从零开始学Arduino电子设计（创意案例版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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黄焕林，丁昊 著

图书标签:

• Arduino
• 电子设计
• 创客
• DIY
• 单片机
• 嵌入式
• 硬件开发
• 项目实践
• 零基础
• 创意案例

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111593584

版次：1

商品编码：12342600

品牌：机工出版

包装：平装

开本：16开

出版时间：2018-04-01

用纸：胶版纸

编辑推荐

创客教育丛书主编李梦军力荐

手把手带领你通过实际动手的方式学习Arduino电子设计

让你从“听说”Arduino到“精通”Arduino电子产品创意开发

赠送示例代码、实验接线图、各种安装包、工具软件、教学PPT……

20余个开源Arduino类库、50个创意案例、20余种传感器、8种通信模块和5000余行代码

详解3款Arduino常用开发板：UNO、MEGA 2560和Pro Mini

涵盖Arduino开发板、开发环境、开发语言、命令与函数、硬件要求和开发流程等基础知识

涵盖物联网、Web开发、TCP/IP通信、Android开发、WPF开发、云平台、蓝牙、红外通信和各类传感器等大量应用

本书超值配套资源：

书中每个Arduino示例程序的源代码

书中每个实验接线的Fritzing参考图

相关操作系统平台的Arduino IDE环境安装包

书中实验所用电子模块的Arduino类库安装包（ZIP）

书中实验所需要的小工具软件

WPF、Android和上位机应用软件的完整工程和相关依赖包

Android应用开发环境安装包

本书教学PPT

本书50个创意案例：

单个单色LED

三色LED

多个LED

调节LED的亮度

按键

电位器

直流电机

舵机

步进电机

碰撞传感器

火焰传感器

霍尔传感器

气体传感器

光电传感器

超声波测距传感器

红外人体感应传感器

LED点阵

LED数码管

串行控制LED点阵

温湿度传感器

气压传感器

陀螺仪加速度传感器

颜色传感器

蓝牙数传

单向无线数传

2.4G数传

红外通信

接入以太网

WiFi通信

GSM通信

GPS定位

内置EEPROM

外置FLASH芯片

SD卡读写

RFID读写

实时时钟

电机扩展板

LCD1602液晶显示屏

OLED12864有机发光二极管显示屏

WPF实现Hello World

建立串口通信

颜色测试小工具

温度曲线图

通过网络控制LED

Android实现Hello World

建立USB串口通信

安防联动

个性键鼠外设

上位机操作IO

接入云平台

内容简介

随着创客概念的日益兴起和国家大力倡导万众创新，国内创客教育相关产业也迅猛发展。Arduino是一个开源软硬件平台生态圈，目前在创客圈里越来越流行。本书顺应创客的热潮，通过50个有趣的创意案例，手把手带领读者通过实际动手的方式学习Arduino电子设计。

本书共10章，分为3篇。书中从编程的概念和电子硬件的基础知识展开讲解，使得读者能够实现从开始的“听说”Arduino到“精通”Arduino开发。本书内容不仅涉及Arduino常用开发板、开发环境、开发语言、命令与函数、硬件要求、开发流程等基础知识，还涉及物联网、Web开发、TCP/IP通信、Android开发、MS WPF开发、云平台、蓝牙、红外通信和各种传感器等应用。

本书适合广大电子设计爱好者、创客、创客教育从业者、大中专学生和中学生等群体阅读。另外，本书非常适合开设电子设计课程的学校作为教材使用，书中大量动手实例非常适合教学实验。

作者简介

黄焕林 资深Arduino电子设计爱好者、软件工程师、物联网工程师、创客。完成了大量的Arduino电子设计作品，并在多个相关比赛中获奖。目前从事创客教育培训工作。

丁昊 资深Arduino电子设计爱好者。大学期间组建了电子设计工作室，研究并设计了包括3D打印机等各类与机电结合的电子设计作品，积累了丰富的Arduino电子设计经验。目前从事工业自动化方面的项目管理工作。

