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Arduino單片機高級開發(微課視頻版)

( 簡體 字)
作者:王洪源 陳慕羿 任世卿 付垚類別:1. -> 電腦組織與體系結構 -> 單晶片 -> Arduino
譯者:
出版社:清華大學出版社Arduino單片機高級開發(微課視頻版) 3dWoo書號: 55961
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NT售價: 295

出版日:8/1/2022
頁數:232
光碟數:0
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印刷:黑白印刷語系: ( 簡體 版 )
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(請先登入會員)
ISBN:9787302602804
作者序 | 譯者序 | 前言 | 內容簡介 | 目錄 | 
(簡體書上所述之下載連結耗時費功, 恕不適用在台灣, 若讀者需要請自行嘗試, 恕不保證)
作者序:

譯者序:

前言:

Arduino是一個基于AVR單片機的開放源碼的軟硬件開發平臺,板上的單片機可以通過Arduino的編程語言來編寫程序,編譯成二進制文件,下載進AVR單片機微控制器,實現快速的電子原型開發。
在國外的創新團隊中,
Arduino應用極廣,一些創新團隊組成的公司做應用模型往往都選擇Arduino。越來越多的軟件開發者通過Arduino進入硬件、物聯網等開發領域。在大學里,自動化、通信、機械、材料、化工,甚至藝術專業,也紛紛開設了Arduino相關課程。

國內關于單片機的教材,一般都選用MCSQ51為主要內容,在極其有限的學時內講授單片機的發展史、8051芯片的基本硬件結構、指令系統、簡單的I/O擴展、匯編語言、C51簡介等,全部內容講授下來需要大約50學時。經典的“8051”+“匯編語言”+“接口芯片”因其技術過時,在實際中很少得到應用。現今應用的主流單片機是AVR、ARM、STM32等系列,由于它們的技術復雜性,如果作為教材
又太拘泥于細節,學生難以在100學時內掌握。

國內出版了大量的Arduino參考書,但都側重于產品應用設計。從教材的角度看,缺少對于單片機內部硬件結構、寄存器等的介紹,這樣對單片機內部結構、底層操作機理的了解過于膚淺,無法挖掘單片機的硬件資源潛力來提高產品的性能。

本書將Arduino與經典單片機教學內容結合起來,不但講授Arduino語言、開發參考,而且對高級單片機開發需要
掌握的單片機內部結構、寄存器操作做了較深入的介紹,使讀者既能快速進行應用產品開發,又能深入挖掘AVR ATmega328P單片機的潛力進行高級開發,特別適合高校師生進行教學和應用產品設計參考。
本書與傳統51單片機教程相比,具有如下幾方面的優勢:
通過學習Arduino單片機,可以在學習電子技術基礎、C語言后,就可用 Arduino單片機編寫程序。特別適用于將單片機課程前移到大學第二、三學期,以便學生能夠盡早參加各類電子設計競賽。
Arduino軟硬件完全開放,技術上不做任何保留。復雜的任務可以利用大量的封裝庫來完成,例如寫入SD記憶卡、解析GPS報文、液晶顯示等。在此基礎上進行簡單的修改,即可編寫出比較復雜的程序,完成功能多樣化的作品,特別適合學生進行創新創業訓練。在高起點上進行編程、設計,涉及知識的深度和廣度是學習MCSQ51單片機所遠遠不及的。
相對其他開發板,Arduino及周邊產品相對質優價廉,學習或創作成本低。重要的一點是: 燒錄代碼不需要燒錄器,直接用USB線就可以完成下載。
為了方便讀者學習,本書提供了視頻教學課件和實驗教學視頻教程。本書提供的所有示例程序都已調試通過。另外,還提供了大量的資源文件(包括開源電路圖、數據手冊、庫文件等),這些文件可在清華大學出版社官網本書頁面下載。
本書由沈陽理工大學王洪源教授、陳慕羿副教授、任世卿副教授、付垚高級實驗師擔任編寫工作,靳曉蕾、何婉昀、朱潤馳、袁帥克、王驥、肖懷玉、夏靖坤、馬爾卓等碩士研究生參與了部分內容的編寫、程序調試等工作。
本書得到遼寧省教育廳科學研究項目(LG201932)支持,書中的部分程序示例來源于互聯網,許多作者只是提供了網絡昵稱,故無法署名,在此一并表示感謝。
編者
2022年4月
內容簡介:

