Arduino C语言程式设计 - 使用mBot金属积木机器人 - 最新版 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

图书标签:

• Arduino
• mBot
• 机器人
• C语言
• 编程
• 电子
• STEM教育
• 青少年
• 入门
• DIY
• 硬件

本书利用 Adruino C 语言软体来开发一套可以充份发挥学生「想像力」及「创造力」的快速开发教材，其主要的特色如下：        
　　1.亲自动手「组装」，训练学生「观察力」与「空间转换」能力。        
　　2.亲自撰写「程式」，训练学生「专注力」与「逻辑思考」能力。        
　　3.亲自实际「测试」，训练学生「验证力」与「问题解决」能力。        
        
 

创客启蒙：基于微控制器与传感器技术的趣味实践指南 本书简介 本书并非一本关于特定机器人平台或特定编程语言（如Arduino C）的入门教材，而是一本专注于通用微控制器系统设计、嵌入式编程基础、以及传感器数据采集与控制应用的综合性实践手册。它旨在为那些希望深入理解电子硬件与软件交互原理、掌握通用物联网（IoT）节点构建能力的读者提供一套系统性的知识框架和操作指引。 一、 嵌入式系统核心原理与架构解析 (The Core of Embedded Systems) 本书首先将详细剖析现代嵌入式系统的基本架构。我们将跳脱出对单一开发板的依赖，转而探讨微控制器（MCU）作为“系统大脑”的关键职能。 处理器选型与性能考量： 介绍不同系列微控制器（如基于ARM Cortex-M、AVR系列等）的架构差异，包括寄存器、存储器映射（Flash, SRAM, EEPROM）的工作机制。重点讲解如何根据项目需求（功耗、处理速度、I/O资源）进行合理的芯片选型。 时钟系统与中断管理： 深入探讨振荡器（内部/外部晶振）、分频器、锁相环（PLL）等如何为系统提供精确时间基准。详细阐述中断（Interrupts）的工作流程，包括优先级设置、上下文保存与恢复（Context Switching），这是实现实时响应系统的关键。 存储机制与固件更新： 讲解程序存储（Bootloader机制）、数据存储（非易失性存储的使用）以及OTA（Over-The-Air）固件更新的软件架构需求。 二、 基础外设接口与协议精讲 (Essential Peripherals and Protocols) 本书将全面覆盖微控制器与外部世界交互所依赖的底层通信技术和模拟/数字接口。 定时器/计数器的高级应用： 详细讲解通用定时器（General Purpose Timers）在PWM信号生成、脉冲宽度测量、以及延时函数优化中的应用。重点演示如何利用硬件定时器实现精确的周期性任务调度，而非完全依赖软件循环。 模拟信号处理 (ADC/DAC)： 深入剖析模数转换器（ADC）的工作原理，包括采样率、分辨率、量化误差和噪声抑制技术。介绍如何通过软件算法（如滑动平均滤波、卡尔曼滤波的简化模型）来提升采集数据的精度。同时，也会涉及数模转换器（DAC）在音频或波形生成中的应用。 串行通信协议栈的底层实现： UART/USART： 不仅讲解波特率设置，更侧重于数据帧校验（如奇偶校验、CRC校验的软件实现）和多机通信的帧同步问题。 I2C (Inter-Integrated Circuit)： 详述主从模式的仲裁机制、时序要求，以及如何编写健壮的I2C驱动，处理ACK/NACK信号和总线锁定情况。 SPI (Serial Peripheral Interface)： 讲解SS（Slave Select）、时钟极性（CPOL）和时钟相位（CPHA）的组合对数据传输的影响，以及如何实现全双工通信。 三、 传感器数据采集与信号调理 (Sensor Interfacing and Signal Conditioning) 本章着重于将物理世界的信息转化为可供处理器理解的数字信号的工程实践。 各类传感器数据特性分析： 覆盖光敏电阻、热敏电阻、压电元件、加速度计/陀螺仪（IMU）等常见传感器的工作原理。重点分析不同传感器输出的电压特性（线性、非线性）。 信号调理电路设计： 介绍如何使用运算放大器（Op-Amp）构建必要的信号调理电路，例如放大器（增益级）、滤波电路（低通、高通、带通），以应对传感器输出信号微弱或噪声较大的情况。解释为什么硬件处理在很多情况下优于纯软件滤波。 数字传感器接口的驱动开发： 以MEMS传感器为例，讲解如何读取其寄存器数据，并根据数据手册中的转换公式，将原始计数（Raw Data）转化为物理单位（如G力、温度摄氏度）。 四、 基础控制算法与执行器驱动 (Control Algorithms and Actuator Driving) 本书关注如何基于传感器反馈实现闭环控制和系统响应。 电机控制基础： 讲解直流电机（DC Motor）、步进电机（Stepper Motor）和伺服电机（Servo Motor）的驱动原理。重点在于如何使用PWM控制直流电机的速度和方向，并探讨驱动电路（如H桥电路）的选择与电流限制问题。 PID控制系统入门： 详细拆解比例（P）、积分（I）、微分（D）三项在控制回路中的作用。提供一个独立于任何特定库的、纯C语言实现的PID算法框架，演示其在速度控制或位置保持任务中的调参思路和稳定性分析方法。 逻辑状态机设计 (FSM)： 使用有限状态机（FSM）的概念来组织复杂的程序流程，确保系统在不同工作模式（如初始化、待机、运行、错误处理）之间的平稳切换。 五、 软件工程与调试技巧 (Software Engineering and Debugging) 本书强调编写可维护、高效的嵌入式代码。 代码结构与模块化： 提倡将硬件驱动、业务逻辑和用户接口分离的编程风格。讲解头文件与源文件的合理划分，以及使用`static`关键字进行内部数据保护的最佳实践。 内存管理与效率优化： 讨论堆栈溢出（Stack Overflow）的风险，以及如何通过使用`const`、优化循环结构、减少不必要的内存拷贝来提高代码的运行效率和资源占用率。 调试方法论： 介绍利用示波器（Oscilloscope）、逻辑分析仪（Logic Analyzer）等外部工具辅助调试串行通信时序和硬件信号波形的方法，以及如何通过软件“打点”（Toggle Pin/LED Blink Pattern）进行逻辑流程的初步验证。 本书的内容聚焦于底层原理的透彻理解和跨平台的工程实践能力，帮助读者建立起坚实的嵌入式系统开发基础，使其能够快速适应和掌握任何新兴的微控制器平台或机器人框架。

