爱上Arduino（第3版）

　　※本书作者Massimo Banzi是Arduino单片机的创始人，本书不仅有亲切明白的观念解说，也有真实完整的实作步骤说明。本书在第二版的基础上进行了新技术的知识革新。
　　※本次出版的《爱上Arduino（第3版）》则是为了将Arduino家族中的重要一员Leonardo加入书中。为此，本书在更新相关内容之外，还特别新增了一个章节的内容来讲述Leonardo的技术应用。
　　※增补了一个电路和编程都更加复杂的项目章节，通过这个项目，可以了解如何系统性地完成一个带有研发性质的作品。

海报：

　　本书是《爱上Arduino》的第3版图书，将Arduino家族中的重要一员Leonardo加入书中。为此，本书还特别新增了一个章节的内容来讲述Leonardo的技术应用内容， 同时还增补了一个电路和编程都更加复杂的项目章节，通过这个项目，大家可以了解如何系统性地完成一个带有研发性质的作品。 作者Massimo Banzi是Arduino单片机的创始人，书中不仅有亲切明白的观念解说，更有真实完整的实作步骤说明，适合初学者阅读。

作者简介：　　

Massimo Banzi

Arduino的联合创始人、交互设计师、教育家和开源硬件拥护者。他曾为Prada、Whirlpool、Persol等公司担任顾问，也在世界各地的创客工作坊活动中担任主讲嘉宾。

Michael Shiloh

作为交互设计师和教育家，他是很早一批投身于创客文化的开源硬件拥护者和社区维护者，于2015年来到中国，与清华创客空间的老师和学生们开展了内容丰富的工作坊活动。

译者简介：
程晨

科技作家、创客教育践行者，十余年嵌入式开发经验，出版国内较早的Arduino、Edison、3D打印技术普及图书，长期在《无线电》杂志上刊登动手制作项目原创文章，翻译出版开源硬件、3D打印、机器人、智能硬件、物联网领域相关图书十余本，录制多套开源硬件项目视频教程。曾任北京航空航天大学软件学院特聘讲师，参与清华、北邮等多个高校的创新性课程设计。

致中国读者

I am delighted for this opportunity to welcome Chinese readers to the 3rd Edition of Getting Started with Arduino. I would like to thank the editors for the excellent work they have done in making this book available to Chinese readers.

听到《爱上Arduino（第3版）》即将和中国读者见面的消息，我很高兴。在这里要感谢人民邮电出版社的编辑们在这其中付出的辛苦，使本书能够及时的呈现在中国读者面前。

The intended audience for this book includes those who have just barely heard of Arduino， those who have heard of Arduino but are not sure what it is， and those who know what Arduino is but are afraid they won't be able to work with it.
本书面向的读者包括那些仅仅只是听过Arduino这个名词的人，或是听过Arduino但不是太清楚具体这是怎样一个硬件的人，再或者是知道什么是Arduino但是担心自己学不会的人。

This book will explain what Arduino is and why it was created， will teach you how to build projects based on Arduino， and will give you the confidence to get started. This book assumes no prior knowledge. This book starts with a calming and reassuring chapter on the non-engineering tinkering philosophy behind Arduino， and ends with a helpful troubleshooting chapter in case things go wrong.
本书会给你解释Arduino是什么，以及为什么会产生这样一块板子。同时还会教你如何利用Arduino搭建一个项目，让你对开始使用Arduino有信心。本书不需要任何前期的知识，开篇的章节从Arduino体现的非工程师视角的改造理念平缓展开，*终以针对各种问题排疑解惑的内容作为*书结束。

I am particularly happy with the hand drawn sketches by Luisa Castiglioni and Judy Castro. Hand drawn sketches allow us to call attention to the important details， and to leave out irrelevant visual distractions. By cleverly adapting perspectives， the sketches better show how components are placed and connected.

书中的插图都是Luisa Castiglioni和Judy Castro手绘的，这点让我感到非常高兴。手绘的形式能够剔除干扰我们的无效视觉信息，让我们把注意力放在重要的细节上。通过巧妙的视角，插图能够更好地体现元器件是如何摆放和连接的。

Massimo and I welcome you to the world of Arduino and sincerely hope you find this book useful， inspiring， and fun.
Massimo和我很高兴你能进入Arduino的世界，我们真心希望这本书能让你感到它有用、有料、有趣。

