Arduino互动设计专题与实战(深入Arduino的全方位指南)(附114段教学与执行影片/范例程式档) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

图书标签:

• Arduino
• 互动设计
• 嵌入式系统
• 单片机
• DIY
• 电子制作
• 项目实战
• 教学视频
• 范例程式
• 硬件开发

　　逐一深入学习Arduino核心运用的开发指南！
　　美国硅谷创业家、全球数十家科技大厂与业界指定讲师之Arduino技术宝典！

　　从入门迈向专业，细述Arduino的来龙去脉，以及那股强大的自造威力！

　　Arduino已成为学习微控制器的首选主题，而本书是全方位的Arduino设计指引，广泛且深入核心平台开发，全面解说Arduino所有函数与API(应用程式介面)，并介绍市面常见的数十种感应器，辅以实例设计，最后与智慧型手机结合，进行应用，并导入云端系统与物联网的运用基础；另外，书中亦特别介绍可免费学习Arduino的线上模拟器运用。

　　书中应用实例多元且丰富，内容涵盖：

　　自制Arduino、霹雳灯、水银开关读取(物体倾斜侦测)、光敏电阻(自制小夜灯)、电晶体(控制玩具车马达)、DC马达、Servo步进马达(控制机器手臂的关键)、继电器(自制智慧家庭自动控制设备)、七段式数字号码LED(显示数字)、数字键盘、8x8 LED(自制LED广告招牌和字幕机)、蓝色背光液晶模块LCD(显示图片和文字)、三轴重力加速度/倾斜角度模组。

　　湿度(室内保溼监测)、温度(温度记录器)、一氧化碳(室内一氧化碳警报器)、超声波距离(倒车警示器)、火焰(自制火灾警报器)、一氧化碳/瓦斯/烟雾(家中安全警报器)、红外线动作(小偷警示器)、土壤湿度(盆栽水份显示器)、声音(噪音检测器)、颜色(自制家中油漆颜色检测器)、酒精(预防酒驾利器)、三轴磁场(指南针)，以及温度计和湿度计二合一等传感器(感测器)。

　　遥控器、FM收音机、遥控器RFID读卡机(悠游卡读取器核心)、SD读卡器(资料储存和读取)、与个人电脑传递资料、MIDI(电子琴的沟通)、摇桿(自制游乐器摇桿)、网路Ethernet(自制伺服器、取得网路资料)、ZigBee/XBee(一对多近距离通讯)、蓝牙手机/电脑的无线通讯、无线电频率通讯、IC实验、音乐播放，以及Arduino和Android、iOS连接…等。

