Arduino 开发设计解析手册 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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　‧本书全面而系统地讲解Arduino平台的功能特性和开发方法。
　　‧注重实际操作技巧，包含大量实战案例，不懂硬体的工程师也能迅速搭建产品原型。
　　‧资深Arduino玩家、硬体工程师主笔，权威性毋庸置疑。

　　Arduino是源自义大利的一个开放原始程式码的硬体专案平台，该平台包含一个具备简单I/O功能的电路板以及一套程式开发环境软体，可以用来开发互动产品，例如它可以读取大量的开关和感测器讯号，控制电灯、马达和其他各式各样的实体装置；也可以开发出与PC相连的週边装置，能在执行时期与PC上的软体进行通讯。

　　本书内容：全文共分9章，首先介绍Arduino的一些基础知识，接着针对实际操作介绍了一些扩充板以及Arduino扩充函数库，最后应用之前的内容完成了具有视讯监控功能的履带车、遥控机械臂以及双足机器人的制作。内容循序渐进，使读者深刻理解Arduino的优点，引领您走入Arduino的精彩世界。
 

好的，根据您的要求，我为您撰写一份关于《Arduino 开发设计解析手册》之外的其他图书的详细简介。这份简介将专注于描述该书所涵盖的知识领域、目标读者以及内容深度，确保不包含任何关于《Arduino 开发设计解析手册》本身的内容。 --- 《嵌入式系统设计与实践：从基础架构到高级应用》 图书简介 在当今技术飞速发展的时代，嵌入式系统已渗透到我们生活的方方面面，从智能家居到工业控制，再到尖端的医疗设备。然而，要真正掌握嵌入式系统的设计与开发，需要对底层硬件、实时操作系统、通信协议以及软件架构有深入的理解。本书《嵌入式系统设计与实践：从基础架构到高级应用》旨在填补理论与实践之间的鸿沟，为读者提供一套系统、全面且深入的嵌入式系统开发知识体系。 本书的编写基于当前业界最前沿的技术趋势和实际项目需求，内容覆盖了从微控制器选型、底层驱动开发到复杂系统集成与优化等多个核心环节。我们并非简单地罗列零散的知识点，而是力求构建一个完整的知识框架，帮助工程师和技术爱好者建立起坚实的理论基础和强大的工程实践能力。 第一部分：嵌入式系统基础与微控制器架构 本部分是全书的基石，重点解析了现代嵌入式系统的基本构成和工作原理。我们从数字电路和计算机体系结构的基础概念入手，逐步深入到微控制器（MCU）的核心架构。不同于传统的通用处理器，嵌入式MCU的特点在于其紧凑性、低功耗和专用性。 书中详尽介绍了主流的32位微控制器系列，如ARM Cortex-M系列的处理机制，包括流水线、中断处理、内存映射和总线架构（如AHB/APB）。我们深入探讨了寄存器级编程的重要性，展示了如何直接操作硬件寄存器来实现对GPIO、定时器/计数器、ADC/DAC等外设的高效控制。此外，还特别分析了功耗管理策略，包括睡眠模式、时钟门控和低功耗设计技巧，这对于电池供电的物联网设备至关重要。 第二部分：实时操作系统（RTOS）深度解析 在复杂的嵌入式应用中，传统的“裸机”编程模式往往难以应对多任务并发和时间敏感性的挑战。因此，实时操作系统（RTOS）成为了现代嵌入式设计的核心组件。 本书用了大量篇幅来剖析当前主流的RTOS内核，如FreeRTOS和Zephyr。我们不仅讲解了任务管理（创建、调度、优先级继承）和信号量、互斥锁等同步机制，更侧重于分析其背后的内核数据结构和上下文切换原理。书中通过大量的实例代码和性能分析，清晰地展示了如何使用消息队列进行安全高效的任务间通信，以及如何利用事件组和软件定时器来构建复杂的状态机。此外，还专门设置了“RTOS调试与故障排除”章节，教授读者使用GDB等工具进行内核级别的调试，识别死锁和资源竞争等常见问题。 第三部分：通信协议与外设接口集成 现代嵌入式系统很少是孤立存在的，它们需要与传感器、执行器以及云端进行高效的数据交换。本部分聚焦于硬件接口和通信协议的实际应用。 我们不仅涵盖了基础的串行通信（UART、SPI、I2C），还深入探讨了高速、远距离的通信标准。特别是对工业级总线（如CAN/CAN FD）和面向物联网的无线协议（如Bluetooth Low Energy, LoRaWAN）进行了详尽的原理剖析和应用实例演示。书中详细介绍了如何进行多设备通信的主从配置，以及如何高效地利用DMA（直接内存存取）来减轻CPU在数据传输过程中的负担。对于网络通信，TCP/IP协议栈的嵌入式实现、Socket编程以及安全传输层（TLS/DTLS）的集成也被纳入了讲解范围。 第四部分：软件工程与系统级设计方法 仅仅实现功能是不够的，健壮、可维护的嵌入式软件需要遵循严格的工程规范。本部分将视角从单个模块提升到整个系统架构层面。 我们倡导采用分层设计思想，清晰界定硬件抽象层（HAL）、驱动层、中间件层和应用逻辑层。书中详细介绍了面向对象设计在嵌入式环境中的应用，以及如何利用设计模式（如观察者模式、状态模式）来提高代码的灵活性和可扩展性。 此外，软件质量保证在嵌入式领域至关重要。本书提供了系统的单元测试和集成测试策略，涵盖了如何为嵌入式代码编写可移植的测试用例，以及如何利用静态代码分析工具（如Lint）来强制执行编码标准，从而在发布前发现潜在的运行时错误。对于固件更新（FOTA/OTA），我们也提供了基于安全的双备份分区实现方案。 目标读者 本书面向具有一定电子电路基础和C/C++编程经验的读者： 嵌入式初级工程师与在校学生： 渴望系统化学习嵌入式核心技术，并希望将理论知识转化为实际项目能力的学习者。 固件开发人员： 寻求深化对特定微控制器架构、RTOS内核或复杂通信协议理解的专业人士。 系统架构师： 需要评估和选择合适的硬件平台、设计稳定可靠的系统架构，并优化功耗和性能的决策者。 通过对《嵌入式系统设计与实践：从基础架构到高级应用》的学习，读者将能够自信地驾驭复杂的嵌入式项目，设计出高性能、高可靠性的下一代智能设备。

