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第1部分 Arduino的基本知识2

第1章 Arduino的简介2

1.1 Atmel AVR3

1.2 Arduino项目4

1.3 ATmega5

1.3.1 ATmega系列5

1.3.2 ATtiny系列6

1.3.3 其他系列6

1.4 不同的Arduino6

1.4.1 Arduino Uno7

1.4.2 Arduino Leonardo7

1.4.3 Arduino Ethernet8

1.4.4 Arduino Mega 25608

1.4.5 Arduino Mini9

1.4.6 Arduino Micro9

1.4.7 Arduino Due9

1.4.8 LilyPad Arduino10

1.4.9 Arduino Pro10

1.4.10 Arduino Robot11

1.4.11 Arduino Esplora11

1.4.12 Arduino Yún12

1.4.13 Arduino Tre12

1.4.14 Arduino Zero12

1.4.15 你自己的Arduino13

1.5 扩展板13

1.5.1 什么是扩展板13

1.5.2 不同的扩展板14

1.5.3 Arduino电动机扩展板14

1.5.4 Arduino无线SD扩展板14

1.5.5 Arduino以太网扩展板14

1.5.6 Arduino WiFi扩展板14

1.5.7 Arduino GSM扩展板14

1.5.8 你自己的扩展板15

1.6 你能用Arduino做什么15

1.7 你需要为本书准备什么15

1.8 小结16

第2章 Arduino编程17

2.1 安装环境17

2.1.1 下载软件18

2.1.2 运行软件19

2.1.3 使用自己的IDE20

2.2 你的第一个程序20

2.3 理解你的程序24

2.4 编程基础26

2.4.1 变量和数据类型26

2.4.2 控制结构27

2.4.3 函数30

2.4.4 库31

2.5 小结31

第3章 电子基础32

3.1 电子入门32

3.2 电压、电流和电阻33

3.2.1 电压33

3.2.2 电流34

3.2.3 电阻34

3.3 基本元器件35

3.3.1 电阻35

3.3.2 电容37

3.3.3 二极管37

3.3.4 发光二极管38

3.3.5 晶体管38

3.4 面包板39

3.5 输入和输出40

3.6 连接发光二极管40

3.6.1 计算40

3.6.2 软件41

3.6.3 硬件41

3.6.4 接下来呢42

3.7 小结42

第2部分 标准程序库44

第4章 Arduino语言44

4.1 I/O函数44

4.1.1 数字I/O44

4.1.2 模拟I/O45

4.1.3 生成音调46

4.1.4 读取脉冲47

4.2 时间函数47

4.2.1 delay（）48

4.2.2 delayMicroseconds（）48

4.2.3 millis（）48

4.2.4 micros（）48

4.3 数学函数49

4.3.1 min（）49

4.3.2 max（）49

4.3.3 constrain（）49

4.3.4 abs（）50

4.3.5 map（）50

4.3.6 pow（）50

4.3.7 sqrt（）51

4.3.8 random（）51

4.4 三角函数51

4.4.1 sin（）52

4.4.2 cos（）52

4.4.3 tan（）52

4.4.4 常量52

4.5 中断52

4.5.1 attachInterrupt（）53

4.5.2 detachInterrupt（）53

4.5.3 noInterrupt（）54

4.5.4 interrupts（）54

4.6 小结54

第5章 串口通信55

5.1 串口通信的简介55

5.2 UART通信56

5.2.1 波特率57

5.2.2 数据位58

5.2.3 奇偶校验位58

5.2.4 停止位58

5.3 调试和输出58

5.4 启动一个串行连接59

5.5 写数据60

5.5.1 发送文本60

5.5.2 发送数据62

5.6 读数据62

5.6.1 开始通信62

5.6.2 是否阻塞63

5.6.3 读取一个字节63

5.6.4 读取多个字节63

5.6.5 数据预览64

5.6.6 解析数据64

5.6.7 清除65

5.7 示例编程65

5.8 软件串口68

5.9 小结69

第6章 EEPROM70

6.1 EEPROM的简介70

6.2 Arduino上的不同存储器71

6.3 EEPROM库72

6.3.1 读取和写入字节72

6.3.2 读取和写入位73

