偉克多 工作室---Arduino實驗專書---Arduino實作入門與應用


Arduino實作入門與應用 ----松崗 書號XP15197  試閱----松崗

定價:380    出版日期:2015 09 14


[深入淺出]引導初學者以UNO Arduino實驗及 DIY 最小硬體實驗板

[動手實作]自己焊接萬用板、遙控伺服車實驗及Android手機遙控伺服車

[技術探討]紅外線遙控器解碼、波形分析、學習及發射並結合中文聲控實驗

[專題活用] Arduino各項實驗可用於專題製作,學生專題製作有方向可循


本書適用對象

高職及大專院校電子系、電機系、自動控制系,單晶片、微電腦、介面技術及專題製作參考教材。

一般學生、工程師、業餘玩家,學習Arduino及專題製作教材。

 

本書精采內容

□引導初學者以UNO  輕鬆做Arduino實驗。

□介紹DIY最小硬體實驗板做更多穩定的控制器開發或產品原型機。

□以UNO板子當做開發板,自動下載程式,快速驗證程式功能。

□引導初學者動手實際焊接實驗板做專題製作及產品原型機展示。

 

Arduino 基本 I/O實驗,包括七節顯示器、按鍵掃描、串列介面、

  繼電器及音樂控制實驗。

Arduino  LCD 介面、A/DD/A紅外線遙控器、伺服機介面實驗。

Arduino 感知器實驗,包括溫濕度量測、人體移動 、超音波測距、磁簧開關、

  振動開關、水滴土壤濕度、瓦斯煙霧濃度偵測實驗。

 

Arduino 遙控伺服車、Android手機遙控伺服車實驗

Arduino 說中文、控制紅外線學習模組L51、控制中文聲控模組VI

Arduino控制史賓機器人、射飛鏢機器人、遙控風扇、您家電視實驗

Arduino聲控伺服車、聲控射飛鏢機器人、聲控風扇、聲控您家電視實驗

 


Arduino 實作入門與應用       

 

104 5 月底,手上的專案開發告一段落,想休息幾天,順便整理一下實驗室,思考一下未來方向,

打開抽屜,躺在哪兒三個月的是一片Arduino UNO控制板。

對於有經驗的工程師,知道要驅動它,應用它,背後要花多少軟體、硬體、開發時間成本,既然買它,

就要有實驗結果,再來做下一步評估。先安裝系統軟體,可以順利編譯範例LED 閃動程式,

UNO板子才能確認硬體可行,要安裝USB驅動程式,於是UNO板子LED 終於閃動了,

前後試了半小時完成,喔!有看頭。

 

實驗室一直用8051開發教材及專案應用,20幾年來想在8051外,另行開發另一個實驗測試平台,

很明顯的Arduino 是最佳選擇。對於一個寫 8051 C 程式20 年的我,最感興趣,應該說容易看懂程式

設計是C 程式,因為它簡單,移植性又高。

 

看到系統的範例及程式庫,軟體串列介面、I2C介面、SPI介面、EEPROM

伺服機、LCDSD 卡、網路、WIFI,常用的控制介面都有人寫好了,感動不已。

親自寫過元件低階驅動程式的人就知道,要花很多時間測試,現在自己只要做應用整合就行了。

Arduino現在都支援到,為什麼拿來用?更棒的是官網及非官網的社群論壇更多應用,

想看想學資源無限,棒了!

 

任何再好的工具,沒有自己消化吸收都無法成為自己的應用技術。

 

接下來的N小時,N工作天及假日,都在測試我感興趣的相關應用實驗。經過四周的

Arduino 程式實驗奇幻漂流及探索過程,才有本書實驗的誕生,在工作之餘,我還在持續

探索其他神奇好玩的地方,更多實驗持續進行中。

 

Arduino是種開放授權的互動開發平台,由一塊簡單輸入、輸出的開放原始碼電路板開始,

結合類似JavaC語言的開發環境,讓初學者容易使用。有了基本工具後,搭配一些常用的

電子元件,如LED、喇叭、按鍵、光敏電阻、紅外線遙控、超音波測距、伺服機等元件,

看完本書,便有機會做出有趣的實驗、展示產品原型機、互動作品、學生專題,

當然還需動手作才能實現作品。

 

