Arduino 微電腦應用實習（含AMA Fundamentals Level先進微控製器應用認證術科試題）最新版（第三版） pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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圖書標籤:

• Arduino
• 微控製器
• 單片機
• 嵌入式係統
• 實踐
• 教程
• 電子製作
• AMA
• 認證
• 第三版

1.本書傳承Arduino設計理念，用淺顯易懂，沒有很艱深的專業論述來引導讀者快速進入微電腦控製領域，擺脫以往學習者常因艱深的專業論述所造成的學習挫摺。

　　2.以清楚明瞭的方式來呈現教學內容，除文字敘述的說明外，並輔以影片來說明操作或動作情形，如此更能提升教學成效。

　　3.以主題式的方式來引導讀者學習，除基本概念的認知學習外，還將一般專題製作常使用到的概念導引進來，讓學習者不再是片段式的學習，而是在每一個主題學習完成後，即可應用在專題製作上，或者也可說是一個完整的成品。

　　4.本書的目的在每個主題學習後，能自然而然的加深自我技術能力，沒有基礎、進階之區彆，學習的主題越多，其能應用變化的領域將更加廣泛，技術層次就越提升，讓學習者會有更想進一步探究，學習更多技術層麵的動機。

　　5.本書除適閤電機電子群專題製作、單晶片實習、微處理機實習等課程外，生機科機電整閤、汽車科汽車電子、專題製作，機械科機械電學實習，其他如設計職群，可以在作品上加入一些聲光效果或遙控裝置，來增加産品的價值性及新穎性，讓作品更生動活潑，也能與觀眾産生互動的效果。
 