　　书附DVD内容：

　　114段教学与执行影片(CH11~CH16为较短影片或执行结果影片，无配音)/范例程式档

《微控制器编程与实践入门》 全面掌握嵌入式系统的设计与开发 本书专为希望深入理解和应用微控制器技术的初学者及希望拓展技能的现有开发者设计。我们聚焦于一套广泛应用的、功能强大的微控制器平台，旨在提供一个扎实、系统化的学习路径，覆盖从基础硬件操作到复杂系统集成的全过程。 第一部分：基础架构与核心原理 本部分将构建读者对现代嵌入式系统工作原理的坚实认识。我们将详细解析微控制器的内部结构，包括中央处理单元（CPU）的工作模式、内存（RAM与闪存）的组织与管理方式，以及各种输入/输出（I/O）端口的配置与使用。 微控制器架构概览： 深入探讨冯·诺依曼与哈佛架构的异同，以及它们如何影响程序执行效率。我们将分析寄存器、程序计数器、堆栈指针等关键组件的功能。 时钟系统与定时器： 详述内部振荡器、外部晶振的配置，以及如何利用通用定时器/计数器进行精确的时间控制、脉冲宽度调制（PWM）的生成与捕获。重点讲解如何避免时序错误，实现稳定可靠的硬件定时。 中断驱动编程： 阐述中断的概念、优先级设置和中断服务程序（ISR）的编写规范。通过实例展示如何利用外部中断和内部中断（如定时器溢出中断）来处理实时事件，实现高效的非阻塞式代码结构。 模拟与数字转换： 详细介绍模数转换器（ADC）和数模转换器（DAC）的工作原理、分辨率、参考电压的选择，以及多通道扫描模式的实现，确保准确读取物理世界的模拟信号。 第二部分：人机交互与外设通信 构建一个有用的系统，必须能有效与传感器、执行器和其他电子元件进行通信。本部分将集中讲解核心的串行通信协议和接口技术。 通用异步收发器（UART）： 学习串行通信的基础，包括波特率、奇偶校验、数据位配置。重点在于如何实现稳定的远程调试和数据传输链路。 同步通信协议I2C与SPI： 深入对比这两种最常用的片上通信方式。 I2C（Inter-Integrated Circuit）： 讲解主/从设备的概念、寻址机制、时钟拉伸以及多主控系统的处理。通过连接EEPROM和实时时钟（RTC）模块，展示其实用性。 SPI（Serial Peripheral Interface）： 分析其高速、全双工的优势。讲解CPOL/CPHA（时钟极性与相位）的四种模式，以及如何高效地驱动TFT显示屏或高速数据采集芯片。 模拟信号控制： 详细讲解PWM在电机速度控制、LED亮度调节中的应用。通过对伺服电机或步进电机的实际控制，帮助读者理解闭环与开环控制的基本概念。 第三部分：高级功能与系统集成 在掌握了基础通信后，本部分将引导读者进入更复杂的系统集成和资源管理领域。 内存管理与数据持久化： 讲解程序存储空间（Flash）的读取保护与写入机制，以及如何安全地使用EEPROM或内部闪存进行参数和日志的持久化存储。讨论堆栈与堆的分配，避免常见的内存溢出问题。 低功耗设计与睡眠模式： 针对电池供电设备，系统介绍各种睡眠模式（如空闲、掉电模式）的切换、唤醒源的配置，以及如何通过优化代码结构来最大化设备的续航能力。 实时操作系统的初步概念（RTOS 基础）： 介绍多任务处理的必要性。虽然不深入复杂的内核编程，但会讲解任务调度、信号量和消息队列的基本思想，指导读者如何将复杂的系统逻辑分解为独立、可管理的任务单元，为未来转向更专业的RTOS开发打下基础。 第四部分：项目驱动的实践案例 本部分通过一系列结构清晰、难度递增的综合项目，巩固前三部分的知识点，并展示如何将理论知识转化为实际可用的系统。 数据采集与可视化： 构建一个多通道环境监测站，使用ADC采集温度和湿度数据，并通过I2C接口驱动一个小型OLED屏幕实时显示。重点在于数据滤波和时间戳的准确记录。 运动控制系统： 设计一个基于反馈的系统，利用光电传感器检测物体位置，通过SPI驱动一个高速的数模转换器，精确控制一个直流电机的转速和方向。讲解PID控制算法的简化实现。 网络连接基础（如适用平台）： 如果所选平台支持网络功能（如Wi-Fi/Ethernet模块），本章将介绍基础的TCP/IP协议栈概念，如何配置网络连接，发送和接收简单的数据包，为物联网（IoT）应用做初步铺垫。 学习资源与工具 本书的配套资源包设计为便于实践和快速调试。读者将获得结构化的代码库，涵盖书中所述所有示例和案例项目的源代码。所有代码均经过严格测试，确保即插即用，并配有详尽的注释，解释每一步操作背后的硬件和软件逻辑。我们强调使用行业标准的开发环境和工具链，确保读者所学技能具有广泛的通用性。 通过本书的学习，读者将不仅能“点亮”硬件，更能深入理解微控制器的工作机制，有能力设计、调试和实现具有实际应用价值的嵌入式系统解决方案。

作者简介

柯博文

　　‧美国硅谷LoopTek公司首席技术官
　　‧台湾录克软体公司负责人
　　‧全球数十家科技大厂内训讲师
　　‧中国工信部电子视像行业协会的数字平台推进中心顾问
　　‧中国物联网应用与推进联盟智能电视产业部顾问
　　‧工业技术研究院资讯与通讯研究所网路服务技术组顾问
　　‧美华影音顾问

　　在全球举办教学与推广活动，亦曾在Computex、CGDC中国游戏开发大会、CSDN移动开发大会等十多场大会中担任演讲者，并曾获得2013 iOS Dev Camp大奖。

　　部落格：www.powenko.com
　　脸书：www.facebook.com/powenko1
　　微博：t.sina.com.cn/powenko
　　Email：powenkoads@gmail.com
　　如有任何Arduino问题，欢迎到柯博文老师的部落格讨论

01 简介篇
1.1 什么是 Arduino？
1.2 Arduino 特色
1.3 Arduino 历史

02 Arduino 硬体介绍
2.1 Arduino 硬体介绍
2.2 Arduino 硬体外观
2.3 自制 Arduino 板子
2.4 Arduino MCU IC 介绍
2.5 Arduino 相关网站

03 Arduino 开发环境介绍
3.1 Arduino 软体
3.2 用 Eclipse 写 Arduino 程式
3.3 Autodesk 123D Circuits 线上 Arduino
3.4 Arduino 中文化设定

04 我的第一个 Arduino
4.1 面包板怎么使用？
4.2 Arduino 的第一个程式 - LED 闪烁
4.3 确认您的程式是否编译成功 - Verify
4.4 烧录 Upload to I/O Board
4.5 了解我的第一个 Arduino 程式
4.6 线上版 Arduino - Autodesk 123D Circuits 安装与使用