目录

前言

第1篇 认识Arduino

第1章 Arduino简介 2

1.1 什么是Arduino 2

1.2 Arduino的特点 3

1.3 Arduino的应用领域 4

1.4 小结 4

第2章 常用Arduino开发板 5

2.1 Arduino Uno开发板 5

2.1.1 特点 5

2.1.2 电气属性 6

2.1.3 接口介绍 6

2.2 Arduino Mega 2560开发板 8

2.2.1 特点 9

2.2.2 电气属性 9

2.2.3 接口介绍 9

2.3 Arduino Pro Mini开发板 11

2.3.1 特点 12

2.3.2 电气属性 12

2.3.3 接口介绍 13

2.4 小结 14

第2篇 轻松上手Arduino开发

第3章 Arduino开发环境搭建 16

3.1 开发环境 16

3.2 搭建Arduino开发环境 17

3.2.1 Windows系统下Arduino IDE的搭建 18

3.2.2 Mac OS X系统下Arduino开发环境的搭建 25

3.2.3 Linux系统下Arduino开发环境的搭建 26

3.3 小结 28

第4章 Arduino开发语言 29

4.1 开发语言 29

4.2 程序结构 30

4.2.1 程序的基本结构 30

4.2.2 变量定义 32

4.2.3 函数和类库 33

4.2.4 自定义函数 35

4.2.5 自定义类库 38

4.3 小结 43

第5章 Arduino命令和函数 44

5.1 基本语法符号 44

5.1.1 标识符 44

5.1.2 分隔符 45

5.1.3 注释符 45

5.1.4 运算符 46

5.1.5 数据类型 51

5.1.6 常量 60

5.1.7 数据类型互转 61

5.1.8 变量的操作 62

5.1.9 预处理 64

5.1.10 指针 64

5.2 条件语句 67

5.2.1 if语句 67

5.2.2 switch语句 69

5.2.3 while语句 71

5.2.4 do???while语句 72

5.2.5 for语句 73

5.2.6 break语句 74

5.2.7 continue语句 74

5.2.8 goto语句 74

5.3 数字I/O操作函数 75

5.4 模拟I/O操作函数 77

5.5 高级I/O操作函数 78

5.6 时间函数 80

5.7 随机数函数 81

5.8 中断函数 82

5.9 数据处理函数 84

5.10 串口通信 92

5.11 小结 94

第6章 Arduino开发硬件要求 95

6.1 必要的硬件 95

6.2 其他硬件 97

6.3 小结 98

第7章 Arduino项目开发流程 99

7.1 硬件搭建 99

7.2 编程流程 100

7.3 小结 101

第3篇 一起动手做Arduino实验

第8章 Arduino基础实验 104

8.1 LED的控制 104

8.2 信号输入 114

8.3 电机控制 121

8.4 继电器控制 131

8.5 传感器 134

8.6 小结 148

第9章 Arduino进阶实验 150

9.1 LED的控制 150

9.2 传感器 168

9.3 数据通信 190

9.4 数据读写 230

9.5 积木扩展板 248

9.6 图形显示 250

9.7 蜂鸣器 259

9.8 使用彩色显示屏 261

9.9 小结 263

第10章 Arduino高级实验 264

10.1 Arduino与Microsoft WPF 264

10.2 Arduino与Android 288

10.3 Arduino典型应用 314

10.4 小结 325

附录A 运算符优先级和结合性参考表 326

前言/序言

为什么要写这本书

随着创客概念的日益兴起和国家大力弘扬万众创新，国内创客教育相关产业也在逐步地发展。而这些创客教育行业共同的核心就是软硬件平台生态圈，只有这个生态圈保持创新和活力，才能够培训好紧跟时代创新的创客苗子。

Arduino是一个开源软硬件平台生态圈，Arduino生态圈流行后，由于其具有规范、易上手和易重现等特点，吸引着越来越多的电子硬件工程师、软件工程师、艺术家和中学生、大学生的加入。Arduino平台的特点，让Arduino的受众人群不断推动Arduino生态圈的创新和活力。