第一章  机器人概论        
1-1  什么是机器人        
1-2  Makeblock基本介绍        
1-3  mBot机器人        
1-4  mBot机器人版本        
1-5  mBot机器人基本车常见的运用        
        
第二章  mBot机器人的程式开发环境        
2-1  mBot机器人的程式设计流程        
2-2  组装一台mBot机器人        
2-3  mBot机器人的控制板基本介绍        
2-4  mBot机器人的程式开发环境        
2-5  下载及安装mBot机器人的mBlock软体        
2-6  mBlock的整合开发环境        
2-7  撰写第一支mBlock程式        
2-8  Arduino IDE的整合开发环境        
2-9  撰写第一支C语言程式        
2-10  使用序列埠监控视窗        
        
第三章  mBot机器人动起来了        
3-1  马达简介        
3-2  控制马达速度及方向        
3-3  让机器人动起来        
3-4  机器人绕正方形        
3-5  马达接收其他来源        
        
第四章  资料与运算        
4-1  变数(Variable)        
4-2  变数与常数的宣告        
4-3  变数资料的综合运算        
4-4  阵列        
4-5  副程式        
        
第五章  程式流程控制        
5-1  流程控制的三种结构        
5-2  循序结构(Sequential)        
5-3  分岔结构(Switch)        
5-4  回圈结构(Loop)        
        
第六章  机器人走迷宫(超音波感应器)        
6-1  认识超音波感应器        
6-2  侦测超音波感应器的值        
6-3  等待程式(Wait)的超音波感应器        
6-4  分岔程式(Switch)的超音波感应器        
6-5  回圈程式(Loop)的超音波感应器        
6-6  超音波感应器控制其他拼图模组        
6-7  看家狗        
6-8  自动剎车系统        
        
第七章  机器人循迹车(巡线感应器)        
7-1  认识巡线感应器        
7-2  侦测巡线感应器的值        
7-3  等待程式(Wait) 的巡线感应器        
7-4  分岔程式(Switch) 的巡线感应器        
7-5  回圈程式(Loop) 的巡线感应器        
7-6  机器人循迹车        
7-7  机器人侦测第三条黑线就停止        
7-8  规划自动停车入库的循迹机器人        
        
第八章  遥控机器人(红外线感应器)        
8-1  认识红外线感应器        
8-2  侦测红外线感应器的值        
8-3  等待程式(Wait)的红外线感应器        
8-4  分岔程式(Switch)的红外线感应器        
8-5  回圈程式(Loop)的红外线感应器        
8-6  遥控一台mBot动作        
8-7  两台mBot使用IR联奏音乐        
        