6.3.3 读取和写入字符串75

6.3.4 读取和写入其他值75

6.3.5 示例程序76

6.4 准备EEPROM存储80

6.5 扩展非易失性存储器80

6.6 小结81

第7章 SPI82

7.1 SPI的简介82

7.2 SPI总线83

7.2.1 与RS-232比较83

7.2.2 配置83

7.2.3 通信84

7.3 Arduino SPI84

7.4 SPI库85

7.5 Arduino Due上的SPI87

7.6 示例程序88

7.6.1 硬件89

7.6.2 程序90

7.6.3 练习93

7.7 小结93

第8章 Wire94

8.1 Wire的简介94

8.2 连接I2C95

8.3 I2C协议95

8.3.1 地址95

8.3.2 通信96

8.4 进行通信97

8.4.1 主机通信98

8.4.2 从机通信99

8.5 陷阱和缺陷104

8.5.1 不同电压104

8.5.2 总线速率105

8.5.3 I2C扩展板105

8.6 小结105

第9章 Ethernet106

9.1 以太网的简介106

9.2 以太网107

9.2.1 以太网电缆107

9.2.2 交换机和集线器107

9.2.3 以太网供电108

9.3 TCP/IP108

9.3.1 MAC地址108

9.3.2 IP地址108

9.3.3 DNS109

9.3.4 端口109

9.4 Arduino上的以太网109

9.4.1 导入Ethernet库110

9.4.2 开始构建以太网110

9.5 Arduino作为客户端112

9.5.1 发送和接收数据113

9.5.2 示例程序115

9.5.3 Arduino作为服务器117

9.5.4 示例程序118

9.6 小结120

第10章 WiFi121

10.1 引言121

10.2 WiFi协议122

10.2.1 拓扑122

10.2.2 网络参数123

10.3 Arduino WiFi124

10.3.1 导入库124

10.3.2 初始化125

10.3.3 状态125

10.3.4 扫描网络126

10.3.5 连接和配置127

10.3.6 无线客户端128

10.3.7 无线服务器128

10.4 示例应用129

10.4.1 硬件130

10.4.2 程序130

10.4.3 练习136

10.5 小结137

第11章 LiquidCrystal138

11.1 引言138

11.2 LiquidCrystal库140

11.2.1 写入文本141

11.2.2 光标命令141

11.2.3 文本方向142

11.2.4 滚动142

11.2.5 自定义文本143

11.3 示例程序144

11.3.1 硬件145

11.3.2 软件145

11.3.3 练习148

11.4 小结148

第12章 SD149

12.1 引言149

12.2 SD卡151

12.2.1 容量152

12.2.2 速率153

12.3 在Arduino中使用SD卡153

12.3.1 公认的SD卡153

12.3.2 限制154

12.4 SD库154

12.4.1 导入库154

12.4.2 连接SD卡154

12.4.3 打开和关闭文件155

12.4.4 读取和写入文件155

12.4.5 文件操作157

12.4.6 SD卡操作157

12.4.7 高级用法158

12.5 示例程序158

12.6 小结161

第13章 TFT162

13.1 引言162

13.2 技术163

13.3 TFT库164

13.3.1 初始化164

13.3.2 屏幕准备165

13.3.3 文本操作165

13.3.4 基本图形166

13.3.5 上色167

13.3.6 图形图像167

13.4 示例程序168

13.4.1 硬件168

13.4.2 程序169

13.4.3 练习173

13.5 小结173

第14章 Servo174

14.1 伺服电动机的简介174

14.2 控制伺服电动机175

14.2.1 连接伺服电动机175

14.2.2 转动伺服电动机176

14.2.3 断开177

14.2.4 准确性与安全性177

14.3 示例程序177

14.3.1 电路图179

14.3.2 程序179

14.3.3 练习180

14.4 小结181

第15章 Stepper182

15.1 电动机的简介182

15.2 控制步进电动机183

15.2.1 硬件183

15.2.2 单极性与双极性步进电动机183

15.3 Stepper库184

15.4 示例项目184

15.4.1 硬件185

15.4.2 程序185

15.5 小结186

第16章 Firmata187