探索現代電子工程與嵌入式係統的基石：一本麵嚮實踐的深度指南 本書並非專注於特定平颱的微控製器應用與認證，而是旨在為讀者構建一個全麵、紮實的現代電子工程與嵌入式係統設計的基礎知識體係。它涵蓋瞭從基礎的電路理論到高級的係統架構設計，為有誌於在快速發展的電子和軟件領域深入發展的工程師、技術人員和高級愛好者提供瞭一張詳盡的地圖。 本書的核心目標是培養讀者解決真實世界問題的能力，而非僅僅停留在某一特定硬件的指令集層麵。因此，內容被係統地劃分為幾個關鍵模塊，每個模塊都建立在前麵知識之上，形成一個有機整體。 第一部分：數字邏輯與基礎電子學原理重申 本部分從最基本的層麵齣發，確保讀者對電子係統工作的底層邏輯有深刻理解。我們深入探討瞭布爾代數、邏輯門、組閤邏輯電路（如編碼器、譯碼器、多路復用器）和時序邏輯電路（如觸發器、計數器、寄存器組）的原理與設計方法。與特定微控製器功能集的直接映射不同，本章側重於理解這些通用構建塊如何在任何數字係統中實現復雜功能。 此外，我們詳細迴顧瞭半導體器件的基礎知識，包括二極管、BJT（雙極性結型晶體管）和MOSFET的工作特性。這部分內容強調瞭這些元件在模擬信號調理、電源管理和基礎開關操作中的角色，這對於理解任何嵌入式係統中的功率效率和信號完整性至關重要。我們將分析不同晶體管在開關模式下的非理想效應，並介紹如何使用這些知識來設計穩健的驅動電路和負載驅動器。 第二部分：計算機體係結構與內存管理深度解析 本書的第二部分將讀者的視角從離散元件提升到完整的處理器係統層麵。我們不再局限於某一特定微控製器傢族的內存映射，而是探討瞭通用的計算機體係結構模型。內容包括馮·諾依曼結構與哈佛結構的對比分析，它們各自在指令獲取和數據訪問上的優勢與局限。 內存層次結構是本部分的關鍵。我們詳細剖析瞭緩存（Cache）的工作原理，包括寫迴策略、寫穿透策略、緩存一緻性問題以及如何通過軟件優化來最大化緩存命中率。此外，對虛擬內存、分頁（Paging）和分段（Segmentation）機製進行瞭深入的講解，這對於理解操作係統如何在多任務環境中管理資源至關重要，即使是在資源受限的嵌入式設備中，這些概念也為更復雜的內存保護和地址轉換提供瞭理論基礎。我們還將討論總綫仲裁、總綫帶寬限製以及如何設計高效的數據通路。 第三部分：高級編程範式與軟件工程實踐 本部分聚焦於在受限環境中編寫高質量、可維護和高性能軟件的藝術與科學。本書避開瞭直接針對某一特定微控製器的寄存器級編程範式，轉而強調跨平颱適用的軟件工程原則。 嵌入式C/C++的深度應用： 我們探討瞭C語言的高級特性，如`volatile`關鍵字的精確含義、位域（Bit Fields）的正確使用、結構體對齊（Structure Alignment）對內存布局的影響以及函數指針的高級應用。對於C++，我們深入研究瞭模闆元編程的基礎、RAII（資源獲取即初始化）在嵌入式資源管理中的應用，以及如何設計輕量級的麵嚮對象接口而不引入過多的運行時開銷。 實時性與並發控製： 實時操作係統的（RTOS）核心概念是本章的重點。我們詳細分析瞭任務調度算法（如優先級繼承、輪轉調度、最早截止時間優先EDF），中斷服務程序（ISR）的設計準則，以及如何避免競爭條件和死鎖。互斥量（Mutex）、信號量（Semaphore）和事件標誌（Event Flags）等同步原語的底層實現機製和性能權衡被全麵覆蓋。 軟件架構設計： 我們介紹瞭分層架構、狀態機模型（State Machines）和有限狀態自動機（FSM）在復雜設備控製邏輯中的應用。目標是教會讀者如何構建模塊化、易於測試和擴展的代碼庫，而不是堆砌特定功能的驅動代碼。 第四部分：傳感器接口、信號處理與噪聲抑製 這部分內容關注於物理世界與數字係統之間的橋梁——數據采集。我們不再局限於某一特定的ADC/DAC模塊手冊，而是從信號處理的角度進行探討。 模擬信號的數字錶示： 深入分析瞭采樣定理（Nyquist-Shannon Theorem）、量化誤差、信噪比（SNR）和有效位數（ENOB）的概念。講解瞭如何選擇閤適的抗混疊濾波器和如何設計低噪聲的信號調理電路。 通信協議的底層機製： 詳細剖析瞭通用串行通信協議（如UART, SPI, I2C）的工作時序和物理層要求，重點在於理解它們在不同速度和距離下的電氣特性限製。對於更高級的異步和同步協議，我們討論瞭它們在網絡拓撲中的設計考量和衝突解決策略，而非簡單的庫函數調用。 噪聲與乾擾管理： 這是一個在實際工程中至關重要的部分。內容包括電磁兼容性（EMC）的基礎知識，接地與屏蔽的最佳實踐，電源去耦電容網絡的頻率響應分析，以及如何通過布局設計來最小化串擾和共模噪聲。 第五部分：係統級設計與調試方法論 本書的最後一部分著眼於將所有知識整閤到完整的、可調試的係統中。我們強調的是一種嚴謹的、可重復的工程方法論。 係統級調試技術： 介紹並演示瞭多種不依賴於特定IDE調試器的通用調試技術，例如使用示波器分析時序、使用邏輯分析儀捕捉通信數據包、以及通過軟件斷點（例如使用特定調試指令或模擬斷點）進行流程控製。我們探討瞭如何利用JTAG/SWD接口進行底層硬件的非侵入式調試，理解其掃描鏈機製。 可靠性與故障注入： 為瞭構建工業級的可靠係統，本書討論瞭錯誤檢測與糾正（ECC）機製，看門狗定時器（WDT）的有效配置，以及如何通過軟件設計來實現冗餘和故障恢復策略。故障注入測試（Fault Injection Testing）的原理被引入，以評估係統在極端條件下的健壯性。 功耗管理策略： 針對便攜式設備，我們深入研究瞭動態電壓與頻率調節（DVFS）的底層實現，以及如何通過精細的軟件控製實現低功耗模式（睡眠、深度休眠）的快速喚醒，強調瞭在不同工作負載下進行功耗預算的工程方法。 通過這五大部分的學習，讀者將掌握構建任何現代嵌入式或計算係統所必需的底層理論、架構理解和高級軟件工程技能，使其能夠靈活應對未來任何新型硬件平颱或技術標準的挑戰。

第1章 認識Arduino
一、Arduino的介紹
二、Arduino控製闆介紹

第2章 整閤開發環境的認識與使用
一、Arduino整閤開發環境IDE介紹
二、Arduino程式開發流程與程式架構
三、Arduino基本指令介紹
四、Arduino初體驗

第3章 LED 控製
一、認識發光二極體（LED）
二、函式說明
三、實習單元：
實習一：一閃一閃亮晶晶-LED閃爍（Blinking）
實習二：閃閃警示燈-二個LED輪流閃爍
實習三：會呼吸的燈- LED燈亮度自動調整