第九章  机器人太阳能车(光源感应器)        
9-1  认识光源感应器        
9-2  侦测光源感应器的值        
9-3  等待程式(Wait)的光源感应器        
9-4  分岔程式(Switch)的光源感应器        
9-5  回圈程式(Loop)的光源感应器        
9-6  光源感应器控制其他模组        
9-7  制作一台机器人太阳能车        
9-8  制作一台机器人蟑螂车        
9-9  制作一座智慧型路灯        
        
第十章  机器人警车(按钮_蜂鸣器_LED灯)        
10-1  按钮        
10-2  侦测「按钮」的事件        
10-3  按钮的综合运用        
10-4  蜂鸣器        
10-5  LED灯        
10-6  重置按钮        
        
第十一章  mBot蓝牙通讯应用        
11-1  mBot蓝牙通讯        
11-2  序列埠传输函数        
11-3  手机与mBot蓝牙配对        
11-4  手机与mBot互传字元        
11-5  手机点亮mBot LED灯         
11-6  手机接收mBot超音波距离        
        
第十二章  手机App操控mBot机器人        
12-1  光线感应器运用        
12-2  手机app控制mBot LED 的各种变化        
12-3  手机app控制mBot 蜂鸣器的各种变化        
12-4  手机App遥控机器人行动(前、后、左、右)        
        
第十三章  mBot结合Lego的创新应用        
13-1  乐高(Lego)积本的基本介绍        
13-2  乐高(Lego)的横桿        
13-3  乐高(Lego)的插销        
13-4  乐高(Lego)的连接器        
13-5  mBot机器人结合Lego        
13-6  利用「七段显示器模组」来显示侦测值        
13-7  利用「表情面板」来显示侦测值        
13-8  利用「表情面板」来显示「绘画图片」        
13-9  利用「表情面板」来显示「跑马灯」        
13-10  利用「表情面板」来显示「定时炸弹倒数10秒」        
13-11  红外线控制mBot(表情面板显示方向)        
        
附录  Arduino C 语言介绍        
A-1  Arduino C 语言的撰写架构        
A-2  Arduino C 变数的资料型态        
A-3  Arduino C 变数与常数的宣告        
A-4  Arduino C 运算子的应用        
A-5  Arduino C 流程控制        
A-6  Arduino C 阵列       

评分☆☆☆☆☆

我是一位在科技產業工作的上班族，平時工作之餘，喜歡利用一些時間來學習新知，增進自己的技能。最近聽同事推薦了一本關於 Arduino C 語言與 mBot 機器人的書籍，而且特別強調是「最新版」，這讓我很有興趣。我本身對物聯網和智慧裝置的發展抱持著高度關注，而 Arduino 作為開源硬體的代表，自然是我學習的重點之一。mBot 機器人，聽起來就像是 Arduino 的一個很好的實踐平台，它的金屬積木設計，應該能讓組裝過程變得相當有趣且直觀，不需要太複雜的工具。 我最期望的是，這本書能深入探討如何運用 Arduino C 語言來驅動 mBot 實現各種功能。例如，書中是否會介紹如何透過 Arduino 控制 mBot 的各種感測器，像是超音波感測器、紅外線感測器，甚至是加速度計和陀螺儀？同時，我也很期待看到如何將這些感測器的數據，透過 Arduino C 程式來進行分析，並進而控制 mBot 的行為，例如讓它能夠「看見」障礙物並繞開，或是跟隨指定的路線。如果書中能提供一些實際的應用案例，像是製作一個簡易的遙控車，或是設計一個能夠自動清潔地面的小機器人，那就更好了。

评分☆☆☆☆☆

我是一位大學生，主修的是資訊工程學系，平時除了課業之外，也對創客（Maker）文化和嵌入式系統開發有著濃厚興趣。在學習 Arduino 的過程中，我發現雖然理論知識紮根不少，但實際動手操作的機會相對有限，尤其是在結合具體硬體平台方面。因此，當我得知有這本《Arduino C語言程式設計 - 使用mBot金屬積木機器人 - 最新版》出版時，我感到非常興奮。mBot 作為一個整合了 Arduino 微控制器和易於組裝的金屬積木的機器人平台，絕對是一個極佳的學習工具。 我期望這本書能夠深入探討如何利用 Arduino C 語言來進行更複雜的機器人控制和感測器應用。例如，書中是否會涵蓋如何運用 PWM（脈寬調變）技術來精確控制馬達的轉速和方向？抑或是如何結合多個感測器（如超音波、紅外線、光敏電阻等）的數據，透過演算法來實現更智慧化的行為，例如更精準的循跡和避障。我也很期待看到書中是否能提供一些進階的專案範例，像是如何讓 mBot 透過藍牙或 Wi-Fi 進行無線通訊，實現遠端控制，或是如何與其他 Arduino 模組整合，擴展其功能。