由于Arduino 極強的易用和擴展性,也成了眾多電子工程師、手工制作愛好者的新玩具。在美國知名的電子制作雜志Makezine 的博客上,每天都能看到用Arduino 制作出來的新玩意。而從2009 年開始,由Makezine 日本版所舉辦的電子制作愛好者大會,體育館大的會場里分成幾十個攤位,個人、團體、公司、電子工程師、程序員、設計師、藝術家匯聚一堂,守著自己的小攤位,上面放著從機器人、飛行器、自行車POV,還有電子樂器、趣味玩具、玩偶、標本、趣味電子裝置等手工制品。此外,還有教人焊接電子零件的工作坊,出售相關圖書的專柜,研討Arduino 與iPhone 連接的講座、新書發布會等。而2010 年的第5 次大會,配合日本活躍的互動設計師、教育家小林茂的《Prototyping Lab》(一本介紹用Arduino 制作產品原型的新書)的發表,同場展出了日本年輕一代互動設計師、藝術家的作品,他們的共通點都是使用了Arduino 或類似的技術。本書將大學單片機原理與市面流行的Arduino結合起來,使讀者能夠迅速完成從初學者到高級開發者的升級,直接面向開發項目,快速開發出產品原型。

本書不但適合作為大專院校電子信息類、電氣信息類、機械類、計算機類專業的教材,也可以作為工程技術人員使用Arduino進行快速高級開發的參考書。
目錄:

基礎篇單片機基礎與Arduino作品快速開發
第1章單片機基礎
1.1單片機基礎技術知識
1.1.1從計算機到單片機
1.1.2單片機內部組成結構
1.1.3單片機程序是如何執行的
1.2單片機有哪些應用
1.2.1單片機應用實例
1.2.2參加大學生科技競賽
1.3單片機主要知名廠商及產品
1.3.1Intel(英特爾)公司的MCSQ51系列單片機
1.3.2MicroChip(微芯)公司的PIC系列單片機
1.3.3Atmel公司的AVR系列單片機
1.3.4STC(宏晶)公司的STC系列單片機
1.3.5全國大學生電子設計競賽曾指定的單片機
1.4AVR單片機產品系列及開發方法
1.4.1AVR單片機采用的主要技術
1.4.2AVR單片機產品系列
1.4.3AVR單片機開發方法
第2章Arduino開源平臺
2.1Arduino的產生
2.1.1Arduino的技術特點
2.1.2開源性
2.2ArduinoUNO開發板
2.2.1電路圖和PCB

2.2.2Arduino與ATmega328內部對應關系
2.2.3ArduinoUNO板引腳安排
2.2.4ArduinoUNO板的供電
2.3加載運行第一個Arduino程序
2.3.1IDE安裝與功能介紹
2.3.2快速入門——加載第一個示例程序
2.3.3第一個程序的背后


第3章簡潔的Arduino語言
3.1語言概覽
3.2Arduino語言基礎
3.2.1程序的架構
3.2.2數據類型
3.2.3數據運算
3.3程序結構
3.3.1順序結構
3.3.2選擇結構
3.3.3循環結構
3.4函數的使用
3.4.1自己封裝函數
3.4.2函數中的參數傳遞
3.4.3非空類型的函數
第4章數字輸入/輸出
4.1Arduino的數字輸入/輸出口
4.1.1數字I/O口配置語句
4.1.2數字輸出語句
4.1.3數字I/O口輸入語句
4.2簡單數字輸入/輸出實驗
4.2.1按鍵開關控制LED燈亮滅
4.2.2用一體化結構蜂鳴器模擬救護車笛聲
4.3復雜的數字I/O實驗
4.3.1多彩廣告燈實驗
4.3.2LED數碼管循環顯示1~8,每個數字顯示2s
4.3.34位八段LED數碼管顯示“2019”
第5章Arduino便捷的模擬/數字轉換
5.1ArduinoUNO板上的A/D轉換