本书从编程概念、电子硬件基础等知识展开讲解，使读者能够实现从开始的“听说”Arduino到“精通”Arduino开发。本书还涉及物联网、Web开发、TCP/IP通信、Android开发、Micro Soft WPF开发等相关延伸知识，让读者通过Arduino去发现软硬件开发的奇妙之处。

本书有何特色

1．实验材料完整，附带源代码，提高学习效率

为了便于读者理解本书内容，提高学习效率，作者对每个Arduino实验需要的材料进行了列表整理，对实验所使用的源代码一并收录于配书网盘中。

2．涵盖物联网主流平台的开发及简单的M2M应用开发过程

本书涵盖Android、Micro Soft WPF等主流平台的物联网开发，以及M2M应用开发过程，让Arduino物联网应用开发更容易上手。

3．对Arduino实现各种通信技术进行了原理分析

本书介绍了Arduino连接各种传感器及使用各种有线、无线通信方式实现通信的过程，其中包含原理分析和应用场合比较等内容。

4．实验驱动，应用性强

本书第3篇提供了50多个典型实验，这些实验按照由易到难的顺序排列，具有超强的实用性。这些内容模块相互独立，不但便于应用开发人员随时查阅和参考，也易于老师课堂教学。

5．M2M应用项目案例典型，实战性强，应用价值高

本书最后一章提供的可接入云平台的实战案例，具有很高的应用价值和参考性。

6．提供完善的技术支持和售后服务

本书提供了专门的技术支持邮箱：hzbook2017@163.com。读者在阅读本书的过程中有任何疑问都可以通过该邮箱获得帮助。

本书内容体系

第1篇 认识Arduino（第1章和第2章）

第1章Arduino简介，介绍了Arduino是什么，有哪些特点及应用领域。

第2章常用Arduino开发板，介绍了3款经典的Arduino开发板和开发板的结构，并对不同开发板的参数进行了简单对比。

第2篇 轻松上手Arduino开发（第3～7章）

第3章Arduino开发环境搭建，介绍了不同操作系统平台下Arduino开发环境的安装部署，以及驱动程序安装等基本操作。

第4章Arduino开发语言，介绍了编程概念，并提供了多个示例，讲解如何编程才能使Arduino开发板进行工作，另外还介绍了类库等概念。

第5章Arduino命令和函数，详细讲解了Arduino编程的语法和术语，并提供了详细的官方函数参考列表。

第6章Arduino开发硬件要求，介绍了Arduino项目开发所需要准备的常见元器件和工具。

第7章Arduino项目开发流程，介绍了Arduino项目开发常规硬件组装流程，以及软件程序编写流程。

第3篇 一起动手做Arduino实验（第8～10章）

第8章Arduino基础实验，通过多个典型的基础实验，对各种常见元器件原理进行了介绍，并通过这些实验阐述了Arduino在电子设计项目中的含义。

第9章Arduino进阶实验，介绍了如何通过Arduino连接更多的电子模块，展现了Arduino在实现通信、数据处理和程序可读性等方面的“天生优势”。

第10章Arduino高级实验，介绍了Micro Soft WPF、Android和上位机应用软件如何与Arduino实现交互应用，以及物联网应用中简单的M2M应用开发，为以后拓展应用开发提供参考。

本书配套资源

本书提供了示例源程序和相关安装包等丰富的配套资源，以方便读者学习。配套资源主要有以下几类：

? 书中每个Arduino示例程序的源代码；

? 书中每个实验接线的Fritzing参考图；

? 相关操作系统平台的Arduino IDE环境安装包；

? 书中实验所用电子模块的Arduino类库安装包（ZIP）；

? 进行实验所需要的小工具软件；

? Micro Soft WPF、Android和上位机应用软件的完整工程和相关依赖包；

? Android应用开发环境安装包。

本书涉及的源代码文件等配套学习资源需要读者自行下载。请读者登录机械工业出版社华章公司的网站www.hzbook.com，然后搜索到本书页面，按照页面上的说明进行下载即可。