16.1 Firmata的简介187

16.2 Firmata库188

16.2.1 发送消息188

16.2.2 接收消息189

16.2.3 回调189

16.2.4 SysEx191

16.3 示例程序192

16.4 小结194

第17章 GSM195

17.1 全球移动通信系统（GSM）的简介195

17.2 移动数据网络196

17.2.1 GSM196

17.2.2 3G197

17.2.3 4G和未来197

17.2.4 调制解调器197

17.3 Arduino和GSM198

17.4 Arduino GSM库199

17.4.1 GSM类200

17.4.2 SMS类201

17.4.3 VoiceCall类202

17.4.4 GPRS204

17.4.5 Modem205

17.5 应用示例205

17.6 小结209

第3部分 特殊设备程序库211

第18章 Audio211

18.1 音频的简介211

18.2 数字语音文件212

18.3 Arduino上的音乐213

18.4 Arduino Due213

18.4.1 数-模转换器214

18.4.2 数字音频到模拟音频214

18.4.3 创建数字音频214

18.4.4 存储数字音频215

18.4.5 播放数字音频215

18.5 示例程序216

18.5.1 硬件217

18.5.2 程序218

18.5.3 练习221

18.6 小结221

第19章 Scheduler222

19.1 调度器的简介222

19.2 Arduino多任务224

19.3 调度224

19.3.1 多任务合作225

19.3.2 非合作函数227

19.4 示例程序228

19.4.1 硬件229

19.4.2 程序231

19.4.3 练习233

19.5 小结234

第20章 USBHost235

20.1 USBHost的简介235

20.2 USB协议236

20.3 USB设备237

20.3.1 键盘237

20.3.2 鼠标238

20.3.3 集线器238

20.4 Arduino Due238

20.5 USBHost库239

20.5.1 键盘240

20.5.2 鼠标241

20.6 示例程序242

20.6.1 硬件243

20.6.2 源代码243

20.7 小结245

第21章 Esplora246

21.1 Esplora的简介246

21.2 Arduino Esplora库247

21.2.1 RGB LED247

21.2.2 传感器248

21.2.3 按键249

21.2.4 蜂鸣器250

21.2.5 TinkerKit250

21.2.6 LCD模块251

21.3 示例程序和练习251

21.4 小结253

第22章 Robot254

22.1 Robot库的简介255

22.2 Arduino机器人256

22.3 Robot库257

22.3.1 控制板257

22.3.2 电动机板263

22.4 示例程序和练习264

22.5 小结266

第23章 Bridge267

23.1 Bridge库的简介267

23.2 Bridge268

23.2.1 Process269

23.2.2 FileIO271

23.2.3 YunServer272

23.2.4 YunClient273

23.3 示例应用程序273

23.3.1 硬件273

23.3.2 程序273

23.3.3 练习277

23.4 小结277

第4部分 用户程序库和扩展板279

第24章 导入第三方库279

24.1 库279

24.1.1 查找库280

24.1.2 导入一个库280

24.1.3 使用扩展库282

24.2 示例应用程序284

24.3 练习288

24.4 小结288

第25章 创建你自己的扩展板289

25.1 创建一个扩展板289

25.1.1 想法289

25.1.2 必备硬件290

25.1.3 必备软件290

25.2 你的第一个扩展板291

25.2.1 第1步：面包板292

25.2.2 第2步：原理图294

25.2.3 第3步：PCB296

25.3 小结297

第26章 创建你自己的库298

26.1 库298

26.1.1 库基础298

26.1.2 初级库298

26.1.3 高级库302

26.1.4 添加注释305

26.1.5 添加示例306

26.1.6 须知306

26.1.7 编码风格307

26.1.8 发布你的库308

26.1.9 闭源库308

26.2 示例库308

26.2.1 库308

26.2.2 示例314

26.2.3 须知316

26.2.4 收尾317

26.3 小结317