Arduino应用技能实训-(1CD) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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夏清，肖明耀，郭惠婷，麦德胜 著

图书标签:

• Arduino
• 单片机
• 嵌入式
• 电子制作
• DIY
• 实训
• 技能
• 硬件
• 编程
• 开发板

店铺： 学向美图书专营店

出版社： 中国电力出版社

ISBN：9787512396432

商品编码：29663675551

包装：平装

开本：16

出版时间：2016-09-01

内容介绍
Arduixo是全球醉流行的kai源硬件和软件kai发平台集合体，Arduixo易于学xi和上手，其简单的kai发方式使得创客kai发者集中关注创意与实现，kai发者可以借助Arduixo快速完成自己的项目。本书遵循“以能力培养为核心，以技能训练为主线，以理论知识为支撑”的编写思想，采用基于工作过程的任务驱动教学模式，以Arduixo的27个任务实训课题为载体，使读者掌握Arduixo的工作原理，学会Arduixo程序设计、编程工具操作方*，从而*高Arduixo应用技能。

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目录
qiax言项目1认识Arduixo1任务1认识Arduixo1任务2学用Arduixokai发工具8项目二学用C语言编程17任务3Arduixo程序结构17任务4学用Arduixo程序设计语言33项目三Arduixo输入输出控制42任务5LED灯输出控制42任务6简易交通灯控制44任务7控制数码管显示48任务8按键控制66项目四突发事件的处理——中断72任务9外部中断控制72任务10定时中断控制75项目五定时控制78任务11定时控制78项目六串口通信与控制80任务12串口通信与控制80任务13使用串口类库89项目七模拟量处理98任务14模拟量输出控制98任务15模拟量输入控制108项目八输入输出端口的高集应用111任务16简易电子琴111任务17*声波测距117项目九应用Arduixo类库122任务18学会编写Arduixo类库122任务19应用DHT11类库132项目十Arduixozoxg线控制137任务20I2Czoxg线控制137任务21SPIzoxg线应用151项目十1Arduixo存储控制158任务22应用EEPROM存储器158项目十二红外遥控163任务23红外接收与发射163项目十三应用LCD显示171任务24应用1602LCD显示数据171任务25制作LCD电压表183项目十四综合应用188任务26LED点阵驱动控制188任务27制作LED数码管电压表196