评分☆☆☆☆☆

身為一位國中生，我對機器人和程式設計一直充滿著好奇心。學校偶爾會舉辦一些程式體驗營，我都有參加，但總覺得學到的東西有點零散，而且很多時候，我會不知道如何將課堂上學到的程式碼，真正應用到實際的硬體上。最近，我在網路上看到這本《Arduino C語言程式設計 - 使用mBot金屬積木機器人 - 最新版》，標題看起來就很有吸引力。mBot 這個名字我聽過，據說是一個很適合入門的機器人，而且是金屬積木，聽起來就很酷！ 我特別希望這本書能夠從最基礎的 Arduino C 程式語言講起，像是變數、迴圈、判斷式這些，然後再把這些概念跟 mBot 的硬體結合起來。例如，書中會不會教我們如何讓 mBot 的燈亮起來、閃爍？如何讓它的輪子往前、往後轉動，或是控制它的速度？更進一步，如果能教我們如何使用 mBot 上的感測器，像是讓它能偵測到前方的障礙物，然後就停下來，或是轉彎，那就太棒了！我真的很期待書中能有許多圖文並茂的教學，並且提供完整的程式碼，讓我能夠直接複製、修改，然後看到我的 mBot 真的動起來！

评分☆☆☆☆☆

我是一位退休的教師，對科技的學習一直抱持著開放的態度。雖然我已經離開教學崗位多年，但對於新興的技術，我總是充滿著好奇心。最近，我的孫子對我提起 Arduino 和機器人，我聽了覺得很有趣，便開始關注相關的資訊。得知這本《Arduino C語言程式設計 - 使用mBot金屬積木機器人 - 最新版》的出版，讓我感到非常期待。我希望這本書能夠以非常淺顯易懂的方式，引導像我這樣的初學者入門。 我尤其關心的是，書中是否能夠詳細解釋 Arduino C 語言的基本語法，並將這些語法與 mBot 的實際操作緊密結合。例如，書中會不會教我們如何利用簡單的程式碼，讓 mBot 的小燈泡發光，或是讓它向前、向後移動？如果書中能夠提供一些實際的組裝步驟圖，並且搭配清晰的程式碼解釋，讓我能夠一步一步跟著做，那就太好了。我希望透過這本書，能夠讓我和我的孫子一起動手製作，一起學習，共同享受科技帶來的樂趣。

评分☆☆☆☆☆

身為一個在程式設計領域摸索了幾年的老鳥，最近聽聞市面上有本結合 Arduino 與 mBot 的新書，而且是「最新版」，實在讓我心動不已。我本身對 Arduino 的基礎概念還算熟悉，但一直苦無機會將這些知識實際應用到一個具體的硬體平台上，尤其是那種可以動、有互動的專案。mBot 這款機器人，我先前在一些科技展覽或創客空間裡看到過，它的金屬積木組裝方式聽起來非常直觀，而且外型也頗具吸引力。我特別期待書中能提供一些從零開始的教學，像是如何透過 Arduino C 語言控制 mBot 的馬達、感測器，甚至是如何讓它完成一些有趣的任務，例如循跡、避障，或是更進階的迷宮挑戰。 如果書中能針對初學者設計一些循序漸進的範例，那就太棒了！我常常覺得，學程式最難的就是「不知道要從何開始」以及「學了之後不知道能做什麼」。如果這本書能夠像老師一樣，一步一步引導我們，從最簡單的 LED 閃爍，到控制馬達轉動，再慢慢加入感測器的判讀，讓機器人做出反應，那對於新手來說絕對是一大福音。我尤其關心的是，書中是否會提供完整的程式碼範例，並且對每一段程式碼都做詳細的解釋，說明它的作用、原理，甚至是一些常見的除錯技巧。畢竟，對於剛接觸 Arduino C 的朋友來說，光是語法就已經夠頭痛了，如果能有清晰的解釋，就能大大減少學習的門檻。