Arduino UNO 而言,我的使用心得:

具有簡單易學易用整合開發工具

□硬體架構很簡單

□支援標準C 語言程式開發

□有DIP 晶片可以作手工焊接延伸實驗

□有大量範例可供學習

□支援新硬體裝置應用

 

目前依工作需要,自己建立了一個Arduino應用開發平台:

□以UNO板子當做開發板,自動下載程式,可以快速驗證程式功能

□自己焊接製作Arduino 最小硬體板子,依需求可以快速複製

□在Arduino 最小硬體板子上加上LCD、遙控介面,取代UNO板子

□客製化各式Arduino 應用板子

□以Arduino玩玩免改裝聲控玩具、家電、居家自動化應用

□支援Arduino聲控紅外線遙控各種可能應用

 

對不同使用者,我的建議是:

□初學者,到官網下載軟體安裝測試一下,看看自己有無興趣。

□初學者,測試過後,看看自己是否有需求、動機、企圖心來學習。

□初學者,有動機學,再來投資硬體學習。

□已入門者,建議自己焊接Arduino 最小硬體板子加上LCD,因為UNOI/O

  不方便驗證很多應用,接麵包板只是一時的實驗,太多不方便的地方。

□已入門者,善用Arduino 最小硬體板子及 UNO 晶片可以互換使用,何況

   Arduino 最小硬體板子本身可以手動下載程式。

 

有經驗的程式工程師,當然知道我想說的是什麼了,能幫助您解決工作上的需求,

為什麼拿來用?若您正苦於研發產品缺乏人力,採用Arduino 研發平台,將省下很多時間,因為背後有全世界一流的研發高手在支援著,不必您親自研發,只需看懂程式,便可以開始作實驗Arduino 為您準備好入門學習的所有工具,您自己準備好了嗎?

 

Arduino 魅力無窮,最後整合自行研發的模組來做實驗,包括中文語音合成模組MSAY、控制紅外線學習模組L51、控制中文聲控模組VI提供以下實驗:

Arduino控制史賓機器人、射飛鏢機器人、遙控風扇、您家電視實驗。

Arduino聲控伺服車、聲控射飛鏢機器人、聲控風扇、聲控您家電視實驗。

簡化程式設計,不必寫一堆程式碼來控制,關鍵程式只需10多行程式方便使用。

 

C 語言程式設計中覺得好玩、有趣的實驗,我都會排時間嘗試去研究實驗。在Arduino系統應用上,您將會發現更多的應用,值得您去發現! 希望本書能引導初學者,輕鬆的以 Arduino 玩出您自己的精彩實驗,那是筆者最大的心願。

 

網址: www.vic8051.com   

信箱: ufvicwen@ms2.hinet.net


Arduino  實作入門與應用  目錄

 

1 認識 Arduino

1-1 Arduino 快速軟硬體設計工具 

1-2 Arduino 開發板硬體架構

1-3 需要的開發板及實驗方式 

1-4 安裝開發環境及使用

1-5 安裝開發板驅動程式

1-6習題

 

2 應用 Arduino 開發環境

2-1 偏好設定

2-2 內建範例研究

2-3 建立基本測試程式平台

2-4 最小硬體功能擴充     

2-5 善用 C 移值性開發程式    

2-6 建立LCD 功能開發平台

2-7 建立遙控裝置功能開發平台  

2-8習題

 

3    認識Arduino語言

3-1 C 語言的特色

3-2  C 程式架構

3-3  Arduino  程式架構

3-4 C 語言變數及保留字

3-5 資料的型態

3-6 常數的宣告

3-7 基本算術運算

3-8 資料型態的轉換

3-9 基本運算子

3-10流程控制

3-11 陣列

3-12 函數的使用  

3-13 前端處理指令

3-14 習題

 

