3 螺 丝 ……………………………………………………………… 2

1.4 楔和螺旋 ………………………………………………………… 2

1.5 螺丝刀与扳手 …………………………………………………… 3

第 2 章 秋千………………………………………………………… 4

2.1 秋千的起源 ……………………………………………………… 4

2.2 制作 ……………………………………………………………… 5

2.3 稳定性分析 ……………………………………………………… 6

2.4 能量转化 ………………………………………………………… 6

2.5 单摆 ……………………………………………………………… 7

第 3 章 跷跷板……………………………………………………… 8

3.1 探索 ……………………………………………………………… 8

3.2 制作 ……………………………………………………………… 8

3.3 杠杆原理 ………………………………………………………… 9

3.4 杠杆的起源 ……………………………………………………… 10

3.5 杠杆的分类 ……………………………………………………… 10

3.6 杠杆的应用 ……………………………………………………… 10

第 4 章 搅拌器（打蛋器）………………………………………… 12

4.1 探索 ……………………………………………………………… 12

4.2 制作 ……………………………………………………………… 12

4.3 齿轮 ……………………………………………………………… 14

4.4 轮轴 ……………………………………………………………… 14

4.5 齿轮种类 ………………………………………………………… 14

第 5 章 奇怪的时钟 ………………………………………………… 16

5.1 钟表的历史 ……………………………………………………… 16

5.2 制作 ……………………………………………………………… 17

5.3 齿轮加减速 ……………………………………………………… 19

5.4 角速度和线速度 ………………………………………………… 19

第 6 章 起重机 ……………………………………………………… 20

内容简介

这是一本专门给小学生和中学生学习的编程书。编程对于培养孩子的逻辑思维能力和动手能力至关重要，国家正在推动将编程纳入到中小学教学和考评体系中。Python语言又好玩，又好学，通过本书特殊的教学方式，让大家一看就会编程、就爱编程。本书不长篇大论讲理论，而是通过由浅入深的案例引导，让大家学会Python编程，从画图、做数学，到做判断、做循环，甚至做大数据和人工智能。 本书适合小学二年级以上的小学生和中学生学习，如果家长和孩子一起学就更棒了。本书既适合作为中小学信息技术课程的教材之一，也适合作为中小学人工智能编程教育的基础教材。

目录

• 1. Python是什么 2.安装Python 3.我的一个Python程序 练习1 第2课 海龟画图 1.我们来画一条线 2.画一个正方形 3.自动画出正方形 练习2 第3课 做数学 1.数学运算 2.字符串 3.布尔运算 4.帮你做作业 练习3 第4课 画彩图 1.用不同颜色的笔 2.改变背景颜色 3.神奇的变量 练习4 第5课 做判断 1.如果 2.不然 3.组合判断 4.猜数字 练习5 第6课 循环往复 1.打印九九乘法表 2.寻找素数 3.学生成绩单 练习6 第7课 电报 1.发电报 2.收电报 3.收发电报 练习7 第8课 画笔 1.用点绘画 2.连笔画 练习8 第9课 调色板 1.做调色板 2.保护调色板 练习9 第10课 弹球 1.移动球 2.加音效 3.弹回球 练习10 第11课 缤纷色彩 1.现代艺术 2.色彩斑斓 练习11 第12课 大数据 1.获取大数据 2.分析大数据 3.看见大数据 练习12 第13课 人工智能 1.我能看见你 2.我能认识你 3.咱们聊聊天 练习13

本书从提高Arduino使用效率、数据库打包、硬件融合、USB编程、网络编程、数字信号编程等几个方面，来综合讲解Arduino的晋级应用方法。书中迅速带过Arduino的基础知识，进入能力提升的主题，通过多个实例帮助读者快速提升Arduino编程能力。

作者简介

Simon Monk博士（英国Preston）拥有控制论和计算机科学学位以及软件工程学博士学位。他做了几年的学术研究，然后回到了产业界，共同创办了移动软件公司Momote Ltd.。他从十来岁起就是一个活跃的电子爱好者，而且是业余电子和开源硬件的全职作家。Monk博士是众多电子书籍的作者，精于开源硬件平台，特别是Arduino和树莓派。

目录

1章　Arduino编程　1

什么是 Arduino

软件安装和IDE 　3

Arduino概览　6

Arduino 开发板　8

编程语言 　12

修改Blink sketch　12

变量 　14

If 　15

Loops　16

函数　17

数字量输入　18

数字量输出 　20

串口监视器　20

数组和字符串　22

模拟量输入　23

模拟量输出　25

使用库　26

Arduino数据类型　28

Arduino 指令　29

总结 　30

第2章　内部机理　31

Arduino发展概况　31

Arduino内部结构　31

AVR微控制器 　32

Arduino 和Wiring　35

从sketch到Arduino　38

AVR Studio 　41

安装引导程序　43

总结　46

第3章　中断和定时器　47

硬件中断　47

启用和禁用中断　53

定时器中断　53

总结　56

第4章　让Arduino更快　57

Arduino到底有多快？　57

Arduino开发板之间的比较　58

算法加速　59

查找与计算　60

快速I/O 　62

模拟量输入的加速　68

总结　69

第5章　低功耗的Arduino　70

Arduino开发板的功耗　70

电流和电池　72

降低时钟频率　73

关闭一些模块　75

休眠　76

输出数字量控制功耗　80

总结　82

第6章　内存　83

Arduino内存　83

减少RAM的使用　84

小化闪存占用　89

静态与动态内存分配对比　90

字符串　91

EEPROM的使用　95

使用闪存　100

使用SD卡存储数据　102

总结　104

第7章　I2C总线的使用　105

I2C硬件　106

I2C协议　107

Wire库　108

I2C示例　110

总结　116

第8章　1-Wire器件接口　117

1-Wire硬件　117

1-Wire协议　118

OneWire 程序库　118

使用DS18B20　121

总结　122

第9章　SPI器件接口　123

位操作　123

SPI硬件　127

SPI协议　129

SPI库　129

SPI 示例　131

总结　134

第10章　UART串行编程　135

串行硬件　135

串行通信协议　137

串行命令　138

软件串行通信库　140

串行通信示例　141

总结　148