5.1.1逐次逼近模數轉換技術
5.1.2ArduinoUNO上的A/D引腳
5.1.3Arduino中的A/D轉換語句
5.1.4A/D轉換器主要技術參數
5.2A/D轉換基本實驗
5.2.1讀取模擬引腳上的模擬值并顯示出來
5.2.2使用A/D轉換器進行按鍵輸入判別
5.2.3使用A/D轉換器讀取鍵盤值的搶答器
第6章Arduino的時間函數和PWM
6.1Arduino中的時間函數
6.1.1delay()
6.1.2delayMicroseconds()
6.1.3millis()
6.1.4micros()
6.2獨立于CPUCore的音調產生與脈沖寬度測量
6.2.1tone()與noTone()
6.2.2pulseIn()
6.3用PWM實現數字/模擬轉換
6.3.1PWM基礎
6.3.2Arduino的模擬輸出
6.3.3讀取電位器的阻值控制LED的閃爍間隔和亮度
6.3.4混合應用:調用pulseIn()顯示來自analogWrite()的高低電平脈沖
持續時間
第7章中斷
7.1中斷系統基本概念
7.1.1ATmega328的中斷系統
7.1.2Arduino中使用的中斷
7.2中斷與輪詢的對比實驗
7.2.1輪詢按鍵實驗
7.2.2使用中斷按鍵的實驗
第8章Arduino中封裝的串行通信
8.1硬件結構
8.1.1USART的硬件結構
8.1.2USART的函數概覽
8.2串口通信實驗
8.2.1控制ArduinoUNO板上的LED
8.2.2雙UNO板串口通信傳輸數據
高級開發篇Arduino的性能極限與高級開發

第9章ATmega328數據手冊
9.1ATmega328外部特性
9.1.1ATmega328P主要特性
9.1.2引腳排列與芯片封裝
9.1.3電源、系統晶振、芯片復位引腳
9.1.4輸入/輸出引腳
9.2ATmega328的內部結構與指令系統
9.2.1AVR單片機內部的主要部件
9.2.2指令系統、寄存器及操作
9.3操作管理寄存器的配置和編程
9.3.1單片機的寄存器配置
9.3.2對操作管理寄存器編程
9.4高級開發用的寄存器
第10章直接操作寄存器實現高速I/O
10.1ATmega328的I/O口控制寄存器
10.2直接操控I/O口寄存器
10.2.1輸出8MHz速度波形
10.2.2位操作技能訓練
10.2.3直接操作寄存器的4×4薄膜鍵盤接口
10.2.4AVR單片機I/O口寄存器操作注意事項
第11章Arduino高速A/D采樣
11.1ATmega328A/D的內部結構
11.1.1ADC系統結構
11.1.2ADC中的寄存器
11.1.3ADC的寄存器操作的步驟
11.2具有58kHz的高保真音頻數字化
11.2.1提高Arduino的采樣頻率
11.2.2快速A/D轉換
第12章改變Arduino的PWM的頻率
12.1AVR的定時器/計數器硬件
12.1.1定時器/計數器
12.1.2AVR單片機常規操作寄存器啟動定時器的方法
12.1.3混合編程控制定時器
12.2更改PWM頻率
12.2.1Arduino的PWM輸出機理
12.2.2程序實現
第13章使Arduino具有定時中斷
13.1向Arduino中添加MsTimer2庫
13.2MsTimer2語法與示例
13.2.1MsTimer2語法
13.2.2可以設置間隔時間的定時中斷實驗
第14章Arduino開源資源及使用
14.1多樣的Arduino開源硬件及開源庫
14.1.1開源硬件
14.1.2Arduino庫
14.2Arduino自帶庫的使用實例
14.2.1IDE自帶LCD庫——LCD1602液晶顯示實驗
14.2.2Arduino控制舵機
第15章產品快速開發實例
15.1電子與通信專業綜合實訓平臺設計
15.1.1電子與通信專業開放式綜合實訓平臺硬件
15.1.2脈沖雷達測距及PPI顯示
15.1.3nRF905射頻數據傳輸實驗設計
15.2工業產品快速樣品開發
15.2.1總體方案與硬件設計
15.2.2軟件設計
參考文獻
序: