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第一篇 基础篇2

第1章 初识Arduino2

1.1 Arduino的历史2

1.2 Arduino的家族3

1.3 Arduino的资源6

1.4 Arduino的开发环境9

1.5添加新硬件及设置开发环境9

1.6 Arduino开发环境的应用14

第2章 编写Arduino程序16

2.1绘制流程图16

2.1.1流程图基本符号16

2.1.2流程图的三种基本结构17

2.2 C语言的标识符与关键字18

2.2.1标识符18

2.2.2关键字18

2.2.3运算符19

2.2.4分隔符21

2.2.5常量21

2.2.6注释符21

2.3控制语句21

2.3.1 if语句21

2.3.2 switch语句22

2.3.3 while语句23

2.3.4 do-while语句24

2.3.5 for语句25

2.3.6 break语句26

2.3.7 continue语句26

2.3.8 goto语句26

2.4程序结构27

第3章Arduino的基本函数29

3.1数字I/O30

3.1.1 pinMode（pin，mode）30

3.1.2 digitalWrite（pin，value）31

3.1.3 digitalRead（pin）32

3.2模拟I/O33

3.2.1 analogReference（type）33

3.2.2 analogRead（pin）33

3.2.3 analogWrite（pin， value）34

3.3高级I/O37

3.3.1 shiftOut（dataPin，clockPin，bitOrder，val）37

3.3.2 pulseIn（pin，state，timeout）38

3.4时间函数39

3.4.1 millis（）39

3.4.2 delay（ms）40

3.4.3 delayMicroseconds（us）40

3.5数学库41

3.5.1 min（x，y）41

3.5.2 max（x，y）41

3.5.3 abs（x）41

3.5.4 constrain（amt，low，high）41

3.5.5 map（x，in_min，in_max，out_ min，out_ max）41

3.5.6三角函数42

3.6随机数42

3.6.1 randomSeed（seed）42

3.6.2 random（howsmall，howbig）42

3.7位操作43

3.8中断函数43

3.8.1 interrupts（）和noInterrupts（）43

3.8.2 attachInterrupt（interrupt，function，mode）43

3.9串口通信45

3.10 SPI接口48

3.10.1 SPI接口概述48

3.10.2 SPI接口数据传输48

3.10.3 SPI类及其成员函数49

第4章Arduino硬件平台52

4.1 Arduino的原理图52

4.2串行通信口的使用55

4.2.1实例功能56

4.2.2硬件电路56

4.2.3程序设计56

4.3数字I/O口的使用58

4.3.1实例功能59

4.3.2硬件电路59

4.3.3程序设计59

4.4模拟I/O口的使用61

4.4.1实例功能61

4.4.2硬件电路61

4.4.3程序设计62

4.5烧写引导程序62

4.5.1下载器AVRISP63

4.5.2 AVR Studio64

4.5.3烧写引导程序65

第二篇 模块篇68

第5章Arduino基本扩展模块68

5.1 L293 Motor Shield68

5.1.1直流电机的工作原理68

5.1.2 H桥驱动电路70

5.1.3线性放大调速原理71

5.1.4 PWM调速原理72

5.1.5 L293 Motor Shield的原理72

5.1.6 L293 Motor Shield的应用74

5.1.7程序设计75

5.1.8程序分析76

5.1.9程序的精练77

5.2 Input Shield78

5.2.1 Input Shield原理图79

5.2.2 Input Shield的实例79

5.2.3程序设计80

5.2.4程序分析81

5.2.5使用摇杆控制直流电机转速81

5.3 LCD Keypad Shield83

5.3.1液晶显示原理83

5.3.2标准1602液晶模块83

5.3.3 1602液晶模块控制方式84

5.3.4 LCD Keypad Shield原理图87

5.3.5 LCD Keypad Shield应用实例89

5.3.6程序设计89

5.3.7程序分析92

5.3.8 Arduino的液晶控制方式93

5.3.9 “hello Arduino！”94

5.4 Ethernet Shield97

5.4.1 Ethernet Shield原理图97

5.4.2 W5100芯片介绍97

5.4.3 W5100芯片的寄存器101

5.4.4 W5100芯片的使用105

5.4.5 Ethernet Shield应用实例105

5.4.6程序设计106

5.5 I/O扩展板109

5.5.1 Xbee传感器扩展板V5109

5.5.2伺服电机控制110

5.5.3伺服电机应用实例111

5.5.4 Interface shield114

5.5.5 RGB LED Module114

5.5.6 RGB LED Module应用实例118

5.5.7程序的精练123

第6章Arduino的扩展库126

6.1 Arduino扩展库介绍126

6.1.1 Arduino扩展库的作用126

6.1.2 Arduino扩展库的应用126

6.2对象和类130

6.2.1类的定义130

6.2.2对象的创建及成员函数的调用131

6.2.3对象的初始化和构造函数132

6.2.4函数的重载133

6.2.5析构函数133

6.3 LiquidCrystal库134

6.3.1构造函数136

6.3.2 command（）和write（）139

6.3.3 begin（）140

6.3.4 clear（）142

6.3.5 home（）142

6.3.6 setCursor（）142

6.3.7 noDisplay（）和display（）143

6.3.8 cursor（）和noCursor（）143

6.3.9 blink（）和noBlink（）143

6.3.10 autoscroll（）和noAutoscroll（）144

