Arduino完全实战手册(Arduino in action) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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　　Arduino是一块微控器板子，比起Raspberry Pi来说，它少了许多功能，但却更被大众採用。原因在于它的价格低廉，并且採用硬体开放原始码，造就了更多更便宜的Arduino相容版本的面世。

　　Arduino本身的功能简单，但却拥有极多的扩充版可以增加其功能，使得在各种需求的专案上获得了完全的支援，例如Ethernet 扩充板、Wifi 扩充板使得Arduino拥有了有线与无线的网路功能、马达扩充板使得Arduino在控制直流马达、步进马达等方面获得了支援。许多扩充板上甚至包含了SD卡的插槽，因此需要大容量记忆体的专案也难不倒Arduino。

　　Arduino专案的设计牵涉到两方面：软体程式设计与硬体设计。在软体程式设计设计方面，主要是使用C/C++-like语法，这对于大多数的程式设计师来说，非常容易上手，并且Arduino IDE本身也提供了许多的函式库，让程式设计变得极为简单。许多扩充版也同样提供了专属的函式库，让使用者在使用上更方便。还记得吗？Arduino是开放原始码的，这也使得在软体支援与硬体支援获得了更多的发展空间。

　　在硬体设计方面，牵涉到一些微控器的常见电路设计，例如必须使用电阻来解决悬浮状态，使用二极体来保护电路，使用电晶体做为开关。

　　对于不同的读者而言，会有不同的软硬体知识需求。对于背景为硬体设计的工程师来说，需要的是C/C++的语法与范例教学，函式库的使用范例与教学。而对于软体程式设计师来说，比较需要的是已经设计完成的电路图，并且透过电路图，逐步学会硬体为何如此设计的原因，而本书正是以此为出发点而撰写的，因此更适合程式设计师来阅读。

　　本书有别于其他Arduino同类书籍的内容，本书提供了更全面的内容，例如除了基本的LED、LCD控制、马达控制、感测器应用、网路应用之外，本书还提供了如何控制Wii摇桿与Xbox把手的内容，并且除了Uno版的Arduino之外，也介绍了适合用来制作穿戴式装置与设备的LilyPad 及Arduino Pro Mini，并提供了真实的穿戴式设备专案，让您能发挥更多的创意。本书甚至介绍了如何自行制作扩充板，以及如何利用电脑的资源，将电脑的程式整合到Arduino专案之中，使得专案的功能突破了Arduino效能上的限制。

　　本书在篇排上，採用的是循序渐进，前后唿应的方式来撰写，后面章节使用的专案，常常是将前面的专案进行些微的设计变更，或者使用完全相同的硬体设计，但却使用不同的程式设计方式来达到更多的功能。并且在讲解程式时，也特别说明了硬体方面的考量，例如为何需要delay这么长的时间，这对于纯软体的设计师来说，更是一大帮助。