《嵌入式系统设计与实践：从理论到应用》 一、本书特色与目标读者 本书是一本面向嵌入式系统爱好者、高校学生、技术从业者以及对物联网、机器人、智能硬件等领域充满兴趣的读者而设计的综合性实训指南。本书着重于将抽象的嵌入式系统理论知识与实际工程应用紧密结合，通过大量的实例和项目，帮助读者掌握嵌入式系统设计的核心技能，理解从硬件选型、软件开发到系统调试的全过程。 与市面上许多仅侧重于某一方面（如传感器应用、通信协议）的图书不同，《嵌入式系统设计与实践》提供了一个更为宏观和系统的视角。本书不局限于某一款特定的开发板或芯片，而是通过讲解普遍适用的设计原则、开发流程和关键技术，让读者能够举一反三，快速适应不同平台和项目需求。本书的目标是培养读者独立思考、解决实际问题、创造性地设计和实现嵌入式系统的能力。 本书的显著特色在于其“理论与实践并行”的学习方法。我们坚信，脱离实际的理论是苍白的，而没有理论指导的实践则容易陷入迷茫。《嵌入式系统设计与实践》在介绍基本概念的同时，会立刻引导读者动手实践，通过编写代码、连接硬件、调试程序，将知识转化为能力。本书的语言风格力求清晰、易懂，避免过度专业化的术语，同时保证内容的深度和广度，适合初学者入门，也为有一定基础的读者提供进阶的思路和方法。 二、内容概述 本书共分为八个主要部分，循序渐进地引导读者深入了解嵌入式系统设计与实践。 第一部分：嵌入式系统基础理论与开发环境搭建 本部分为读者打下坚实的理论基础。我们将从嵌入式系统的定义、组成、特点、发展趋势入手，让读者对这个广阔的领域有一个初步的认识。接着，会详细介绍嵌入式系统工程师需要掌握的关键技术，包括微控制器（MCU）的基本原理、存储器类型（RAM, ROM, Flash）、中断系统、I/O接口等。 在开发环境搭建方面，我们将引导读者选择合适的硬件平台（例如，我们会介绍不同系列微控制器的特点和适用场景，但不局限于某一款），并详细讲解如何配置交叉编译环境、调试器以及常用的集成开发环境（IDE）。这部分内容将帮助读者顺利开启第一个嵌入式项目，为后续的学习扫清障碍。 第二部分：微控制器核心原理与程序设计 这一部分将深入探讨微控制器（MCU）的核心工作原理。我们将剖析CPU的指令集架构、工作流程、时钟系统、电源管理等关键概念。重点会放在如何高效地利用MCU资源，包括寄存器操作、位操作、数据类型选择等。 在程序设计方面，我们将重点介绍嵌入式C语言编程。虽然C语言在许多领域都有应用，但在嵌入式开发中，对其的理解需要更深入，例如指针的灵活运用、内存管理、位域、结构体与联合体的使用等。我们将通过一系列小型的编程练习，帮助读者掌握如何在资源受限的环境下编写高效、可靠的代码。同时，还会介绍一些嵌入式常用的数据结构和算法。 第三部分：嵌入式系统硬件接口与外设驱动开发 硬件接口是嵌入式系统与外部世界交互的关键。本部分将详细介绍各种常见的硬件接口，包括： 通用输入/输出（GPIO）接口： 如何配置GPIO作为输入、输出，以及实现推挽输出、开漏输出等模式。 串行通信接口： UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)： 用于设备间的点对点通信，例如与PC、GPS模块等交互。我们会讲解波特率、校验位、停止位等概念，并提供实际的通信程序示例。 SPI (Serial Peripheral Interface)： 高速同步串行通信，常用于连接闪存、传感器、显示器等。我们将详细介绍主从模式、时钟极性与相位（CPOL/CPHA）以及数据传输的时序。 I2C (Inter-Integrated Circuit)： 两线串行总线，适用于连接多个设备，如EEPROM、ADC/DAC转换器、温湿度传感器等。我们会讲解地址寻址、读写操作的时序以及多主设备通信。 同步/异步接口： 深入理解不同通信方式的工作原理和适用场景。 模数转换（ADC）与数模转换（DAC）： 如何将模拟信号转换为数字信号，以及反之。我们将讲解采样率、分辨率、量化误差等概念，并给出使用ADC/DAC采集和输出模拟信号的实例。 定时器与计数器： 如何利用定时器实现精确延时、周期性任务、脉冲测量等功能。 在每个接口的介绍后，我们都会提供相应的驱动程序开发示例，让读者能够直接将理论应用于实践。 第四部分：嵌入式操作系统（RTOS）原理与应用 对于更复杂的嵌入式系统，实时操作系统（RTOS）能够极大地提高系统的并发处理能力、资源利用率和实时性。本部分将介绍RTOS的核心概念，包括： 任务（Task）与线程（Thread）： 任务的状态（就绪、运行、阻塞、挂起）以及任务间的切换机制。 任务调度： 介绍优先级调度、时间片轮转等常见的调度算法，以及其在RTOS中的实现。 任务间通信（IPC）： 信号量（Semaphore）： 用于资源互斥访问和同步。 互斥锁（Mutex）： 类似于信号量，但通常用于互斥访问。 消息队列（Message Queue）： 实现任务之间的数据传递。 