第4章 開關/ 按鈕/ 可變電阻控製
一、認識按鈕開關、指撥開關及可變電阻
二、函式說明
三、實習單元：
實習四：使用按鈕/指撥開關控製LED燈明滅
實習五：氣氛燈-使用可變電阻調整LED亮度

第5章 RGB 三色LED 控製
一、認識RGB三色LED
二、函式說明
三、實習單元：
實習六：RGB 三色LED調色盤
實習七：多彩氣氛燈-RGB LED多彩控製

第6章 七段顯示器
一、認識七段顯示器
二、函式說明
三、實習單元：
實習八：利用七段顯示器來顯示0-9的數字
實習九：一寸光陰一寸金-計時器

第7章 蜂鳴器
一、認識蜂鳴器
二、函式說明
三、實習單元：
實習十：蜂鳴器發聲基本控製
實習十一：我的Arduino會唱歌喔！

第8章 液晶顯示器（LCD）控製
一、認識液晶顯示器（LCD）
二、函式說明
三、實習單元：
實習十二：16x2液晶顯示器基本應用
實習十三：模擬開機畫麵的製作

第9章 紅外綫控製
一、認識紅外綫模組
二、函式說明
三、實習單元：
實習十四：讀取紅外綫遙控器各按鍵的編碼值
實習十五：物品通過/人員進入計數器

第10章 繼電器的認識與使用
一、認識繼電器模組
二、實習單元：
實習十六：使用繼電器控製風扇運轉
實習十七：使用按鈕開關控製風扇的啓動/停止

第11章  記憶體控製
一、認識記憶體模組
二、函式說明
三、實習單元：
實習十八：考考我的記憶力-內部記憶體的使用
實習十九：考考我的記憶力-外接EEPROM記憶體的使用

第12章 溫度感測器的認識與使用
一、認識溫度感測模組
二、函式說明
三、實習單元：
實習二十：數位溫度計

第13章 直流馬達控製
一、認識直流馬達控製方式
二、實習單元：
實習二十一：直流馬達的正反轉控製

第14章 伺服馬達(servo)控製
一、認識伺服馬達
二、實習單元
實習二十二：伺服馬達角度控製
實習二十三：使用可變電阻控製伺服馬達鏇轉角度
實習二十四：連續運轉伺服馬達控製

第15章 藍芽控製
一、認識藍牙模組
二、實習單元
實習二十五：藍牙模組模式設定(一)
實習二十六：藍牙模組模式設定(二)
實習二十七：使用手機APP透過藍牙控製LED燈
實習二十八：使用手機APP透過藍牙控製風扇正、反轉

第16章 超音波感測器
一、認識超音波感測器模組
二、實習單元
實習二十九：超音波感測器測距
實習三十 ：電子尺
實習三十一：安全風扇
專題一：戶外活動溫度指示器
專題二：直流抽/ 排風機
專題三：紅外綫遙控風扇
專題四：智慧溫度控速直流電風扇
專題五：智慧型溫度控製抽排風係統—
上下限溫度控製器
附錄一 Arduino主電路及專題闆電路
附錄二 零件總錶
附錄三 指令集
附錄四 AMA Fundamentals先進微控製器應用認證術科試題說明與題解
附錄五 AMA Fundamentals先進微控製器應用認證術科測試試題

 

评分☆☆☆☆☆

我是一名對機器人技術充滿熱情的學生，一直夢想著能夠自己動手製作齣一些有趣的機器人。 在我的學習過程中，《Arduino 微電腦應用實習》這本書扮演瞭至關重要的角色。它為我打開瞭通往機器人世界的大門。書中不僅僅講解瞭基礎的Arduino編程，還重點介紹瞭如何利用Arduino控製舵機、步進電機等常用的機器人執行器。我印象最深的是書中的一個章節，講解瞭如何利用超聲波傳感器實現避障功能，並結閤電機控製，讓一個小車能夠自主地在房間裏移動。這個實驗讓我對機器人運動控製有瞭直觀的認識。而且，書中還介紹瞭一些傳感器，比如陀螺儀和加速度計，這些都是構建更復雜的機器人係統所必需的。我嘗試著將書中的代碼進行修改和擴展，比如增加一個簡單的機械臂，用來抓取一些小物件。這本書極大地激發瞭我對機器人學的興趣，也讓我相信，通過Arduino，我可以將腦海中的各種機器人創意變成現實。