6.3.11 scrollDisplayLeft（）和scrollDisplayRight（）144

6.3.12 print（）145

6.4 Ethernet库146

6.4.1 EthernetClass类定义146

6.4.2 Server类定义148

6.4.3 Server类构造函数148

6.4.4 Server类成员函数148

6.4.5 Client类定义152

6.4.6 Client类构造函数152

6.4.7 Client类成员函数153

6.5 SoftwareSerial库158

6.5.1构造函数159

6.5.2 begin（）160

6.5.3 read（）160

6.5.4 print（）和println（）161

6.5.5使用限制164

6.6 EEPROM库165

6.6.1 read（）165

6.6.2 write（）166

6.7 Wire库166

6.7.1 IIC总线概述166

6.7.2 TwoWire类定义167

6.7.3 begin（）168

6.7.4 requestFrom（）168

6.7.5 available（）169

6.7.6 receive（）169

6.7.7 beginTransmission（）170

6.7.8 endTransmission（）170

6.7.9 send（）171

6.7.10 onReceive（）172

6.7.11 onRequest（）173

6.8 Servo库174

6.8.1构造函数175

6.8.2 attach（）176

6.8.3 write（）177

6.8.4 writeMicroseconds（）177

6.8.5 read（）178

6.8.6 readMicroseconds（）178

6.8.7 attached（）178

6.8.8 detach（）179

6.9 Stepper库179

6.9.1步进电机概述179

6.9.2步进电机的基本参数180

6.9.3步进电机的优缺点181

6.9.4步进电机的工作原理181

6.9.5步进电机的控制电路183

6.9.6 Stepper类定义185

6.9.7构造函数186

6.9.8 setSpeed（）188

6.9.9 step（）188

6.10 TLC5940库189

6.10.1 T1c5940类的定义190

6.10.2 init（）191

6.10.3 update（）192

6.10.4 set（）193

6.10.5 get（）194

6.10.6 setAll（）194

6.10.7 clear（）195

6.11 One Wire库195

6.11.1单总线的结构195

6.11.2单总线控制方式195

6.11.3单总线信号形式196

6.11.4 OneWire类198

6.11.5构造函数200

6.11.6 reset（）200

6.11.7 write_ bit（）201

6.11.8 read_bit（）202

6.11.9 write（）202

6.11.10 read（）203

6.11.11 select（）203

6.11.12 skip（）204

6.12 XBee库204

6.12.1 XBee类定义204

6.12.2构造函数205

6.12.3 begin（）206

6.12.4 readPacket（）206

6.12.5 send（）209

6.13创建自己的库210

6.13.1库的功能——Morse210

6.13.2 MorseCode类的定义213

6.13.3 MorseCode类的成员函数214

6.13.4 MorseCode库的使用222

6.13.5关键字的定义223

第7章 无线模块的应用224

7.1 APC220224

7.1.1 APC220性能指标224

7.1.2模块引脚定义226

7.1.3模块的使用226

7.1.4注意事项227

7.2 DFduino wireless228

7.2.1 DFduino wireless性能指标228

7.2.2模块引脚定义229

7.2.3模块的使用229

7.3 Bluetooth V3231

7.3.1 Bluetooth V3性能指标231

7.3.2模块引脚定义232

7.3.3模块的使用232

7.4 XBee和XBee PRO234

7.4.1 XBee及XBee PRO性能指标235

7.4.2模块引脚定义235

7.4.3模块的使用236

7.4.4程序设计236

第三篇 应用篇242

第8章 打造自己的遥控履带车242

8.1履带车的驱动242

8.1.1实现功能242

8.1.2所需器材242

8.1.3硬件连接243

8.1.4程序设计246

8.1.5 MotorCar类251

8.1.6类的应用255

8.2添加感知器件257

8.2.1实现功能257

8.2.2所需器材257

8.2.3器材介绍257

8.2.4硬件连接258

8.2.5程序设计258

8.3添加无线模块261

8.3.1实现功能261

8.3.2所需器材261

8.3.3硬件连接261

8.3.4程序设计262

8.4制作遥控器264

8.4.1实现功能264

8.4.2所需器材265

8.4.3硬件连接265

8.4.4程序设计265

8.5履带车遥控调速267

8.5.1实现功能267

8.5.2程序设计267

8.6添加无线摄像头272

8.6.1实现功能272

8.6.2所需器材272

8.6.3器材介绍272

8.6.4硬件连接273

8.6.5程序设计277

8.7环境信息获取器件283

8.7.1实现功能283

8.7.2所需器材284

8.7.3器材介绍284

8.7.4硬件连接285

8.7.5程序设计286

第9章 仿生机器人295

9.1遥控机械臂295

9.1.1实例功能295

9.1.2器材列表295

9.1.3搭建硬件环境296

9.1.4安装控制部分298

9.1.5 Wii游戏手柄298

9.1.6机械臂程序设计300

9.2双足机器人304

9.2.1实例功能304

9.2.2器材列表304

9.2.3搭建硬件环境305

9.2.4双足机器人程序设计307

9.2.5 PC调试软件编写310

9.2.6双足机器人的调试317

附录 A Arduino引脚与AV R单片机管脚对应关系319

附录B Arduino扩展板320

附录C其他可扩展模块322