事件标志（Event Flag）： 用于任务之间异步事件的通知。 中断处理与RTOS： 如何在高优先级中断和RTOS任务之间进行协调。 我们将选择一款主流的开源RTOS（例如，会介绍FreeRTOS等，但不限于此）作为示例，通过实际项目演示如何创建、管理任务，实现任务间的通信与同步。读者将学会如何在RTOS环境下编写和调试应用程序。 第五部分：嵌入式系统通信协议与网络接入 现代嵌入式系统越来越倾向于联网，实现数据的采集、传输与远程控制。本部分将重点讲解嵌入式系统常用的通信协议： TCP/IP协议栈基础： 简要介绍IP地址、端口号、TCP、UDP等基本概念，以及它们在嵌入式设备上的应用。 HTTP协议： 如何让嵌入式设备作为Web服务器，提供网页接口，或者作为客户端访问Web服务。 MQTT协议： 轻量级的发布/订阅消息协议，非常适合物联网场景。我们将讲解MQTT的 Broker、Client、Topic 等概念，并演示如何在嵌入式设备上实现MQTT通信。 Wi-Fi与以太网通信： 介绍嵌入式设备如何接入Wi-Fi网络或通过以太网进行通信。 蓝牙（Bluetooth）通信： BLE（低功耗蓝牙）在可穿戴设备、传感器网络中的应用。 其他物联网协议（可选）： 根据实际情况，可能会简要介绍CoAP等其他协议。 通过实际项目，读者将学会如何让嵌入式设备连接互联网，实现远程数据监测和控制。 第六部分：嵌入式系统传感器与执行器应用 传感器是嵌入式系统的“感官”，执行器是其“行动”的载体。本部分将深入讲解各类传感器的原理、选型以及如何将其集成到嵌入式系统中。 环境传感器： 温度、湿度、气压、光照、气体传感器等。 运动与位置传感器： 加速度计、陀螺仪、磁力计、GPS模块等。 图像与声音传感器： 摄像头模块、麦克风等。 执行器： 电机驱动： 直流电机、步进电机、舵机等，以及PWM（脉冲宽度调制）在电机控制中的应用。 LED与显示屏： 点阵LED、LCD、OLED等显示技术的驱动与应用。 继电器与开关： 控制大功率设备。 我们将通过多个具体的应用实例，例如智能家居环境监测、机器人底盘控制、简易图像识别等，来展示如何选择、连接和驱动这些传感器与执行器，实现各种智能化功能。 第七部分：嵌入式系统调试与测试技术 高质量的嵌入式系统离不开有效的调试与测试。本部分将专注于这一关键环节： 调试方法： 软件断点与单步执行： 在IDE中使用调试器进行代码调试。 逻辑分析仪： 分析通信协议的时序和数据。 示波器： 观察信号波形，分析硬件电路问题。 串口打印调试： 利用串口输出调试信息，快速定位问题。 嵌入式系统常见的故障排查： 硬件故障： 电源问题、连接不良、元器件损坏等。 软件故障： 死机、意外重启、数据错误、资源泄露等。 集成问题： 硬件与软件不匹配、驱动不兼容等。 单元测试与集成测试： 如何为嵌入式代码编写测试用例，保证代码质量。 系统级测试： 模拟真实应用场景，对整个系统进行测试。 我们将结合前面章节的实例，演示如何运用各种调试工具和方法来解决实际开发中遇到的棘手问题。 第八部分：综合项目实战与未来展望 本书的最后部分将通过几个具有代表性的综合项目，将前面学到的知识融会贯通。这些项目将涵盖不同领域的应用，例如： 智能家居设备： 例如，一个通过Wi-Fi远程控制的智能灯具，或者一个能监测室内环境并自动调节的智能温控器。 简易机器人： 例如，一个能够避障并能够通过蓝牙遥控的移动机器人。 数据采集与可视化平台： 例如，一个能够采集多路传感器数据，并实时上传到云端进行可视化展示的系统。 这些项目将引导读者经历从需求分析、系统设计、硬件选型、软件开发、调试测试到最终实现的完整流程。在项目介绍的同时，还会探讨一些进阶的主题，如低功耗设计、嵌入式安全、固件更新（OTA）等，为读者未来的深入学习和职业发展指明方向。 三、学习方法建议 本书的设计旨在提供一个结构化且实践导向的学习路径。建议读者按照章节顺序进行学习，每个章节的理论知识都应伴随相应的动手实践。 1. 理论先行，实践紧随： 阅读每一章节的理论部分，理解核心概念。然后立即进入动手实践环节，亲手编写代码、连接电路、运行程序。 2. 勤于思考，勇于探索： 在遇到问题时，不要急于查找现成答案。尝试自己分析原因，查阅相关资料，这才是提升解决问题能力的关键。 3. 模块化学习，逐步深入： 本书的章节和项目都具有一定的独立性，但又相互关联。您可以根据自己的兴趣和需求，选择性地深入学习某个特定主题。 4. 代码是最好的老师： 仔细阅读并理解书中的代码示例，尝试修改和扩展它们，加入自己的想法。 5. 文档与社区是你的朋友： 遇到技术难题时，学会查阅芯片手册、开发板文档和在线技术社区。 四、结语 《嵌入式系统设计与实践：从理论到应用》旨在为您打开一扇通往嵌入式世界的大门。通过扎实的理论学习和丰富的实践项目，我们相信您将能够掌握嵌入式系统设计的核心技能，并在这个充满活力和机遇的领域中，创造出属于自己的精彩。愿您在学习过程中，发现嵌入式系统设计的乐趣与魅力！