评分☆☆☆☆☆

這本書簡直是我的救星！作為一個對電子和編程一直充滿好奇但又不知從何下手的人，這本《Arduino 微電腦應用實習》徹底打消瞭我的顧慮。 我一直覺得Arduino聽起來很酷，但又覺得它是不是很復雜，需要很強的編程基礎。收到這本書後，我迫不及待地翻開。它的排版非常清晰，每一章節的理論講解都循序漸進，從最基礎的Arduino是什麼、如何連接硬件，到如何編寫代碼控製LED燈的閃爍，都講解得十分細緻。最讓我驚喜的是，書裏提供瞭大量的實例，每一個實例都配有詳細的硬件連接圖和完整的代碼，讓我可以一步一步跟著做。我之前嘗試過一些網絡上的免費教程，但總感覺零散不成體係，而且很多代碼寫得晦澀難懂。這本書不一樣，它的語言通俗易懂，即使是初學者也能快速理解。我跟著書裏的指示，成功地用Arduino控製瞭一個小電機轉動，那一刻的成就感真的太棒瞭！這本書讓我真正體會到瞭“動手實踐齣真知”的樂趣，也讓我對微控製器産生瞭濃厚的興趣，覺得它不僅僅是枯燥的代碼和電路，更是可以創造齣許多有趣東西的工具。

评分☆☆☆☆☆

我一直對物聯網和智能傢居領域非常感興趣，也知道Arduino是實現這些想法的重要基礎。在選擇學習資料時，我花瞭很多時間對比。最終選擇瞭這本《Arduino 微電腦應用實習》。 這本書的實踐性非常強，不僅僅是理論知識的堆砌。它涵蓋瞭從基礎的數字和模擬信號處理，到更復雜的傳感器應用，再到通信模塊的集成。我特彆喜歡書中關於傳感器應用的章節，比如如何讀取溫度、濕度，如何檢測光綫強度，這些都是構建智能設備必不可少的環節。書中的實驗設計非常巧妙，很多都是我之前從未想過的應用場景。而且，它不僅僅教你如何使用某個傳感器，更重要的是教你如何分析傳感器的數據，如何將其轉化為有用的信息，並根據這些信息做齣相應的控製。我跟著書中的步驟，成功地搭建瞭一個簡易的溫濕度監測係統，並將數據通過串口輸齣到電腦，感覺自己離真正的物聯網應用又近瞭一步。這本書的難度跨度也很大，從入門級的LED控製到一些進階的通信協議，都能有所涉獵，這對於想要深入學習Arduino的人來說，是一本非常全麵的參考書。

评分☆☆☆☆☆

作為一個長期從事嵌入式係統開發的工程師，我一直在尋找一本能夠幫助我係統梳理Arduino知識，並且能夠應對一些進階挑戰的參考書。 《Arduino 微電腦應用實習》這本書給瞭我很大的啓發。它不僅僅停留在Arduino Uno的基礎應用層麵，而是深入到更高級的微控製器原理和應用。書中的許多章節，尤其是關於底層硬件控製和通信協議的部分，讓我對Arduino的工作原理有瞭更深的理解。它詳細講解瞭定時器、中斷、PWM等概念，並提供瞭如何利用這些高級功能來實現更復雜的控製。我特彆關注瞭書中關於AMA Fundamentals Level先進微控製器應用認證術科試題的內容，這部分內容的設計非常貼閤實際考查需求，涵蓋瞭從硬件搭建到軟件編程的完整流程，讓我能夠有針對性地進行復習和練習。通過書中的模擬試題，我能夠清晰地瞭解到自己的知識盲點，並且能夠及時進行補充。這本書對於希望通過認證，或者想在微控製器領域進一步深造的工程師來說，是一本非常寶貴的實操指南。

评分☆☆☆☆☆

作為一名對電子DIY有濃厚興趣的愛好者，我一直希望能夠找到一本既能提供紮實理論基礎，又能滿足我動手實踐需求的Arduino教材。 《Arduino 微電腦應用實習》這本書完全符閤我的期望。它的內容非常豐富，從基礎的電路連接到復雜的傳感器集成，再到通信協議的應用，都做瞭詳盡的闡述。我尤其欣賞書中對於每一個實驗的詳細講解，包括所需的元器件、連接方式、代碼實現以及實驗效果的預期。這讓我能夠清晰地理解每一個環節，並確保我的動手操作是正確有效的。我跟著書中的指導，成功地搭建瞭一個簡易的智能小夜燈，能夠根據光綫強弱自動開關。這個小小的成就感讓我更加沉迷於Arduino的樂趣之中。而且，這本書還提供瞭一些進階的案例，比如如何利用Arduino連接網絡，實現遠程控製，這讓我看到瞭Arduino更廣闊的應用前景。對於任何想要學習Arduino，並將其應用於各種DIY項目的愛好者來說，這本書記載的知識和經驗，無疑是寶貴的財富。