嵌入式系统设计与应用进阶指南 本书聚焦于现代嵌入式系统设计的前沿技术、复杂软件架构的实现，以及如何在资源受限的环境下构建高性能、高可靠性的物联网（IoT）解决方案。它将带领读者超越基础的微控制器编程范畴，深入理解系统级的设计哲学和工程实践。 --- 第一部分：下一代微控制器架构与深度定制 本部分旨在为读者构建坚实的、超越通用模型知识的底层理解。我们不再仅仅关注寄存器级的简单操作，而是探索现代32位及以上级别微控制器（如Cortex-M系列的高级特性）的深层机制。 1. 现代MCU的内存管理与缓存策略： 深入剖析内存保护单元（MPU）的配置与应用，学习如何在实时操作系统（RTOS）环境中安全地隔离任务内存空间。详细阐述L1/L2缓存的工作原理，包括写透策略（Write-Through）和写回策略（Write-Back）对系统性能和数据一致性的影响，并提供针对特定算法的缓存优化实践。 2. 深入实时操作系统（RTOS）内核机制： 本书将详细解析主流RTOS（如FreeRTOS、Zephyr）的内核调度算法，包括固定优先级抢占式、轮转法以及混合调度模式的实现细节。重点探讨上下文切换的开销分析、内核数据结构的设计哲学，以及如何通过配置宏来裁剪内核，以适应极低功耗或高性能要求的特定嵌入式平台。 3. 高级中断系统与低延迟处理： 超越简单的中断服务程序（ISR）编写，本章侧重于系统级的延迟优化。探讨中断嵌套的风险管理、中断优先级分组（如NVIC的A/B分组配置），以及使用直接内存访问（DMA）控制器来卸载CPU处理复杂数据流的技巧。我们将演示如何设计一个零拷贝（Zero-Copy）的数据传输框架，以最小化中断响应时间。 4. 低功耗设计与电源管理工程： 本章是面向电池供电设备设计的核心。系统地介绍MCU的各种睡眠模式（如Stop, Standby, Deep Sleep）及其唤醒源的配置。更进一步，探讨如何利用硬件看门狗（WDT）、时钟门控技术以及动态电压与频率调节（DVFS）策略，在满足功能需求的前提下，实现毫瓦级乃至微瓦级的功耗控制。我们将通过实际案例展示如何进行功耗剖析和瓶颈定位。 --- 第二部分：复杂数据通信与网络协议栈的构建 现代嵌入式设备几乎都要求联网能力。本部分将重点放在复杂通信协议的实现、优化以及跨平台互操作性上。 1. 嵌入式TCP/IP协议栈的定制与优化： 不再依赖于外部标准库的“黑箱”操作，本书指导读者如何理解和裁剪轻量级TCP/IP协议栈（如LwIP）。内容包括Socket编程的高级用法、拥塞控制算法的简介，以及如何针对低带宽、高延迟网络环境（如LoRaWAN或NB-IoT接入层）优化TCP/IP栈的缓冲区和重传机制。 2. 现代物联网安全：从硬件信任根到应用层加密： 安全是不可妥协的基石。本章涵盖嵌入式安全体系的完整视图： 硬件信任根（RoT）： 探讨可信启动（Secure Boot）和固件认证的原理。 加密加速与密钥管理： 如何利用MCU内置的硬件加密加速器（如AES, SHA）并安全地存储私钥和证书（使用OTP或安全元件）。 TLS/DTLS握手优化： 针对资源受限设备，如何选择和实现轻量级的加密套件，并优化TLS握手过程的功耗和延迟。 3. 传感器数据融合与时间同步技术： 对于需要高精度定位或状态感知的系统，数据融合至关重要。我们将介绍卡尔曼滤波（Kalman Filter）和扩展卡尔曼滤波（EKF）在多传感器数据（如IMU、GPS）异构数据流中的应用。同时，深入讲解网络时间协议（NTP）在嵌入式设备上的精简实现，以及如何确保跨网络节点间的时间戳一致性。 --- 第三部分：高效的软件架构与工程实践 构建大型嵌入式项目需要清晰的软件工程方法论。本部分关注代码的质量、可维护性和可测试性。 1. 模块化设计与接口定义语言（IDL）： 探讨如何采用清晰的接口定义来解耦软件组件，减少模块间的非预期依赖。介绍如何在C/C++环境中模拟接口描述语言（IDL）的概念，确保硬件抽象层（HAL）的稳定性和向上层服务的兼容性。 2. 嵌入式C++的现代实践：模板元编程与RAII： 针对复杂数据结构和资源管理，本书推崇现代C++实践。详细讲解资源获取即初始化（RAII）在互斥锁、内存块和外设资源管理中的应用，以消除资源泄漏的隐患。同时，探讨如何利用模板元编程（TMP）在编译期进行类型检查和常量计算，从而提升运行时效率。 3. 持续集成/持续部署（CI/CD）在嵌入式开发中的落地： 告别传统的手动烧录和测试流程。本章指导读者搭建针对嵌入式目标机的自动化测试环境，包括如何使用模拟器/仿真器（如QEMU）进行单元测试，以及如何集成硬件在环（HIL）测试框架，实现固件更新和回归测试的自动化。 4. 故障诊断与可观测性工程： 项目上线后的稳定性至关重要。我们将介绍如何设计健壮的错误处理机制，包括事件日志记录、远程诊断（Over-The-Air, OTA）固件更新的可靠性机制，以及实现系统健康状态报告的遥测（Telemetry）框架。学习如何利用断言（Assertions）和运行时检查来捕获潜伏的逻辑错误。 --- 本书特色： 本书不依赖于特定的商业开发板或生态系统，而是聚焦于跨平台的底层原理和通用的系统设计模式。读者在学习过程中将获得深刻的工程洞察力，能够独立解决复杂系统的性能瓶颈、功耗挑战和通信难题，从而迈入专业嵌入式系统架构师的行列。内容高度面向实践，每一个理论章节都配有深入的代码示例和性能对比分析。

