Arduino基礎(chǔ)與應(yīng)用

第一部分 基礎(chǔ)篇
第1章 認(rèn)識(shí)Arduino 2
1.1 Arduino的來歷 2
1.2 Arduino的優(yōu)點(diǎn) 2
1.3 Arduino硬件與選擇 3
1.3.1 認(rèn)識(shí)不同型號(hào)的Arduino 4
1.3.2 Arduino外圍模塊 9
1.4 Arduino擴(kuò)展模塊圖解 11
1.4.1 電源擴(kuò)展板 11
1.4.2 SD卡讀/寫擴(kuò)展板 12
1.4.3 GSM 擴(kuò)展板 12
1.4.4 電機(jī)擴(kuò)展板 14
1.4.5 傳感器擴(kuò)展板 14
1.4.6 Wi-Fi擴(kuò)展板 15
1.5 從Arduino UNO開始 16
第2章 建立開發(fā)環(huán)境 19
2.1 項(xiàng)目開發(fā)流程 19
2.2 Arduino開發(fā)軟件 19
2.2.1 下載配置Arduino開發(fā)環(huán)境 19
2.2.2 認(rèn)識(shí)Arduino IDE 20
2.2.3 安裝Arduino驅(qū)動(dòng)程序 22
2.3 自帶程序范例與類庫介紹 24
2.3.1 Arduino自帶范例介紹 24
2.3.2 Arduino自帶類庫介紹 28
2.4 如何導(dǎo)入第三方庫 35
2.5 Arduino語言及程序結(jié)構(gòu) 36
2.5.1 Arduino語言 36
2.5.2 Arduino程序結(jié)構(gòu) 36
2.6 從例程Hello World開始 38
第二部分 進(jìn)階篇
第3章 數(shù)字信號(hào)及應(yīng)用案例 42
3.1 數(shù)字信號(hào)簡(jiǎn)介 42
3.2 LED及應(yīng)用案例 42
3.2.1 心形LED閃爍案例 42
3.2.2 跑馬燈案例 46
3.3 指撥開關(guān)控制應(yīng)用案例 48
3.4 7段數(shù)碼顯示器案例 50
3.5 PWM 及應(yīng)用案例 55
3.6 蜂鳴器案例 57
3.7 數(shù)字輸出案例 60
3.8 限位開關(guān)案例 63
第4章 模擬信號(hào)及應(yīng)用案例 64
4.1 可變電阻測(cè)量案例 64
4.2 光敏電阻測(cè)量案例 67
4.3 溫度感測(cè)案例 69
4.4 壓力感測(cè)案例 71
第5章 Arduino與外設(shè)通信 73
5.1 串口通信 73
5.1.1 其他Arduino上的串口位置 75
5.1.2 Arduino與電腦通信設(shè)置 76
5.1.3 Arduino串口通信函數(shù) 77
5.1.4 串口通信案例 80
5.2 IIC總線通信 85
5.2.1 IIC主機(jī)、從機(jī)和引腳 86
5.2.2 Wire類庫成員函數(shù) 86
5.2.3 IIC連接方法 88
5.2.4 IIC總線通信案例 89
5.3 SPI總線通信 93
5.3.1 SPI引腳 93
5.3.2 SPI總線上的從設(shè)備選擇 94
5.3.3 SPI類庫成員函數(shù) 94
5.3.4 SPI總線上的數(shù)據(jù)發(fā)送與接收 95
5.3.5 SPI總線通信案例 95
5.4 USB類庫 100
5.4.1 USB類庫相關(guān)函數(shù) 100
5.4.2 模擬鍵盤輸入信息 102
第6章 LCD顯示與控制 105
6.1 液晶顯示模板1602 LCD 105
6.2 Arduino相關(guān)函數(shù)庫 107
6.3 啟動(dòng)LCD 109
6.3.1 需要的元器件 109
6.3.2 4位數(shù)據(jù)線接法 110
6.3.3 連接元件 110
6.4 1602 LCD控制案例 111
6.4.1 LCD顯示 111
6.4.2 LCD換行控制 112
6.4.3 移動(dòng)的字幕 113
6.4.4 顯示輸入數(shù)據(jù) 114
第7章 Arduino電機(jī)控制 117
7.1 直流電機(jī) 117
7.1.1 直流電機(jī)的選型 117
7.1.2 直流電機(jī)接線圖解 118
7.1.3 直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)外圍模塊 119
7.1.4 直流電機(jī)控制案例 120
7.1.5 AFMotor類庫 124
7.2 舵 機(jī) 125
7.2.1 舵機(jī)選型 125
7.2.2 舵機(jī)接線圖解 126
7.2.3 舵機(jī)控制案例 126
7.2.4 Servo類庫 127
7.3 步進(jìn)電機(jī) 128
7.3.1 步進(jìn)電機(jī)選型 128
7.3.2 步進(jìn)電機(jī)接線圖解 129
7.3.3 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)外圍模塊 130
7.3.4 步進(jìn)電機(jī)控制案例 132
7.3.5 Stepper類庫 136
第8章 Arduino與無線通信 138
8.1 無線通信概述 138
8.2 無線通信網(wǎng)絡(luò)框架 138
8.2.1 一對(duì)多通信架構(gòu) 139
8.2.2 多對(duì)多通信架構(gòu) 139
8.2.3 混合式通信架構(gòu) 140
8.3 常見的無線通信協(xié)議 140