本书读者对象

? 电子设计爱好者；

? 电子硬件技术人员；

? 广大创客；

? 创客教学的教师；

? 创客培训机构的学员；

? 需要接触硬件开发的软件工程师；

? 开设相关课程的中学生和大学生；

? 软硬件应用开发项目经理。

因为是第一次编写图书，整个过程中经历了不少困难和内心的自我斗争。这个过程很煎熬，但是从中也学到了不少东西，得到了成长，证明了自己，非常值得。感谢和我一起完成本书的丁昊等人，写作过程中和他们一起讨论，整理思路，这使我受益匪浅。

虽然我们对书中所述内容都尽量核实，并多次进行文字校对，但因时间和水平有限，书中疏漏和错误在所难免，敬请读者批评指正。联系我们请发E-mail到hzbook2017@163.com。

黄焕林

《从零开始学Arduino电子设计（创意案例版）》图书简介 一、 穿越数字的迷雾，点亮创意的火花——Arduino，开启你的电子世界奇遇记 你是否曾对闪烁的LED、跳动的音乐、或是能够感知周围环境的智能设备感到好奇？你是否梦想过亲手搭建属于自己的电子作品，将脑海中的奇思妙想变为现实？现在，一本能够引领你踏入Arduino电子设计奇妙之旅的书籍——《从零开始学Arduino电子设计（创意案例版）》——正为你敞开大门。这本书不仅仅是一本教程，它更是一本充满智慧和乐趣的指南，将带你从完全的零基础出发，一步步掌握Arduino强大的能力，释放你无限的创造潜能。 在这个日新月异的数字时代，电子技术已渗透到我们生活的方方面面。从智能家居到可穿戴设备，从机器人到物联网应用，电子的脉搏跳动得越来越快，也越来越深刻地影响着我们的生活方式。而Arduino，作为一套开源的电子原型平台，以其简单易学、功能强大、社区活跃的特点，成为了无数电子爱好者、学生、创客以及专业人士的首选。它就像一座连接物理世界与数字世界的桥梁，让你能够用最直观、最有趣的方式与电子元器件互动，创造出令人惊叹的作品。 《从零开始学Arduino电子设计（创意案例版）》正是为你精心打造的入门宝典。我们深知，对于初学者而言，电子世界的门槛似乎高不可攀，充斥着各种令人望而生畏的理论和复杂的电路图。然而，本书将打破这一传统观念。我们摒弃了枯燥乏味的理论堆砌，而是将学习过程融入一个个生动有趣的创意案例之中。你将不再是独自面对抽象的概念，而是跟随项目一步步地学习，在实践中理解原理，在应用中掌握技能。 二、 拨开迷雾，指引方向——本书的学习路径与核心价值 本书的设计初衷，是让每一个对电子设计怀有热情的人，都能轻松愉快地踏上Arduino的学习之路。因此，我们精心设计了循序渐进的学习流程，确保你在每一个阶段都能有所收获，并保持学习的动力。 从零开始，构建坚实基础： 书籍的开篇，我们将带领你认识Arduino的“硬件”——那块小巧而强大的开发板，以及与它配套的基础电子元器件。你将了解Arduino的构成、引脚功能、以及如何连接电源等基本操作。我们还会为你介绍搭建电子项目所需的常用工具，让你拥有得心应手的“利器”。 告别晦涩，拥抱代码的艺术： Arduino的核心在于编程，而我们选择的编程语言——Processing的简化版本——以其简洁的语法和直观的逻辑，成为了初学者的理想选择。本书将用最易懂的方式，引导你掌握Arduino编程的基础，例如变量、数据类型、控制语句（if/else, for, while）、函数等。你将学会如何编写简单的代码，控制LED的亮灭，读取传感器的数值，并逐步理解编程如何赋予你的电子作品“生命”。 理论与实践的完美结合——丰富的创意案例： 这是本书最核心的亮点。我们精心挑选了数十个涵盖不同领域、难度递增的创意案例。这些案例不仅仅是简单的“跟着做”，而是融入了实际的应用场景和巧妙的设计思路。 基础互动篇： 你将学会如何让LED以各种炫酷的方式闪烁（呼吸灯、流水灯），如何使用按钮控制程序的进行，如何播放简单的旋律，甚至如何利用电位器来“调控”LED的亮度。这些看似简单的实验，却是理解输入输出、数字模拟信号交互的关键。 感知世界篇： 电子世界之所以迷人，在于它能够“感知”并“回应”外部世界。