——Michael Shiloh

1　介绍　1
1．1　目标受众　1
1．2　什么是交互设计　2
1．3　什么是物理计算　2
2　Arduino理念　5
2．1　原型　5
2．2　改造　5
2．3　整合　6
2．4　改装电路　8
2．5　改装键盘　10
2．6　我爱废品　11
2．7　改装玩具　12
2．8　协作　13
3　Arduino平台　15
3．1　Arduino硬件　15
3．2　软件集成开发环境（IDE）　17
3．3　在你的电脑上安装Arduino　17
3．4　安装IDE：Mac　18
3．5　安装IDE：Windows　19
4　Arduino入门　21
4．1　交互装置解析　21
4．2　传感器与执行器　21
4．3　LED闪烁　22
4．4　递给我一块帕尔马干酪　25
4．5　Arduino永不停止　25
4．6　真正的创客都写注释　25
4．7　代码，一步步来　26
4．8　我们将要制作什么　28
4．9　什么是电　29
4．10　使用按键控制LED　31
4．11　这是如何工作的　34
4．12　一个电路，一千种玩法　35
5　高级输入输出　41
5．1　试试其他的开关型传感器　41
5．2　用PWM控制灯光的亮度　43
5．3　使用光线传感器代替按键　50
5．4　模拟输入　51
5．5　试试其他的模拟传感器　54
5．6　串行通信　55
5．7　驱动较大功率的负载（电机、灯泡等）　56
5．8　复杂的传感器　57
6　Arduino Leonardo　59
6．1　这类Arduino与其他所有Arduino有什么不同　59
6．2　Arduino Leonardo与Arduino Uno之间的其他区别　59
6．3　Leonardo键盘消息例程　60
6．4　Leonardo按键鼠标控制例程　63
6．5　Leonardo更多的差别　67
7　与云交互　69
7．1　计划　70
7．2　编程　71
7．3　搭建电路　78
7．4　如何组装　80
8　自动浇灌系统　81
8．1　计划　82
8．2　测试实时时钟（RTC）　84
8．3　测试继电器　88
8．4　电路原理图　90
8．5　测试温湿度传感器　97
8．6　编程　101
8．7　搭建电路　120
8．8　额外的尝试　143
8．9　浇灌项目购物清单　143
9　排疑解惑　145
9．1　理解　145
9．2　简化和分解　145
9．3　排除和确认　145
9．4　测试Arduino板　146
9．5　测试你的面包板电路　147
9．6　分离问题　148
9．7　Windows中安装驱动的问题　149
9．8　Windows中IDE的问题　149
9．9　Windows中识别Arduino端口号　149
9．10　其他调试技巧　150
9．11　如何获取在线帮助　151
附录A　面包板　155
附录B　认识电阻和电容　157
附录C　Arduino快速参考　159
附录D　认识原理图　173

前言

《爱上Arduino（第3版）》在上一版的基础上增加了两个章节。第8章是一个电路和编程都更加复杂的系统性项目，这一章还讨论了项目设计、功能测试以及制作搭建的内容，同时还有一些附录D中介绍到的关于电路原理图的内容。

另外新增的第6章主要是关于Arduino Leonardo的。Leonardo是另外一类Arduino控制板，因为它的USB端口是通过软件实现的，而在Leonardo之前的控制板，板上的USB端口都是通过一个单独的芯片实现的。Leonardo的这个特点使得其能够作为其他的USB设备来使用。

除了这两章新的内容之外，本书还更新的一些其他内容，具体包括：第3版基于1.0.5版的Arduino IDE编写，对于即将发布的版本1.5，本书指出了两者之间的差异。同时还采纳了许多学生和读者的建议。

译者序

很荣幸能够参与《爱上Arduino（第3版）》的翻译工作。在我看来，翻译的过程也是一个学习的过程，这个过程让我真正地理解了Arduino所承载的理念和思想，也更深刻地体会到Arduino能够成为一个行业默认标准的原因。

可能在大多数人看来，Arduino就是一块电路板。通过它，我们能够学习电子电路知识和硬件编程的知识。但其实Arduino的人是将其视为一种工具，既然是工具就要越简单越好，越方便越好。Arduino不是为了让你知道晶振、寄存器、数模转换等这样的概念，也不是为了出现在考试中让大家比一比谁的分数更高，它就是为了告诉你电子交互、硬件控制其实没有那么难，只要你有兴趣尝试一下，就会发现原来这些知识很容易在实践中掌握。

这两年间，本人也以特聘讲师的身份在一些学校教大家如何使用Arduino完成创意电子作品的制作。在教学过程中，我发现设计专业学生的作品往往能够让人眼前一亮，尽管技术不复杂，但想法和创意非常有意思。相比而言，理工类学生有一定的知识基础，学习Arduino应该没什么难度，但他们反而容易陷入具体的技术细节，会在作品中刻意增加许多复杂的模块，而忽略了作品最终所要表达的想法和含义。究其原因，应该追溯到Arduino设计的理念。Arduino的使用目标其实是希望大家能够重创意、轻技术，对于创意的实现不会受到技术问题的羁绊。Arduino自身不断地升级与完善，也是基于这样的一个目标进行的。

谈到本书的版本更新，《爱上Arduino（第2版）》是因为Arduino IDE 1.0版本的推出，因而迭代了相关技术知识。这个版本的IDE对于Arduino的发展来说无疑是有里程碑式意义的。而本次出版的《爱上Arduino（第3版）》则是为了将Arduino家族中的重要一员Leonardo加入书中。为此，本书在更新相关内容之外，还特别新增了一个章节的内容来讲述Leonardo的技术应用。同时，还增补了一个电路和编程都更加复杂的项目章节，通过这个项目，大家可以了解如何系统性地完成一个带有研发性质的作品。

总之，《爱上Arduino（第3版）》不但阐述了Arduino的理念和思想，而且在内容的编排上更加系统化。真心希望本书能够对大家的交互作品创作带来帮助。

最后，要感谢人民邮电出版社的编辑在出版过程中付出的努力。

——程晨