8.4 RF模塊 141
8.4.1 315 MHz RF模塊及案例 141
8.4.2 RFID與讀卡器及案例 144
8.5 紅外線與超聲波案例 146
8.5.1 紅外線與超聲波簡(jiǎn)介 147
8.5.2 簡(jiǎn)單的紅外信號(hào)傳輸案例 147
8.5.3 簡(jiǎn)單的紅外線測(cè)距儀案例 149
8.5.4 紅外線人體感測(cè)案例 150
8.5.5 簡(jiǎn)單的超聲波測(cè)距案例 153
8.6 藍(lán)牙模塊與案例 155
8.7 Wi-Fi模塊與案例 157
第9章 Arduino存儲(chǔ)技術(shù) 159
9.1 EEPROM 存儲(chǔ)技術(shù) 159
9.1.1 EEPROM 介紹 159
9.1.2 EEPROM 類庫 159
9.1.3 EEPROM 簡(jiǎn)單讀、寫案例 160
9.1.4 EEPROM 存儲(chǔ)各類型數(shù)據(jù)案例 163
9.2 SD卡存儲(chǔ)技術(shù) _(_y_>奯__165
9.2.1 SD卡介紹 165
9.2.2 SD卡類庫 166
9.2.3 SD卡外圍模塊 169
9.2.4 SD卡簡(jiǎn)單讀/寫案例 170
9.2.5 SD卡溫度采集案例 176
第10章 GPS室外定位 182
10.1 GPS簡(jiǎn)介 182
10.2 GPS模塊介紹 182
10.2.1 GPS有源天線 182
10.2.2 GPS模塊特性參數(shù) 183
10.3 GPS使用設(shè)定 183
10.4 GPS室外定位案例 185
10.4.1 簡(jiǎn)單定位案例 185
10.4.2 便攜定位裝置案例 190
第三部分 綜合篇
第11章 智能小車 198
11.1 智能小車結(jié)構(gòu)及功能分析 198
11.1.1 智能小車結(jié)構(gòu) 198
11.1.2 智能小車功能分析 200
11.2 智能小車基本功能實(shí)現(xiàn) 202
11.2.1 全向運(yùn)行 202
11.2.2 實(shí)時(shí)啟動(dòng) 206
11.3 智能小車黑線循跡 208
11.3.1 黑線循跡原理 208
11.3.2 軟、硬件分析 208
11.3.3 操作說明 211
11.4 智能小車紅外避障 211
11.4.1 紅外避障原理 211
11.4.2 軟、硬件分析 211
11.4.3 操作說明 214
11.5 智能小車超聲波避障 214
11.5.1 超聲波避障原理 214
11.5.2 軟、硬件分析 214
11.5.3 操作說明 218
11.6 智能小車紅外遙控 218
11.6.1 紅外遙控原理 218
11.6.2 軟、硬件分析 218
11.6.3 操作說明 221
11.7 智能小車藍(lán)牙遙控 221
11.7.1 藍(lán)牙遙控原理 221
11.7.2 軟、硬件分析 221
11.7.3 操作說明 229
11.8 智能小車Wi-Fi遙控 230
11.8.1 Wi-Fi遙控原理 230
11.8.2 軟、硬件分析 230
11.8.3 操作說明 234
第12章 桌面式3D打印機(jī) 238
12.1 3D打印技術(shù)介紹 238
12.1.1 3D打印原理 238
12.1.2 3D打印流程 239
12.1.3 3D打印特點(diǎn) 240
12.2 桌面式3D打印機(jī)結(jié)構(gòu) 240
12.3 3D打印機(jī)打印使用說明 241
12.3.1 3D打印機(jī)軟件使用說明 241
12.3.2 3D打印機(jī)硬件使用說明 245
12.3.3 3D打印使用案例 246
12.3.4 3D打印機(jī)維護(hù)與保養(yǎng) 248
12.3.5 3D打印機(jī)常見故障分析 249
12.4 3D打印機(jī)功能技術(shù)分析 250
12.4.1 3D打印機(jī)控制系統(tǒng)分析 250
12.4.2 G代碼文件分析 263
12.4.3 存儲(chǔ)模塊 266
12.4.4 顯示模塊 275
12.4.5 運(yùn)動(dòng)控制模塊 283
12.4.6 加熱與溫度測(cè)量模塊 294
12.4.7 限位開關(guān)模塊 298
12.4.8 3D打印總流程分析 300
附 錄 305
A.1 使用專業(yè)的IDE編寫Arduino項(xiàng)目 305
A.2 常見問題及解決方法 308
A.2.1 驅(qū)動(dòng)無法正常安裝 308
A.2.2 avrdude:stk500_getsync():notinsync:resp=0x00錯(cuò)誤 310
A.2.3 WProgram.h:Nosuchfile ordirectory:編譯錯(cuò)誤 311
A.2.4 Arduino是否支持其他型號(hào)的芯片 311
A.2.5 Arduino開源使用的協(xié)議是什么 312
A.2.6 能否使用AVR.Libc和匯編等開發(fā)Arduino 312
A.3 數(shù)值計(jì)算 312
A.3.1 十進(jìn)制計(jì)算 312
A.3.2 二進(jìn)制計(jì)算 312
A.3.3 十六進(jìn)制計(jì)算 313
A.4 ASCII碼對(duì)照表 314
A.5 串口通信可用的config配置 315
A.6 USB鍵盤庫支持的鍵盤功能列表 315
A.7 循環(huán)冗余檢查碼 317
A.8 Checksum 318
A.9 G代碼含義注解 319
參考文獻(xiàn) 323__