第1 篇 基础
CHAPTER 1 初识Arduino
CHAPTER 2 撰写Arduino 程式
CHAPTER 3 Arduino 的基本函数
CHAPTER 4 Arduino 硬体平台

第2 篇 Arduino 基本扩充模组
CHAPTER 5 Arduino 基本扩充模组
CHAPTER 6 Arduino 的扩充函数库
CHAPTER 7 无线模组的应用

第3 篇 应用篇
CHAPTER 8 Arduino 基本扩充模组
CHAPTER 9 仿生机器人

附录
附录A Arduino 接脚与AVR 微控制器接脚对应关系
附录B Arduino 扩充板
附录C 其他可扩充模组

 

序

　　在2011 年举行的Google I/O 开发者大会上，Google 发佈了以Arduino 为基础的Android Open Accessory 标准和ADK 工具，这使得大家对Arduino 的前景十分看好。Phillip Torrone 大胆地预测Google 将用Android+Arduino 的形式掀起自己的“Kinect 模式”浪潮。目前重视Arduino 的人越来越多，但介绍Arduino 的书籍却很少。笔者由于工作的关系，接触Arduino 较早，所以希望透过自己的努力让更多的人了解Arduino，在近一年的时间里，透过不断学习、查阅Arduino 相关知识，终于完成了书稿的撰写工作。但在书稿完成之后，心中却一直忐忑不安，Arduino是一个介于软体与硬体之间的产品，系统性不是很强，加上笔者水准有限，拙着中一定存在不少的缺点与漏洞，为此，笔者先为书中的不足之处致以真诚的歉意，同时诚挚地欢迎读者们提出宝贵的意见并不吝赐教。

