想要创造可以和物理世界进行交互的设备吗？本书是专为那些想尝试用流行的Arduino控制器和编程环境的人准备的。你将学习200多种实用技巧和技术，用来构建各种目标和原型，如IOT（物联网）解决方案、环境监测、定位和位置感知系统，以及可以响应触摸、声音、热和光的产品。
本书基于Arduino 1.8版本，包含实用的示例和原则，可以帮助你立即入门Arduino、开展Arduino应用开发，以及改进现有项目。本书适合工程师、设计师、艺术家、学生或Arduino爱好者阅读。
学完本书，你将：
·快速了解Arduino开发板和基本的软件概念。
·学习读取数字信号和模拟信号的基础技术。
·将Arduino与各种流行的输入设备和传感器结合使用。
·驱动可视显示器，产生声音并控制几种类型的电机。
·使用远程控制（包括电视和电器）与设备进行交互。
·学习处理时间延迟和时间测量的技术。
·应用高级编码和内存处理技术。

本书是介绍Arduino基础入门以及应用的权威手册，适合新手入门使用，也适合有经验的开发者查漏补缺。第1章从最基础的Arduino开发环境搭建讲起，第2章着重讲解了Arduino所用开发语言的基础语法，第3章讲解了用代码实现数学运算。后续各章则通过一个个应用场景将各个技术点逐一展开介绍，不但提供了完整的代码，而且详细解释了涉及的技术原理。本书的最后三章（即第16～18章）则介绍了开发中常用的高级技巧。

前言1<br />第1章 入门指南11<br />1.0 概述11<br />1.1 安装集成开发环境15<br />1.2 安装Arduino板19<br />1.3 使用集成开发环境配制一个Arduino草图 21<br />1.4 上传和运行Blink草图24<br />1.5 创建和保存草图25<br />1.6 第一个简单的Arduino 项目28<br />1.7 使用不包含在标准发布库中的开发板33<br />1.8 使用32位Arduino板（或兼容板）36<br />第2章 Arduino编程40<br />2.0 简介40<br />2.1 典型的Arduino sketch41<br />2.2 使用简单基本类型（变量）42<br />2.3 使用浮点数45<br />2.4 使用数组48<br />2.5 使用Arduino字符串函数51<br />2.6 使用C字符串56<br />2.7 将逗号分隔的文本拆分为组57<br />2.8 将数字转换为字符串60<br />2.9 将字符串转换为数字62<br />2.10 将代码结构化为功能块65<br />2.11 从函数返回多个值69<br />2.12 条件语句72<br />2.13 重复一个语句序列73<br />2.14 用计数器重复陈述75<br />2.15 跳出循环77<br />2.16 基于单个变量采取不同的操作79<br />2.17 比较字符和数字值81<br />2.18 字符串的比较83<br />2.19 执行逻辑比较85<br />2.20 执行位运算86<br />2.21 复合运算和赋值88<br />第3章 数学运算90<br />3.0 简介90<br />3.1 加减乘除90<br />3.2 让变量递增或者递减92<br />3.3 两数相除的余数93<br />3.4 获取绝对值94<br />3.5 约束一个数为指定范围内的值95<br />3.6 找出优选值或者最小值96<br />3.7 幂运算97<br />3.8 计算平方根98<br />3.9 浮点数向上和向下取整98<br />3.10 三角函数99<br />3.11 随机数100<br />3.12 设置和读取位103<br />3.13 移位操作107<br />3.14 截取整型或者长整型的高位和低位字节108<br />3.15 通过高字节和低字节组成一个整型或者长整型110<br />第4章 串口通信113<br />4.0 简介113<br />4.1 从Arduino发送消息到计算机119<br />4.2 发送格式化的文本和数值数据123<br />4.3 Arduino接收串口数据128<br />4.4 在单条消息中发送多个文本字段132<br />4.5 在Arduino上从单条消息中接收多个文本字段139<br />4.6 从Arduino发送二进制数据141<br />4.7 在计算机上接收来自Arduino的二进制数据146<br />4.8 从Processing发送二进制数据到Arduino148<br />4.9 发送多个Arduino引脚的值151<br />4.10 将Arduino数据记录到计算机文件中155<br />4.11 发送数据到多个串口设备158<br />4.12 从多个串口设备接收数据162<br />4.13 在树莓派上使用Arduino167<br />第5章 简单的数字输入和模拟输入172<br />5.0简介172<br />5.1使用开关176<br />5.2使用一个无外部电阻器的开关179<br />5.3 按下开关时进行可靠的检测（去抖动）181<br />5.4确定开关被按下的时间184<br />5.5读取键盘189<br />5.6读取模拟值192<br />5.7 改变数值范围194<br />5.8 读取6个以上的模拟输入196<br />5.9测量5V内的电压199<br />5.10 响应电压变化202<br />5.11测量大于5V的电压（分压器）204<br />第6章 获取传感器的输入206<br />6.0 简介206<br />6.1 一个内置多个传感器的Arduino208<br />6.2 运动检测211<br />6.3 检测光强214<br />6.4 检测生物的动作216<br />6.5 测量距离218<br />6.6 准确测量距离223<br />6.7 检测振动225<br />6.8 检测声音227<br />6.9 测量温度231<br />6.10 读取 RFID（NFC）标签235<br />6.11 追踪旋转动作238<br />6.12 在繁忙程序里使用中断追踪旋转动作241<br />6.13 使用鼠标243<br />6.14 从GPS获取位置信息247<br />6.15 使用陀螺仪检测旋转252<br />6.16 检测方向254<br />6.17 读取加速度计257<br />第7章 可视化输出260<br />7.0 简介260<br />7.1 连接和使用LED264<br />7.2 调节LED的亮度267<br />7.3 驱动高能耗LED268<br />7.4 调节LED的颜色270<br />7.5 控制大量彩色LED273<br />7.6 串联多个LED：绘制条形图276<br />7.7 串联多个LED：流水序列281<br />7.8 用Multiplexing控制LED矩阵282<br />7.9 用LED矩阵显示图像286<br />7.10 控制LED矩阵：查理复用算法289<br />7.11 驱动7段LED295<br />7.12 驱动多位7段显示屏：多路复用298<br />7.13 用最少的引脚驱动多位7段显示屏300<br />7.14 用MAX72xx移位寄存器控制一组LED302<br />7.15 使用PWM扩展芯片实现增加模拟输出数量304<br />7.16 用模拟面板仪表作为输出307<br />第8章 物理输出309<br />8.0 简介309<br />8.1使用伺服控制旋转位置312<br />8.2使用电位计或传感器控制伺服旋转314<br />8.3 控制连续旋转伺服装置的速度316<br />8.4 使用计算机命令控制伺服系统318<br />8.5驱动无刷电机（使用hobby伺服速度控制器）319<br />8.6 控制电磁阀和继电器320<br />8.7 使物体振动322<br />8.8 使用晶体管驱动有刷电机324<br />8.9 用H桥控制有刷电机的方向326<br />8.10用H桥控制有刷电机的方向和速度329<br />8.11使用传感器控制有刷电机的方向和速度331<br />8.12 驱动双极步进电机337<br />8.13 驱动双极步进电机（使用易驱板）340<br />8.14 使用ULN2003A驱动步进电机343<br />第9章 音频输出346<br />9.0 简介346<br />9.1 播放音调349<br />9.2 演奏简单的旋律351<br />9.3 同时产生多个音调353<br />9.4 在不干扰PWM的情况下生成音频音调355<br />9.5 控制MIDI357<br />9.6 制作音频合成器360<br />9.7 实现高质量音频合成362<br />第10章 远程控制外部设备365<br />10.0 简介365<br />10.1 响应红外遥控器366<br />10.2 解码红外遥控信号368<br />10.3 模拟远程控制信号372<br />10.4 控制数码相机375<br />10.5 通过Hack远程控制开关控制交流设备377<br />第11章 使用显示屏381<br />11.0 简介381<br />11.1连接和使用文字LCD381<br />11.2 文本格式化385<br />11.3 打开或关闭光标和显示屏388<br />11.4 滚动文本389<br />11.5 显示特殊符号392<br />11.6 创建自定义字符395<br />11.7 显示大于单个字符的符号397<br />11.8 显示小于单个字符的像素400<br />11.9 选择图形LCD402<br />11.10 