05 Digital 数位输入与输出
5.1 Digital Output 设定 Pin 的输出 - 霹雳灯范例
5.2 Digital Input - 读取按钮讯号数值 code

06 Analog 类比
6.1 Analog Input - 读取可变电阻的资料
6.2 Analog Output 的输出 - LED 明亮控制范例

07 UART、Serial RX/TX–TTL、RS232 传递资料
7.1 Serial 的资料传递

08 PWM 脉冲宽度调变
8.1 PWM Output 脉冲宽度调输出
8.2 PWM 透过 DigitalWrite 达成效果

09 Pulse 脉冲
9.1 pulseIn 脉冲时间长度
9.2 pulseIn 范例 - 查用户多久没有按下按钮

10 SPI 串列外设介面
10.1 SPI 串列外设介面介绍
10.2 SPI 范例程式 - 主从端 Master
10.3 SPI 范例程式 2 - 主从端 Master

11 Arduino 函数
11.1 输出入函数
11.2 资料型态 datatype
11.3 时间
11.4 数学
11.5 逻辑流程控制
11.6 中断函数
11.7 字串处理函数 String
11.8 串列埠通讯
11.9 特殊函式库
11.10 开发自己专属的函式库和设计自己的函数

12 Arduino 与传感器
12.1 水银开关读取 - 物体倾斜侦测
12.2 光敏电阻 - 自制小夜灯
12.3 电晶体 - 控制玩具车马达
12.4 湿度传感器 - 室内保溼监测
12.5 温度传感器 - 温度记录器
12.6 Servo 步进马达 - 控制机器手臂的关键
12.7 摇桿 - 自制游乐器摇桿
12.8 一氧化碳传感器 - 室内一氧化碳警报器
12.9 超声波距离传感器–倒车警示器
12.10 火焰传感器 - 自制火灾警报器
12.11 一氧化碳 / 瓦斯传感器 / 烟雾传感器 - 家中安全警报器
12.12 红外线动作传感器 - 小偷警示器
12.13 继电器 - 自制智慧家庭自动控制设备
12.14 七段式数字号码 LED - 显示数字
12.15 土壤湿度传感器 - 盆栽水份显示器
12.16 数字键盘
12.17 声音传感器 - 噪音检测器
12.18 温度计和湿度计二合一的传感器 DHT11
12.19 酒精传感器 - 预防酒驾利器
12.20 DC 马达
12.21 8x8 LED 矩阵灯 - 自制 LED 广告招牌和字幕机
12.22 颜色检测器 - 自制家中油漆颜色检测器
12.23 FM 收音机
12.24 蓝色背光液晶模组 LCD 2x16 面板 - 显示图片和文字
12.25 RFID 读卡机 - 悠游卡读取器核心
12.26 SD 读卡机 - 资料储存和读取
12.27 ADXL345 三轴重力加速度 / 倾斜角度模组
12.28 三轴磁场传感器 - 指南针

13 通讯
13.1 遥控器
13.2 与个人电脑传递资料（Java, Flash, Unity, Scratch, processing）
13.3 MIDI - 电子琴的沟通
13.4 网路 Ethernet - 自制伺服器、取得网路资料
13.5 ZigBee / XBee - 一对多近距离通讯
13.6 蓝牙手机、电脑的无线通讯
13.7 RF 433Mhz - 无线电频率通讯

14 Arduino 与 IC 实验
14.1 74HC 595 - 延伸出多个接脚
14.2 LM 393 - 比较 A 接脚和 B 接脚哪一个大

15 Arduino 综合实验
15.1 音乐播放
15.2 计算按键按下的时间

16 Android 和 iOS 手机与 Arduino 连接
16.1 Arduino USB Host
16.2 使用蓝牙将 Arduino 和 Android 连接起来
16.3 Android 与 Arduino 连接 - 透过 Android IOIO
16.4 Android 与 Arduino 连接 - 直接连接
16.5 iOS 与 Arduino 连接 - 透过蓝牙 4.0 BLE