　　本书的内容及目标读者

　　Arduino 是一个注重实际动手操作的产品，所以本书以实际应用为枢纽将各个章节关联起来。本书共9 章，首先介绍Arduino 的一些基础知识，接着针对实际应用介绍了一些扩充板以及Arduino 扩充函数库，最后应用之前的内容完成了具有视讯监控功能的履带车、遥控机械臂以及双足机器人的制作。因为Arduino 本身具有简单好用的特点，所以本书针对的读者是所有有兴趣使用Arduino 进行专案开发的人。

　　当然，根据读者的情况不同，本书的阅读方式也不同。

　　如果读者是一个之前没有进行过微控制器开发也没有进行过软体开发的人，现在想使用Arduino 来实现自己的一些想法，首先要阅读本书的前两章，了解一些简单的程式设计思想以及程式结构，接下来阅读第3 章的目录，了解Arduino 都有什么基本函数，实际内容可以先不用看，当你之后使用这些函数遇到问题时再回过头来看一看对应的函数说明。然后将Arduino 接到你的电脑上，翻开第4章，根据书中的内容，边学习边实作，4.5 节可以跳过不看。第5 ∼ 7 章介绍了Arduino 週边的资源，以便帮助你尽快地实现想法，这3 章的内容也可以採用跳跃式的阅读方式。第8、9 章会告诉你前3 章的内容是如何结合起来的，建议按照书中的内容至少动手完成一个专案的制作。

　　如果读者之前进行过AVR 微控制器的开发，想了解Arduino 一些底层的知识，第2 章的知识就可以跳过了，在简单地翻阅第3 章的内容后，直接进入第4 章，把Arduino 连到电脑上实作一下，再回过头阅读第3 章中关于Arduino 的基本函数，结合本身已有的AVR 微控制器的知识了解Arduino 底层的工作机制。需要说明的是，这里需要读者自己花一些精力，可能还需要学习一些C++ 方面的知识。第5章对Arduino 硬体原理进行了详细介绍，若读者之前学习过，这一章可以选择性学习。第6 章介绍的是Arduino 的扩充函数库，如果读者也想开发一些Arduino扩充板，并以函数库的形式提供扩充板的软体资源，建议先学习最后一节，再从6.1 节开始学习，深入地了解这些扩充函数库是如何与Arduino 结合在一起的。至于剩下几章的内容，如果用开发微控制器的想法来完成也是不难的，所以阅读的重点是看看如何用Arduino 的想法进行专案的制作。

　　如果读者之前是做纯电脑软体开发工作的，即使用C++ 非常熟练，在阅读完第1章后，可以直接跳到第4 章，感受一下Arduino 给纯软体开发人员带来的那种完成硬体制作的感觉，然后仔细阅读第5 章，看看目前都有哪些扩充板可以为自己所用，控制马达、控制液晶之类别的，硬体知识哪怕我们不用，也还是要了解一些的。接下来，对于第6 章，可以仔细阅读一下与硬体关系不太大的扩充函数库以及如何建立自己的函数库，在今后底层硬体函数库不断丰富完整的情况下，开发一些注重应用、与底层关系不是太紧密的函数库时，这就是我们的用武之地。第7 ∼ 9 章的内容会告诉我们前面的知识是如何结合起来的—用纯软体的想法，同样建议按照书中的内容至少动手完成一个专案的制作，做纯软体开发工作的人开发硬体也是很容易的。
 

评分☆☆☆☆☆

光听《Arduino 开发设计解析手册》这个书名，我就已经能想象到它可能包含的内容了。我猜它不会只是讲解 Arduino IDE 的各种函数，或者某个传感器的使用方法。更可能的是，它会从一个更高的维度，来审视 Arduino 的整个开发流程。我非常好奇它会不会深入讲解「需求分析」和「功能定义」在 Arduino 项目中的重要性，如何把一个模糊的想法，转化为清晰可执行的开发目标。另外，「系统设计」的部分，会不会讨论如何根据项目需求，选择合适的 Arduino 板型、传感器、执行器，以及如何设计高效且低功耗的电路？甚至，会不会涉及到一些基础的「软件架构」，比如如何组织代码、如何处理并发、如何进行状态管理？我期待这本书能够打破我目前碎片化的学习模式，为我提供一个更系统、更全面的 Arduino 开发框架，让我能够从“拼凑”走向“设计”，从“能用”走向“好用”。

