正版新书]基于Arduino的嵌入式系统入门与实践/李兰英 韩剑辉 周

章相关基础知识概述1

1．1嵌入式系统概述1

1．2Arduino概述3

1．2．1Arduino是什么3

1．2．2Arduino开发板分类4

1．3电子设计基础5

1．3．1电源和USB数据线5

1．3．2电路中信号的分类6

1．3．3常用元件简介6

1．3．4万用表9

1．3．5杜邦线9

1．3．6面包板10

1．3．7Arduino扩展板10

1．3．8模块11

1．4本章小结12

第2章Arduino软硬件开发基础13

2．1Arduino开发板13

2．1．1ArduinoUNO13

2．1．2ArduinoMega256017

2．2Arduino软件开发环境IDE20

2．2．1IDE搭建20

2．2．2IDE详述24

2．2．3IDE的文件目录结构29

2．3Arduino软件开发流程30

2．4本章小结32

第3章Arduino编程33

3．1函数33

3．1．1时间函数33

3．1．2数学函数35

3．1．3字符函数38

3．1．4随机函数40

3．1．5位和字节函数41

3．1．6stream42

3．2常量和数据类型42

3．2．1常量42

3．2．2数据类型转换函数44

3．2．3变量数据类型45

3．3程序结构52

3．4控制语句53

3．4．1break语句53

3．4．2continue语句53

3．4．3do．．．while语句54

3．4．4while语句54

3．4．5if语句54

3．4．6if．．．else语句55

3．4．7for语句56

3．4．8goto语句57

3．4．9return语句58

3．4．10switch．．．case语句58

3．4．11其他语句和符号59

3．5运算符61

3．5．1算术运算符61

3．5．2关系运算符64

3．5．3逻辑运算符66

3．5．4位运算符67

3．5．5复合运算符70

3．5．6指针操作符74

3．6类库74

3．7自定义类库76

3．8本章小结81

第4章Arduino板的接口及其应用82

4．1数字接口及其应用82

4．1．1数字接口概述82

4．1．2数字I/O接口的封装函数83

4．1．3数字I/O接口的应用86

4．2模拟接口及其应用87

4．2．1模拟接口概述87

4．2．2模拟I/O接口的封装函数88

4．2．3模拟I/O接口的应用90

4．3串行通信接口及其应用90

4．3．1串行通信接口概述91

4．3．2串行通信接口的类库函数91

4．3．3串行通信接口的应用98

4．4I2C总线接口及应用100

4．4．1I2C总线概述100

4．4．2I2C总线的类库函数100

4．4．3I2C总线接口的应用103

4．5SPI接口及应用110

4．5．1SPI概述110

4．5．2SPI的类库函数112

4．5．3SPI接口的应用114

4．6外部中断接口及应用116

4．6．1外部中断概述116

4．6．2外部中断的函数118

4．6．3外部中断的应用119

4．7定时中断接口及其应用120

4．7．1定时中断概述120

4．7．2定时中断的类库函数120

4．7．3定时中断的应用121

4．8软件串口及其应用121

4．8．1软件串口概述121

4．8．2软件串口的类库函数122

4．8．3软件串口的应用125

4．9EEPROM及其应用128

4．9．1EEPROM概述128

4．9．2EEPROM的类库函数128

4．9．3EEPROM的应用132

4．10本章小结133

第5章Arduino人机界面及接口技术134

5．1Arduino与按键的接口技术134

5．1．1独立按键接口134

5．1．2矩阵按键接口137

5．1．3模拟量按键接口140

5．2Arduino与红外遥控器的接口技术142

5．2．1红外遥控器的工作原理143

5．2．2红外遥控器的类库函数144

5．2．3红外遥控器的应用实例145

5．3Arduino与数码管显示器的接口技术147

5．3．1数码管显示原理147

5．3．2数码管静态显示控制技术149

5．3．3数码管动态显示控制技术150

5．3．4数码管串行控制技术151

5．4Arduino与LED灯点阵模块的接口技术154

5．4．1LED灯点阵模块原理154

5．4．2LED灯点阵模块串行控制技术155

5．4．3LED灯点阵模块的应用实例157

5．5Arduino与LCD的接口技术158

5．5．1LCD的分类及特点158

5．5．2LCD1602模块概述158

5．5．3LCD1602的类库函数162

5．5．4LCD1602模块的应用实例166

5．5．5LCD串行控制接口技术167

5．6Arduino与语音模块的接口技术168

5．6．1语音识别模块概述168

5．6．2语音识别模块的类库函数169

5．6．3语音识别模块的应用实例171

5．6．4语音合成模块概述172

5．6．5语音合成模块的类库函数173

5．6．6语音合成模块的应用实例177

5．7本章小结178

第6章Arduino开发板常用模块及其应用179

6．1超声波测距179

6．1．1HC-SR04概述179

6．1．2HC-SR04的类库函数180

6．1．3HC-SR04的应用实例181

6．2蜂鸣器182

6．2．1蜂鸣器概述183

6．2．2蜂鸣器的应用实例183

6．3温湿度传感器187

6．3．1DHT11概述187

6．3．2DHT11的类库函数189

6．3．3DHT11的应用实例189

6．4直流电机192

6．4．1直流电机的调速原理192

6．4．2电位器和霍尔开关元件简介192

6．4．3直流电机转速控制及测量实例194