4 基本 I/O 控制

4-1 延遲時間控制 

4-2單板上工作指示LED 

4-3走馬燈控制      

4-4 走馬燈控制二      

4-5 壓電喇叭測試 

4-6 按鍵輸入     

4-7節顯示器控制

4-8 繼電器控制介面

4-9 習題

 

5 串列介面控制

5-1  串列資料傳送原理  

5-2  RS232 串列介面介紹 

5-3 Arduino串列介面

5-4 Arduino 傳資料到電腦

5-5 Arduino串列輸出格式

5-6 Arduino 接收資料控制LED

5-7 串列介面輸出亂數  

5-8 習題

 

6 LCD 介面控制

6-1LCD 介紹

6-2LCD 介面設計

6-3LCD 顯示器測試     

6-4自創 LCD 字型      

6-5 LCD 倒數計時器

6-6 習題

 

7   類比至數位轉換介面

7-1 類比至數位轉換應用

7-2類比至數位轉換架構

7-3 Arduino 類比至數位轉換 

7-4 LCD 電壓表    

7-5 光敏電阻控制led亮滅

7-6 習題

 

 

8 數位至類比轉換介面

8-1數位至類比轉換應用

8-2 DAC 介面架構

8-3 Arduino數位至類比轉換控制

8-4 量測輸出電壓

8-5 可變電阻調整LED亮度 

8-6 習題

 

9 感知器實驗

9-1 溫濕度量測實驗    

9-2 人體移動偵測實驗     

9-3 超音波測距實驗              

9-4 超音波測距警示實驗        

9-5 磁簧開關實驗

9-6 振動開關實驗

9-7 水滴土壤濕度實驗     

9-8 瓦斯煙霧實驗

9-9 習題

 

10 音樂音效控制 

10-1音階測試

10-2音效控制

10-3音階控制

10-4演奏歌曲

10-5 習題

 

11 紅外線遙控器實驗      

11-1紅外線遙控應用

11-2 紅外線遙控器動作原理

11-3 紅外線遙控器解碼實驗

11-4紅外線遙控器解碼顯示機

11-5遙控音樂盒

11-6遙控倒數計時器

11-7 習題

 

12 伺服機控制                      

12-1 伺服機介紹                           

12-2 伺服機控制方式                      

12-3 伺服機控制實驗

12-4 伺服車控制                  

12-5 伺服車組裝 

12-6 遙控伺服車控制            

12-7 習題

 

13 Android手機遙控 Arduino 伺服車

13-1 手機遙控車功能說明

13-2 手機遙控車控制電路

13-3 Arduino 伺服車控制程式  

13-4安裝Android手機遙控程式

13-5 習題

 

14 Arduino 說中文

14-1 中文語音合成模組介紹   

14-2  Arduino語音合成模組實驗1

14-3  Arduino語音合成模組實驗2

14-4 習題

 

15   Arduino 控制學習型遙控器模組

15-1 學習型遙控器模組介紹

15-2 Arduino 控制學習型遙控器

15-3 人到發射紅外線信號

15-4 Arduino 控制史賓機器人實驗

15-5 Arduino 控制射飛鏢玩具機器人實驗

15-6 Arduino 控制遙控風扇實驗 

15-7 Arduino 控制您家電視實驗

15-8 習題

 

16   Arduino 控制中文聲控模組

16-1 中文聲控技術介紹

16-2 中文聲控模組介紹 

16-3 遙控裝置免改裝變聲控實驗

16-4 Arduino控制中文聲控模組

16-5 Arduino聲控伺服車實驗

16-6 Arduino聲控玩具實驗

16-7 Arduino 聲控風扇實驗

16-8 Arduino 聲控電視實驗

16-9 習題

 

 

附錄A ASCII 對照表

附錄B 簡易穩壓電源製作

附錄C 如何自製Arduino實驗板

附錄 D  L51學習型遙控器模組特性說明

 

附錄 E  L51學習型遙控器使用

附錄 F  L51學習型遙控模組做遙控器信號分析及應用

附錄 G  VI中文聲控模組使用

附錄H  本書實驗所需零件及模組

 


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