第1章 相關基礎知識概述 1
1.1　嵌入式系統概述　1
1.2　Arduino概述　3
1.2.1　Arduino是什么　3
1.2.2　Arduino開發板分類　4
1.3　電子設計基礎　5
1.3.1　電源和USB數據線　5
1.3.2　電路中信號的分類　6
1.3.3　常用元件簡介　6
1.3.4　萬用表　9
1.3.5　杜邦線　9
1.3.6　面包板　10
1.3.7　Arduino擴展板　10
1.3.8　模塊　11
1.4　本章小結　12
第2章　Arduino軟硬件開發基礎　13
2.1　Arduino開發板　13
2.1.1　Arduino UNO　13
2.1.2　Arduino Mega 2560　17
2.2　Arduino軟件開發環境IDE　20
2.2.1　IDE搭建　20
2.2.2　IDE詳述　24
2.2.3　IDE的文件目錄結構　29
2.3　Arduino軟件開發流程　30
2.4　本章小結　32
第3章　Arduino編程　33
3.1　函數　33
3.1.1　時間函數　33
3.1.2　數學函數　35
3.1.3　字符函數　38
3.1.4　隨機函數　40
3.1.5　位和字節函數　41
3.1.6　stream　42
3.2　常量和數據類型　42
3.2.1　常量　42
3.2.2　數據類型轉換函數　44
3.2.3　變量數據類型　45
3.3　程序結構　52
3.4　控制語句　53
3.4.1　break語句　53
3.4.2　continue語句　53
3.4.3　do...while語句　54
3.4.4　while語句　54
3.4.5　if語句　54
3.4.6　if...else語句　55
3.4.7　for語句　56
3.4.8　goto語句　57
3.4.9　return語句　58
3.4.10　switch...case語句　58
3.4.11　其他語句和符號　59
3.5　運算符　61
3.5.1　算術運算符　61
3.5.2　關系運算符　64
3.5.3　邏輯運算符　66
3.5.4　位運算符　67
3.5.5　復合運算符　70
3.5.6　指針操作符　74
3.6　類庫　74
3.7　自定義類庫　76
3.8　本章小結　81
第4章　Arduino板的接口及其應用　82
4.1　數字接口及其應用　82
4.1.1　數字接口概述　82
4.1.2　數字I/O接口的封裝函數　83
4.1.3　數字I/O接口的應用　86
4.2　模擬接口及其應用　87
4.2.1　模擬接口概述　87
4.2.2　模擬I/O接口的封裝函數　88
4.2.3　模擬I/O接口的應用　90
4.3　串行通信接口及其應用　90
4.3.1　串行通信接口概述　91
4.3.2　串行通信接口的類庫函數　91
4.3.3　串行通信接口的應用　98
4.4　I2C總線接口及應用　100
4.4.1　I2C總線概述　100
4.4.2　I2C總線的類庫函數　100
4.4.3　I2C總線接口的應用　103
4.5　SPI接口及應用　110
4.5.1　SPI概述　110
4.5.2　SPI的類庫函數　112
4.5.3　SPI接口的應用　114
4.6　外部中斷接口及應用　116
4.6.1　外部中斷概述　116
4.6.2　外部中斷的函數　118
4.6.3　外部中斷的應用　119
4.7　定時中斷接口及其應用　120
4.7.1　定時中斷概述　120
4.7.2　定時中斷的類庫函數　120
4.7.3　定時中斷的應用　121
4.8　軟件串口及其應用　121
4.8.1　軟件串口概述　121
4.8.2　軟件串口的類庫函數　122
4.8.3　軟件串口的應用　125
4.9　EEPROM及其應用　128
4.9.1　EEPROM概述　128
4.9.2　EEPROM的類庫函數　128
4.9.3　EEPROM的應用　132
4.10　本章小結　133
第5章　Arduino人機界面及接口技術　134
5.1　Arduino與按鍵的接口技術　134
5.1.1　獨立按鍵接口　134
5.1.2　矩陣按鍵接口　137
5.1.3　模擬量按鍵接口　140
5.2　Arduino與紅外遙控器的接口技術　142
5.2.1　紅外遙控器的工作原理　143
5.2.2　紅外遙控器的類庫函數　144
5.2.3　紅外遙控器的應用實例　145
5.3　Arduino與數碼管顯示器的接口技術　147
5.3.1　數碼管顯示原理　147
5.3.2　數碼管靜態顯示控制技術　149
5.3.3　數碼管動態顯示控制技術　150
5.3.4　數碼管串行控制技術　151
5.4　Arduino與LED燈點陣模塊的接口技術　154
5.4.1　LED燈點陣模塊原理　154
5.4.2　LED燈點陣模塊串行控制技術　155
5.4.3　LED燈點陣模塊的應用實例　157
5.5　Arduino與LCD的接口技術　158
5.5.1　LCD的分類及特點　158
5.5.2　LCD1602模塊概述　158
5.5.3　LCD1602的類庫函數　162
5.5.4　LCD1602模塊的應用實例　166
5.5.5　LCD串行控制接口技術　167
5.6　Arduino與語音模塊的接口技術　168
5.6.1　語音識別模塊概述　168
5.6.2　語音識別模塊的類庫函數　169
5.6.3　語音識別模塊的應用實例　171
5.6.4　語音合成模塊概述　172
5.6.5　語音合成模塊的類庫函數　173
5.6.6　語音合成模塊的應用實例　177
5.7　本章小結　178
第6章　Arduino開發板常用模塊及其應用　179
6.1　超聲波測距　179
6.1.1　HC-SR04概述　179
6.1.2　HC-SR04的類庫函數　180
6.1.3　HC-SR04的應用實例　181