Appendix A 本书硬体列表

评分☆☆☆☆☆

說真的，當我拿到這本《Arduino互動設計专题与实战》的時候，其實有點小擔心，畢竟「深入」兩個字聽起來就很有份量。但翻開書頁後，我驚喜地發現，它完全顛覆了我對「深入」的想像！這本書不僅僅是技術的堆疊，更重要的是它融入了「設計」的思維。作者並沒有直接丟給你一堆複雜的程式碼，而是先引導你去思考，我們要解決什麼問題？要創造什麼樣的互動體驗？然後再透過Arduino這個平台，去實現我們的想法。書中探討的專題，像是與環境互動、與人互動等等，都非常貼近我們生活中的應用，讓我看到Arduino不再只是冷冰冰的電子零件，而是可以與我們的生活連結的創意工具。而且，那些實際執行的影片，根本就是為我們這種「手殘黨」量身打造的，不用再東找西找，所有步驟都清清楚楚，真的省了我好多時間和精力。對於已經有一些Arduino基礎，想往更具設計感、更有應用性的方向發展的朋友，這本書絕對能給你很多啟發。

评分☆☆☆☆☆

哇！這本《Arduino互動設計专题与实战》真的是我近期讀過最讚的一本工具書了！身為一個一直想踏入互動設計領域，但又對電子學有點卻步的初學者，我真的覺得這本書就像及時雨一樣。書的編排很直觀，從最基本的Arduino介紹到進階的互動應用，循序漸進，一點都不會讓人感到壓力。最棒的是，書裡附的影片教學，根本就是神助攻！每次看到書上講到一個概念，馬上就可以點開影片跟著做，那種「親手操作」的感覺，遠比只看文字說明來得深刻。我之前光是看到電路圖就頭大，但有了影片，老師親自解說怎麼接線、怎麼程式碼，真的茅塞頓開！而且書裡面的範例程式碼都非常實用，從簡單的LED閃爍，到比較複雜的感測器互動，都可以讓我快速上手。我已經迫不及待想要用書裡的知識，做出屬於我自己的互動裝置了！這本絕對是想玩創客、想做互動設計的台灣朋友必收的一本書！

评分☆☆☆☆☆

這本《Arduino互動設計专题与实战》的內容，我只能用「紮實」來形容！身為一個在工程領域工作，對新技術抱有高度好奇心的人，我一直在尋找能夠讓我快速掌握Arduino互動設計核心的資源。這本書絕對沒有讓我失望。它不是一本讓你看了就忘的速成書，而是讓你真正理解為什麼要這麼做、這麼做的原理是什麼。書裡面的專題設計，涵蓋了許多現今互動設計領域非常熱門的議題，例如物聯網、感測器應用等等，而且每一個專題都配有詳細的步驟說明和執行影片，這對於我這種習慣邊做邊學的人來說，簡直是太貼心了！我特別喜歡書中對於程式碼的解說，不僅僅是把程式碼貼給你，還會解釋每一段程式碼的功能和背後的邏輯，這讓我能夠舉一反三，開發出更多自己的創意。如果你想系統性地學習Arduino互動設計，並且希望能夠掌握實用的技巧，這本書絕對是你的不二選擇。

评分☆☆☆☆☆

老實說，我對這種「全方位指南」的書，有時候會有點存疑，擔心它會流於表面，什麼都講一點，但什麼都不講深入。然而，《Arduino互動設計专题与实战》這本卻完全推翻了我的想法！它真的做到了「深入」，而且是用一種非常友善、易於理解的方式。書中的內容，從 Arduino 的基本架構，到各種感測器和執行器的應用，再到更進階的互動演算法，每一個環節都講得非常清楚。讓我最驚喜的是，它並沒有把重點放在「炫技」，而是引導讀者去思考如何將 Arduino 的能力，應用在解決實際問題或創造有意義的互動體驗上。書裡的影片教學，更是讓我愛不釋手，老師的講解清晰明瞭，而且非常仔細地示範每一個步驟，我甚至覺得比親自上實體課程還有效率！我已經迫不及待想將書中所學，運用到我自己的個人專案中了，這本書真的為我打開了互動設計的新世界！

评分☆☆☆☆☆

我必須說，《Arduino互動設計专题与实战》這本書的含金量真的超乎我的預期！身為一個長期關注互動藝術和科技的愛好者，我一直在尋找一本能夠連結理論與實踐的書籍，而這本正好填補了我的缺口。書中對於「互動設計」的闡述，我認為非常到位，它不僅僅是教你如何寫程式、如何接線，更重要的是引導你思考「使用者經驗」以及「互動的意義」。作者巧妙地將這些比較抽象的概念，透過具體的Arduino範例呈現出來，讓我能更深刻地理解。最讓我印象深刻的是，書裡面的影片示範，不只是走馬看花，而是有詳細的步驟解說，而且從不同角度拍攝，確保你能看清楚每一個細節。我之前學Arduino的時候，常常卡在某些接線上，或是對程式碼的邏輯理解不透徹，但看了書裡的影片後，很多疑惑都迎刃而解了。這本書真的打破了技術門檻，讓更多對互動設計感興趣的人，都能夠輕鬆入門，甚至深入探討。