6．5步进电机196

6．5．1步进电机概述197

6．5．2步进电机的类库函数200

6．5．3步进电机的应用实例201

6．6舵机204

6．6．1舵机概述205

6．6．2舵机的类库函数205

6．6．3舵机的应用实例207

6．7SD卡读写模块209

6．7．1SD卡读写模块概述210

6．7．2SD卡的类库函数211

6．7．3SD卡读写模块的应用实例217

6．8RFID模块221

6．8．1RFID模块概述221

6．8．2RFID的类库函数222

6．8．3RFID模块的应用实例223

6．9日历时钟226

6．9．1日历时钟芯片PCF8563概述226

6．9．2PCF8563的应用实例227

6．10三色LED灯232

6．10．1三色LED灯概述232

6．10．2三色LED灯的应用实例232

6．11灰尘传感器235

6．11．1灰尘传感器GP2Y10概述235

6．11．2灰尘传感器的应用实例236

6．12颜色传感器237

6．12．1颜色传感器概述237

6．12．2颜色传感器的应用实例239

6．13水位传感器245

6．13．1水位传感器概述245

6．13．2水位传感器的应用实例245

6．14气体传感器246

6．14．1气体传感器模块概述246

6．14．2MQ-2烟雾传感器的测试实例247

6．15火焰传感器249

6．15．1火焰传感器模块概述249

6．15．2火焰传感器的测试实例249

6．16红外光电开关传感器251

6．16．1红外光电开关模块概述251

6．16．2红外光电开关模块的测试实例252

6．17红外人体感应传感器252

6．17．1红外人体感应模块概述252

6．17．2红外人体感应模块的测试实例254

6．18温度传感器DS18B20255

6．18．1单总线协议概述255

6．18．2OneWare的类库函数257

6．18．3DS18B20的应用实例259

6．19心率传感器262

6．19．1心率采集模块概述263

6．19．2心率采集模块的应用实例265

6．20空间运动传感器268

6．20．1陀螺仪和加速度传感器概述268

6．20．2MPU-6050的类库函数270

6．20．3卡尔曼滤波275

6．21继电器277

6．21．1继电器概述277

6．21．2继电器的应用实例278

6．22本章小结280

第7章Arduino常用通信模块及其应用281

7．1蓝牙通信模块281

7．1．1蓝牙串口模块概述281

7．1．2蓝牙串口模块HC-05282

7．1．3蓝牙模块的应用实例288

7．2ZigBee通信模块291

7．2．1XBee模块概述291

7．2．2XBee模块的通信模式293

7．2．3ZigBee网络设备类型293

7．2．4XBee模块的参数配置294

7．2．5API的帧格式测试296

7．2．6Arduino与XBee模块的接口及其应用298

7．3Wi-Fi通信模块304

7．3．1Wi-Fi通信模块概述304

7．3．2ESP-01S模块的参数配置304

7．3．3Onenet云平台简介310

7．3．4Wi-Fi模块的类库函数311

7．3．5Arduino与Wi-Fi模块的接口及应用312

7．4GSM/GPRS通信模块317

7．4．1GSM/GPRS模块概述317

7．4．2GSM/GPRS模块的调试及参数设置318

7．4．3Arduino与GSM/GPRS模块的接口及其应用321

7．5GPS定位模块325

7．5．1GPS定位模块概述325

7．5．2Arduino与GPS定位模块的接口及其应用326

7．6nRF24L01通信模块331

7．6．1nRF24L01通信模块概述332

7．6．2nRF24L01通信模块的类库函数333

7．6．3Arduino与nRF24L01模块的接口及应用336

7．7本章小结338

第8章Arduino嵌入式系统综合应用339

8．1倒车雷达339

8．1．1系统总体设计339

8．1．2系统硬件设计339

8．1．3系统软件设计340

8．2门禁系统342

8．2．1系统总体设计342

8．2．2系统硬件设计342

8．2．3系统软件设计343

8．3遥控小车346

8．3．1系统总体设计346

8．3．2系统硬件设计347

8．3．3系统软件设计348

8．4智能家居系统351

8．4．1系统总体设计351

8．4．2系统硬件设计353

8．4．3系统软件设计353

8．5MP3播放器363

8．5．1MP3音乐播放原理364

8．5．2MP3播放的类库函数365

8．5．3MP3播放器的设计366

8．6万年历373

8．6．1系统总体设计373

8．6．2系统硬件设计373

8．6．3PCF8563的类库函数374

8．6．4系统软件设计375

8．7本章小结380

李兰英，哈尔滨理工大学计算机科学与技术学院教授，出版过多本教材，如《8098原理及应用》（第二主编） 哈尔滨工业大学出版社、《Nios II嵌入式软核SOPC设计原理及应用》（主编） 北京航空航天出版社、《单片机原理及应用》（参编）电子工业出版社，参与编写的教材被多所学校使用。

1．基于简单易用的Arduino开源平台，从嵌入式系统设计的角度讲解Arduino应用系统设计技术，将嵌入式系统相关概念和基础知识融入应用。
2．结合10余年来大学生电子竞赛和物联网大赛经验，3年来30套Arduino基础实验平台+15套Arduino物联网实验平台自制设备投入实验和实践教学经验，包括Arduino外设模块近30种应用实例，以及多个基于Arduino的物联网应用系统实例。
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