6.2　蜂鳴器　182
6.2.1　蜂鳴器概述　183
6.2.2　蜂鳴器的應用實例　183
6.3　溫濕度傳感器　187
6.3.1　DHT11概述　187
6.3.2　DHT11的類庫函數　189
6.3.3　DHT11的應用實例　189
6.4　直流電機　192
6.4.1　直流電機的調速原理　192
6.4.2　電位器和霍爾開關元件簡介　192
6.4.3　直流電機轉速控制及測量實例　194
6.5　步進電機　196
6.5.1　步進電機概述　197
6.5.2　步進電機的類庫函數　200
6.5.3　步進電機的應用實例　201
6.6　舵機　204
6.6.1　舵機概述　205
6.6.2　舵機的類庫函數　205
6.6.3　舵機的應用實例　207
6.7　SD卡讀寫模塊　209
6.7.1　SD卡讀寫模塊概述　210
6.7.2　SD卡的類庫函數　211
6.7.3　SD卡讀寫模塊的應用實例　217
6.8　RFID模塊　221
6.8.1　RFID模塊概述　221
6.8.2　RFID的類庫函數　222
6.8.3　RFID模塊的應用實例　223
6.9　日歷時鐘　226
6.9.1　日歷時鐘芯片PCF8563概述　226
6.9.2　PCF8563的應用實例　227
6.10　三色LED燈　232
6.10.1　三色LED燈概述　232
6.10.2　三色LED燈的應用實例　232
6.11　灰塵傳感器　235
6.11.1　灰塵傳感器GP2Y10概述　235
6.11.2　灰塵傳感器的應用實例　236
6.12　顏色傳感器　237
6.12.1　顏色傳感器概述　237
6.12.2　顏色傳感器的應用實例　239
6.13　水位傳感器　245
6.13.1　水位傳感器概述　245
6.13.2　水位傳感器的應用實例　245
6.14　氣體傳感器　246
6.14.1　氣體傳感器模塊概述　246
6.14.2　MQ-2煙霧傳感器的測試實例　247
6.15　火焰傳感器　249
6.15.1　火焰傳感器模塊概述　249
6.15.2　火焰傳感器的測試實例　249
6.16　紅外光電開關傳感器　251
6.16.1　紅外光電開關模塊概述　251
6.16.2　紅外光電開關模塊的測試實例　252
6.17　紅外人體感應傳感器　252
6.17.1　紅外人體感應模塊概述　252
6.17.2　紅外人體感應模塊的測試實例　254
6.18　溫度傳感器DS18B20　255
6.18.1　單總線協議概述　255
6.18.2　OneWare的類庫函數　257
6.18.3　DS18B20的應用實例　259
6.19　心率傳感器　262
6.19.1　心率采集模塊概述　263
6.19.2　心率采集模塊的應用實例　265
6.20　空間運動傳感器　268
6.20.1　陀螺儀和加速度傳感器概述　268
6.20.2　MPU-6050的類庫函數　270
6.20.3　卡爾曼濾波　275
6.21　繼電器　277
6.21.1　繼電器概述　277
6.21.2　繼電器的應用實例　278
6.22　本章小結　280
第7章　Arduino常用通信模塊及其應用　281
7.1　藍牙通信模塊　281
7.1.1　藍牙串口模塊概述　281
7.1.2　藍牙串口模塊HC-05　282
7.1.3　藍牙模塊的應用實例　288
7.2　ZigBee通信模塊　291
7.2.1　XBee模塊概述　291
7.2.2　XBee模塊的通信模式　293
7.2.3　ZigBee網絡設備類型　293
7.2.4　XBee模塊的參數配置　294
7.2.5　API的幀格式測試　296
7.2.6　Arduino與XBee模塊的接口及其應用　298
7.3　Wi-Fi通信模塊　304
7.3.1　Wi-Fi通信模塊概述　304
7.3.2　ESP-01S模塊的參數配置　304
7.3.3　Onenet云平臺簡介　310
7.3.4　Wi-Fi模塊的類庫函數　311
7.3.5　Arduino與Wi-Fi模塊的接口及應用　312
7.4　GSM/GPRS通信模塊　317
7.4.1　GSM/GPRS模塊概述　317
7.4.2　GSM/GPRS模塊的調試及參數設置　318
7.4.3　Arduino與GSM/GPRS模塊的接口及其應用　321
7.5　GPS定位模塊　325
7.5.1　GPS定位模塊概述　325
7.5.2　Arduino與GPS定位模塊的接口及其應用　326
7.6　nRF24L01通信模塊　331
7.6.1　nRF24L01通信模塊概述　332
7.6.2　nRF24L01通信模塊的類庫函數　333
7.6.3　Arduino與nRF24L01模塊的接口及應用　336
7.7　本章小結　338
第8章　Arduino嵌入式系統綜合應用　339
8.1　倒車雷達　339
8.1.1　系統總體設計　339
8.1.2　系統硬件設計　339
8.1.3　系統軟件設計　340
8.2　門禁系統　342
8.2.1　系統總體設計　342
8.2.2　系統硬件設計　342
8.2.3　系統軟件設計　343
8.3　遙控小車　346
8.3.1　系統總體設計　346
8.3.2　系統硬件設計　347
8.3.3　系統軟件設計　348
8.4　智能家居系統　351
8.4.1　系統總體設計　351
8.4.2　系統硬件設計　353
8.4.3　系統軟件設計　353
8.5　MP3播放器　363
8.5.1　MP3音樂播放原理　364
8.5.2　MP3播放的類庫函數　365
8.5.3　MP3播放器的設計　366
8.6　萬年歷　373
8.6.1　系統總體設計　373
8.6.2　系統硬件設計　373
8.6.3　PCF8563的類庫函數　374
8.6.4　系統軟件設計　375
8.7　本章小結　380