评分☆☆☆☆☆

《Arduino 开发设计解析手册》这个名字，让我感觉这本书已经跳脱了单纯的 Arduino 基础教学，而是将目光投向了更具挑战性的“开发设计”领域。我一直觉得，Arduino 的强大之处在于其应用的无限可能性，但要将这些可能性转化为实际的产品或解决方案，就离不开精心的“设计”。我非常好奇，这本书是否会包含关于「原型开发」的策略和技巧？如何快速搭建原型，验证设计思路？又或者，在「调试与测试」方面，它会不会提供一些高级的技巧，帮助我们快速定位和解决复杂的问题？例如，如何利用示波器、逻辑分析仪等工具进行深入的分析？甚至，它会不会涉及一些关于「工业设计」的思考，例如如何让 Arduino 项目在外观和用户交互上更具吸引力？如果这本书能提供一套从概念到实现的完整开发流程指导，并且包含一些行业内的最佳实践，那它绝对会成为我未来 Arduino 项目开发的得力助手。

评分☆☆☆☆☆

《Arduino 开发设计解析手册》这个书名，在我脑海中勾勒出了一幅关于 Arduino 开发的宏伟蓝图。我一直认为，Arduino 最大的魅力在于它将电子硬件的门槛大幅降低，让普通人也能参与到“创造”的乐趣中。然而，当项目变得复杂，或者需要考虑商业化的时候，就不能仅仅停留在“能跑就行”的层面了。「开发设计」这四个字，预示着这本书将会引领我们进入一个更深层次的探索。我期待它能解答我心中的一些疑问：比如，在多人协作的项目中，如何进行版本控制和代码管理？如何进行项目的分解和模块化，让不同人可以并行开发？如何进行性能优化，让 Arduino 项目在资源有限的情况下也能流畅运行？甚至，会不会涉及到一些基础的嵌入式系统安全设计？如果这本书能像一位经验丰富的项目经理或资深工程师那样，分享他们在 Arduino 开发实践中的宝贵经验和“踩坑”心得，那将是对我最大的帮助，我绝对会把这本书视为我的开发宝典。

评分☆☆☆☆☆

这本书的标题叫做《Arduino 开发设计解析手册》，虽然我还没实际翻到内容，但光是看书名就让人充满期待！「开发设计」这几个字，就代表它绝对不是那种泛泛而谈的入门书，而是会深入探讨 Arduino 在实际应用中的设计思路和方法。想想看，很多 Arduino 的教学都停留在“点灯”、“感应”这种基础层面，但要真的做出有用的东西，或是解决实际的问题，就一定要懂「设计」。「解析」二字则暗示了这本书会把复杂的 Arduino 开发流程拆解开来，用清晰易懂的方式呈现，让我们知道为什么这么做，以及背后的原理是什么。我特别好奇它会如何讲解「架构设计」、「模块化设计」，甚至是「用户体验设计」在 Arduino 项目中的应用。毕竟，一个好的 Arduino 项目，不只是硬件连线和代码编写，更重要的是它能否解决问题，并且易于维护和扩展。这本书的名字，让我感觉它能填补我在这方面的知识空白，期待它能教会我如何从零开始，构建一个稳定、高效、并且有商业价值的 Arduino 应用。

评分☆☆☆☆☆

拿到《Arduino 开发设计解析手册》这本书，我第一眼就被它扎实的标题吸引住了。你知道，市面上关于 Arduino 的书实在太多了，很多都只是把官方的例子搬过来，或是介绍一些简单的传感器组合。但是「开发设计」，这两个字瞬间就让我觉得它不一样！它好像不是在教你“怎么用”，而是在教你“怎么想”，怎么去构思一个完整的项目。我一直觉得，要真正掌握 Arduino，不仅仅是把代码写出来，更重要的是理解整个开发流程，包括需求分析、方案设计、原型开发、测试和优化等等。这本书会不会从工程学的角度来讲解 Arduino 开发？会不会有关于如何选择合适的微控制器、如何设计高效的电路、如何编写可维护性强的代码的详细指导？这些都是我非常好奇的地方。如果它能像一本真正的软件开发或嵌入式系统设计教科书一样，提供一套系统的开发方法论，那绝对是市面上难得一见的精品，值得我深入钻研。