评分☆☆☆☆☆

从书的内容来看，作者在讲解Arduino基础概念时，并没有直接进入复杂的技术细节，而是循序渐进，用通俗易懂的语言解释了各个核心组件的功能和工作原理。例如，在介绍数字输入输出时，书中不仅给出了代码示例，还配有非常生动形象的电路图，甚至还包含了对不同元器件（如LED、按钮）的物理特性和连接方式的细致说明。这对于我这样动手能力相对薄弱的读者来说，简直是福音。而且，书中提供的实训项目也都非常有实际意义，从简单的LED闪烁到更复杂的传感器数据采集和控制，每一个项目都紧密联系着前一章的知识点，形成了一个完整的学习闭环。

评分☆☆☆☆☆

对于那些追求更高级应用和项目创新的读者，这本书同样提供了丰富的素材和思路。书中有一章节专门探讨了如何将Arduino与其他物联网平台（如ESP8266、Raspberry Pi）进行集成，实现更复杂的网络通信和数据交互。我特别喜欢其中关于智能家居控制的案例，它演示了如何利用Arduino构建一个简单的智能灯光控制系统，并通过手机App进行远程操控。这种结合了硬件与软件、物理世界与数字世界的项目，极大地激发了我学习的兴趣和探索的欲望。书中提供的详细步骤和调试技巧，也大大降低了我们实现这些高级应用的门槛。

评分☆☆☆☆☆

这本书在实训项目的设置上，我个人觉得非常有深度和广度。它并没有止步于基础的IO操作，而是涉及到了更加多元化的应用场景。例如，书中详细阐述了如何利用PWM（脉冲宽度调制）技术实现电机速度的精确控制，还指导读者如何通过I2C和SPI等通信协议连接各种传感器，如温湿度传感器、加速度计、陀螺仪等。我印象最深刻的是关于步进电机控制的部分，书中不仅提供了驱动步进电机的代码，还详细解释了步进电机的运动原理以及如何通过改变脉冲序列来实现精确的定位。这些内容对于想要深入理解Arduino在机器人、自动化控制等领域应用的读者来说，提供了非常宝贵的指导。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计相当朴实，封面上“Arduino应用技能实训”几个字醒目而直观，旁边配以经典的Arduino Uno开发板的插画，让人一眼就能明白这是一本关于Arduino实操训练的书籍。我个人对于这种风格的书籍一直抱有好感，因为它们往往意味着内容的扎实和侧重实践，而不是空泛的理论堆砌。我拿到这本书后，迫不及待地翻开，首先吸引我的是它排版布局的清晰。每一章的标题都非常明确，内容模块划分也很细致，这对于初学者来说至关重要，可以帮助我们快速定位到自己感兴趣或需要学习的部分。

评分☆☆☆☆☆

总的来说，这本书给我最大的感受就是它的“实训”二字名副其实。它不仅仅是一本讲解Arduino知识的书，更是一本教会我们如何将知识转化为实际应用的指南。书中的每一个章节都像是搭建一个项目的基础，而最终的实训项目则是将这些基础一步步巩固和提升。即使是我这样已经接触过Arduino一段时间的读者，在阅读这本书时，也依然能从中获得很多新的启发和实用的技巧。对于想要快速掌握Arduino开发技能，并且希望能够独立完成各种创意项目的朋友们，这本书无疑是一个非常值得推荐的选择。