作者简介

Martin Evans

　　是一位职业开发者、电子产品狂热者及Arduino遥控潜水器的作者。

Joshua Noble

　　是一位在smart spaces工作的创意技术指导兼创作家。

Jordan Hochenbaum

　　常使用Arduino来表现音乐及具创意的互动。

　　Arduino设计之初是给艺术设计学院的学生使用的，本书作者更是这方面的专家，因此能够从读者的需求来撰写书籍的内容，不牵涉过多的硬体原理，也不讲解太多的软体设计。但书中的内容已经足够让您了解专案的设计原理，并且鼓励读者多多利用家中废弃不用的零件来设计专案。也提出了几条延伸的道路，让您发挥您的创意，更符合Arduino的设计原意。

Part I　起步走
Chapter 1　Hello Arduino
Chapter 2　数位输入和输出
Chapter 3　简单的输入和输出专案

Part II　开始使用Arduino
Chapter 4　专案扩充Arduino
Chapter 5　让Arduino 动起来
Chapter 6　物体侦测
Chapter 7　LCD 显示
Chapter 8　通讯
Chapter 9　电玩游戏
Chapter 10　Arduino 和iOS
Chapter 11　制作穿戴式设备
Chapter 12　加入扩充板
Chapter 13　与软体整合

Appendix A　安装Arduino IDE
Appendix B　程式入门
Appendix C　函式库
Appendix D　元件清单
Appendix E　常用连结

评分☆☆☆☆☆

不得不說，當我看到《Arduino完全實戰手冊》這個標題時，我的眼睛都亮了！「完全」和「實戰」這兩個詞，正是我一直在尋找的。很多 Arduino 的教學，都比較偏向入門級別，對於已經有一些基礎的學習者來說，會覺得內容不夠深入。我希望這本書能夠填補這個空白，它不僅能讓新手快速上手，更能讓有經驗的使用者在其中找到新的挑戰和學習點。我特別關注書中對於「除錯」和「優化」的講解，這兩點在實際專案開發中至關重要，但卻常常被很多入門書籍忽略。如果這本書能提供一些解決常見問題的思路和方法，以及如何讓程式碼更有效率、更穩定的建議，那絕對會讓我愛不釋手。台灣的科技發展一直走在前沿，我們需要更多這樣能將理論與實踐緊密結合的書籍，來培養更多具備實際動手能力的科技人才。我非常期待這本書能夠帶我進入一個更深層次的 Arduino 世界！

评分☆☆☆☆☆

哇，看到這本《Arduino完全實戰手冊》的封面，就覺得非常親切！一直以來，Arduino 都是我們創客圈裡非常熱門的硬體平台，無論是想動手做個小玩意兒，還是挑戰更複雜的電子專案，它都能提供一個很好的起點。這本書的標題「完全實戰」讓我眼睛一亮，感覺它不是那種紙上談兵、只講理論的書，而是真的會帶你從零開始，一步一步做出東西來。身為一個 Arduino 愛好者，我最怕的就是那種看來看去都只是在介紹元件功能、卻不知道怎麼實際應用的書，這本《Arduino完全實戰手冊》聽起來就解決了這個痛點。我特別好奇它在「實戰」的部分會怎麼呈現，是不是有許多實際的範例，而且這些範例是不是真的很有創意、能啟發人？像是最近我對 IoT 應用很感興趣，不知道書裡有沒有相關的實例可以參考？或者像是製作一個智能家居的小裝置，這類的專案在書裡會不會有比較深入的介紹？我期待書中能有步驟清晰的說明，讓即使是初學者也能輕鬆上手，而對於有經驗的使用者，也能從中學習到新的技巧或靈感。總之，這本書的「實戰」二字，真的打中了我的心！