控制全彩LCD404<br />11.11 控制单色OLED407<br />第12章 使用时间和日期412<br />12.0 简介412<br />12.1 使用毫秒确定持续时间412<br />12.2 在代码中创建暂停413<br />12.3 更准确地测量脉冲的持续时间417<br />12.4 使用Arduino作为时钟419<br />12.5 创建定时任务以定期调用函数427<br />12.6 使用实时时钟430<br />第13章 利用I2C和SPI进行通信435<br />13.0 简介435<br />13.1 连接多个I2C设备441<br />13.2 连接多个SPI设备444<br />13.3 使用I2C集成电路447<br />13.4 使用I2C端口扩展器增加I/O450<br />13.5 两个或多个Arduino板之间的通信454<br />13.6 使用Wii nunchuck加速度计458<br />第14章 简单的无线通信464<br />14.0简介464<br />14.1 使用低成本无线模块发送消息464<br />14.2 通过ZigBee或802.15.4网络连接Arduino471<br />14.3 向指定XBee发送消息478<br />14.4在XBee之间发送传感器数据481<br />14.5 激活连接到XBee的执行器486<br />14.6 与经典蓝牙设备通信491<br />14.7 与蓝牙低能耗设备通信494<br />第15章 Wi-Fi和以太网497<br />15.0 简介497<br />15.1 连接到以太网499<br />15.2 自动获取你的IP地址503<br />15.3 发送和接收简单消息（UDP）504<br />15.4 使用带有内置Wi-Fi的Arduino512<br />15.5 使用低成本模块连接到Wi-Fi515<br />15.6从Web响应中提取数据520<br />15.7 使用XML从Web服务器请求数据525<br />15.8 将Arduino设置为Web服务器527<br />15.9 处理传入的Web请求532<br />15.10 处理特定页面的传入请求536<br />15.11 使用HTML格式化Web服务器响应541<br />15.12 使用表单请求Web数据（POST）545<br />15.13 提供包含大量数据的网页 549<br />15.14 发送Twitter消息556<br />15.15 物联网数据交换558<br />15.16 向MQTT代理发布数据559<br />15.17 从MQTT消息服务订阅数据561<br />15.18 从互联网时间服务器获取时间563<br />第16章 库的使用、修改和创建569<br />16.0 简介569<br />16.1 使用内建的库569<br />16.2 安装第三方库572<br />16.3 修改库574<br />16.4 创建自己的库578<br />16.5 基于其他库开发新库583<br />16.6 更新第三方库适配Arduino 1.0589<br />第17章 高级编程和内存操作591<br />17.0 简介591<br />17.1 理解Arduino编译过程592<br />17.2 确定已用和空闲RAM的数量595<br />17.3 在程序存储器中保存和查找数值598<br />17.4 在程序存储器中保存和查找字符串601<br />17.5 利用#define 和const 代替整数603<br />17.6 使用条件编译604<br />第18章 使用控制器芯片硬件607<br />18.0 简介607<br />18.1 在EEPROM中持久存储数据611<br />18.2 当引脚状态发生变化时自动响应615<br />18.3 执行重复任务617<br />18.4 设置定时器脉冲宽度和持续时间620<br />18.5 创建脉冲发生器621<br />18.6 改变定时器的PWM频率624<br />18.7 脉冲计数626<br />18.8 更准确地测量脉冲628<br />18.9 快速测量模拟值631<br />18.10 降低电池消耗633<br />18.11 快速设置数字引脚635<br />18.12 使用编程器上传sketch638<br />18.13 替换Arduino的bootloader639<br />18.14 移动PC或者Mac的鼠标指针640<br />附录A 电子元件643<br />附录B 使用原理图和数据手册647<br />附录C 构建和连接电路652<br />附录D 软件异常排查655<br />附录E 硬件排错技巧659<br />附录F 数字和模拟引脚661<br />附录G ASCII和扩展字符集664