本书将带你探索各种传感器，例如光敏电阻（感应光线强弱）、温湿度传感器（监测环境变化）、超声波传感器（测量距离），甚至加速度计（感知运动）。你将学会如何读取这些传感器的数据，并根据数据做出相应的反应，例如制作一个感应光线自动亮起的台灯，一个检测环境温湿度的报警器，或者一个能够测量物体距离的“雷达”。 趣味交互篇： 学习编程和电子，本应是充满乐趣的。我们将带你制作一些充满创意的项目，例如一个简易的“电子骰子”，一个能够根据音乐节奏闪烁的“音乐响应灯”，一个可以控制舵机实现简单动作的“小机器人手臂”，甚至一个简单的“电子时钟”。这些项目不仅能让你巩固所学知识，更能激发你对电子制作的兴趣。 进阶探索篇： 当你对基础知识和一些典型案例驾轻就熟后，本书还将为你打开更广阔的视野。我们将引入一些更复杂的概念，例如利用LCD屏幕显示信息，通过蓝牙或Wi-Fi与手机互联，甚至尝试一些基础的电机控制。这些进阶案例将为你进一步深入学习物联网、智能硬件打下坚实的基础。 全程指导，答疑解惑： 在每一个案例中，我们都力求详尽地解释电路连接、代码实现以及工作原理。我们不仅提供清晰的步骤图和代码示例，更会深入剖析代码的每一行，让你真正理解“为什么”这样做。遇到问题？别担心！本书将为你提供常见问题的解决方案，并鼓励你积极思考，探索更多可能性。 三、 不止于技能，更是一种思维的启蒙 《从零开始学Arduino电子设计（创意案例版）》所传达的，绝不仅仅是Arduino的编程语法和电路连接方法。它更是一种全新的思维方式的启蒙，一种解决问题能力的培养，以及一种勇于尝试、乐于创新的精神的激发。 逻辑思维与问题解决： Arduino编程的过程，就是将一个设想分解成一系列逻辑步骤，并用代码来实现的过程。这极大地锻炼了你的逻辑思维能力和解决复杂问题的能力。当你遇到一个挑战时，你学会了如何分析问题，找到关键点，并一步步地攻克它。 创新与创造力： Arduino平台开放、灵活的特性，鼓励你打破常规，大胆尝试。本书提供的案例，只是一个起点，我们更希望激发你的想象力，让你能够在此基础上进行二次创作，设计出属于你自己的独一无二的作品。也许你的某个奇思妙想，就能成为下一个令人瞩目的智能产品。 耐心与毅力： 电子制作的过程，有时会遇到意想不到的困难，例如代码出错、电路连接问题等。然而，每一次克服困难，都会带给你巨大的成就感。本书将培养你的耐心和毅力，让你在挑战中不断成长。 社区的温暖与共享： Arduino拥有一个庞大而活跃的全球社区。掌握了Arduino，你就加入了这个充满智慧和热情的大家庭。你可以在社区中找到灵感，与其他爱好者交流经验，甚至分享自己的作品。这种共享精神，是推动技术进步和社会发展的重要力量。 四、 谁适合阅读这本书？ 本书的设计，面向广泛的读者群体： 对电子技术充满好奇的学生： 无论是初中、高中还是大学的学生，只要对科技和创造感兴趣，本书都能为你打开一扇新的大门，让你在课堂之外，探索更广阔的知识领域。 渴望动手实践的科技爱好者： 你可能不是科班出身，但你对智能设备、机器人、自动化系统等有着浓厚的兴趣，并希望亲手制作一些酷炫的作品。 希望将想法付诸实践的创客： 你脑海中可能已经有了一个绝妙的创意，但不知道如何将其实现。Arduino为你提供了一个低门槛、高效率的实现工具。 寻求创新教育资源的教师： 本书丰富的案例和清晰的讲解，也非常适合作为STEM教育的辅助教材，激发学生的学习兴趣和实践能力。 任何年龄段、任何背景，渴望学习新技能、拥抱数字时代的人： 只要你有一颗学习的心，对创造充满热情，那么《从零开始学Arduino电子设计（创意案例版）》都将是你的最佳伙伴。 五、 结语 《从零开始学Arduino电子设计（创意案例版）》不仅仅是一本书，它是一次激动人心的探索旅程，一次点亮创意的火花，一次开启无限可能的奇遇。我们相信，通过本书的学习，你将不仅掌握一项实用的技能，更将点燃内心的创造之火，成为一个能够用电子技术改变世界的未来创造者。 现在，就请翻开这本书，与Arduino一起，踏上这场充满惊喜与成就感的电子设计之旅吧！让你的想象力不再受限于纸面，而是化为闪烁的灯光，跳动的音符，以及一个个鲜活的智能生命！