评分☆☆☆☆☆

拿到《Arduino完全實戰手冊》這本書，我的第一感覺就是「厚實」！這是一種很實在的感覺，代表裡面應該有足夠豐富的內容可以讓我鑽研。我一直覺得，Arduino 的魅力就在於它的開放性和彈性，它可以被應用在各種千奇百怪的領域，從教育、娛樂到科學研究，甚至是工業應用。所以，一本好的 Arduino 書籍，應該要能體現這種廣泛的應用性。我特別希望這本書能展現 Arduino 在解決實際問題上的潛力，而不是僅僅停留在一些趣味性的實驗。例如，如何利用 Arduino 製作一個節能設備，或是如何監測環境數據並進行分析，這些都讓我感到非常好奇。台灣在這方面的創新和應用也越來越多，我期待這本書能為我們提供更多實際的靈感和技術指導。而且，對於程式設計的部分，我希望它能深入淺出，即使是沒有太多程式背景的讀者，也能夠輕鬆理解。清晰的邏輯架構和實用的程式碼範例，絕對是提升學習效率的關鍵。

评分☆☆☆☆☆

老實說，我之前接觸過幾本 Arduino 的書籍，但總覺得它們的內容有點零散，好像缺了點什麼。很多書都會強調 Arduino 的強大之處，但真正把這些潛力轉化成具體專案的教學卻相對較少。這次看到《Arduino完全實戰手冊》，我抱持著很大的期望。畢竟，學程式語言和硬體知識，最終還是要透過實際動手來深化理解，對吧？我特別在意書中對於「為什麼」的解釋，而不只是「怎麼做」。例如，為什麼要這樣接線？為什麼要這樣寫程式？深入的原理說明，對於建立扎實的基礎非常有幫助。我希望這本書能提供一些循序漸進的專案，從簡單的 LED 閃爍，一路到能與感測器互動、甚至能透過網路傳輸數據的複雜系統。台灣的創客社群一直很活躍，我也希望這本書的內容能夠與時俱進，涵蓋一些時下流行的應用，像是智慧農業、互動裝置藝術，或是甚至是機器人領域的一些基礎應用。如果書中能附上豐富的圖解和程式碼範例，那就更棒了！我期待這本書能成為我進行各項 DIY 專案的可靠夥伴。

评分☆☆☆☆☆

這本《Arduino完全實戰手冊》的封面設計就給人一種專業又可靠的感覺，讓我對內容充滿期待。我一直相信，學習 Arduino 的過程，最重要的是要「玩」起來。而要能夠盡情地「玩」，就需要一本能夠引導我們深入探索的工具書。我希望這本書能做到這一點，它不僅僅是一份操作指南，更是一本能激發創意的啟發書。我對書中是否能提供一些「進階」的專案很感興趣，例如如何將 Arduino 與其他更專業的硬體模組結合，或是如何進行更複雜的感測器數據處理。台灣的年輕一代對新科技的接受度很高，但往往缺乏足夠的引導。我希望這本書能成為他們邁向創客之路的墊腳石，讓他們看到 Arduino 在實際應用中的無限可能。像是關於通訊協議的介紹，例如 MQTT 或 LoRa，如果書中有涉及，那就非常棒了！這樣的內容，才能真正幫助我們將 Arduino 的應用範圍擴展到更廣泛的領域，不只是小小的實驗室專案，而是能與現實世界產生更多連結。