评分☆☆☆☆☆

购买这本书之前，我还在犹豫是不是要报个线下的培训班，但现在看来，这本书完全可以作为我的“随身老师”。它涵盖了从硬件连接、元器件识别，到软件编程、项目实现的整个流程，而且每个环节都讲解得非常透彻。我特别喜欢它在讲解一些比较复杂的概念时，会引用现实生活中的例子，让抽象的知识变得具体化。比如讲到PWM调光时，它就用了调光台灯的例子，我一下子就明白了为什么LED的亮度可以变化，而且还能实现平滑的过渡。

评分☆☆☆☆☆

刚入手这本《从零开始学Arduino电子设计》，我之前对电子这块完全是个小白，连最基本的电阻电容都分不清。但是这本书真的太友好了！它没有上来就给你一堆晦涩难懂的理论，而是从最基础的电路概念讲起，用非常形象的比喻来解释，比如把电流比作水流，电阻比作水管的粗细，这样我一下子就明白了。然后它循序渐进地介绍Arduino的硬件接口，板载的LED、按钮这些最基础的元器件怎么用，还有连接外部元器件的方法，都讲得非常细致，配图也很清晰，我跟着书上的步骤一步步操作，竟然真的让板子上的灯亮起来了，那一刻的成就感简直爆棚！

评分☆☆☆☆☆

总的来说，这是一本非常适合初学者入门Arduino电子设计的书籍。它的语言通俗易懂，内容循序渐进，案例设计新颖有趣，而且强调动手实践。我之前对电子设计一直停留在“听起来很高大上，但不知从何下手”的状态，而这本书就像一把钥匙，为我打开了通往创意电子世界的大门。虽然书中的一些高级应用我暂时还无法完全掌握，但它已经成功激发了我对这个领域的浓厚兴趣，我感觉自己离成为一个小的电子创客又近了一步，这感觉真的太棒了！

评分☆☆☆☆☆

说实话，我本来以为电子设计是个挺枯燥的学科，但这本书里的创意案例真的颠覆了我的认知。它不仅仅是教你如何连接元器件，而是告诉你怎么把这些元器件变成有趣的项目。我印象最深刻的是那个“智能小夜灯”的案例，通过光敏电阻和代码，让灯光能根据环境亮度自动调节，晚上回家再也不用摸黑找开关了，而且还特别省电。还有那个“自动浇花器”，虽然我还没完全实现，但看了书上的讲解，感觉离这个酷炫的功能也不远了，想想以后出门旅游，家里的植物也能被照顾得妥妥帖帖的，真是太棒了！

评分☆☆☆☆☆

这本书最让我赞赏的一点是，它鼓励动手实践，而不是死记硬背。每一章都会有一些小练习，让我可以立刻巩固学到的知识。而且，它还提供了很多扩展性的思路，告诉你在这个基础上还能做出什么更厉害的东西。比如学会了控制LED闪烁，你就可以去尝试制作各种灯效，或者结合声音传感器，做出一个能跟着音乐跳舞的灯。书里的一些代码示例也写得非常清晰，注释也很到位，我即使是个编程新手，也能看得懂，并且可以根据自己的想法去修改和优化。