描述
开 本: 16开纸 张: 胶版纸包 装: 平装胶订是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787030311528丛书名: 图解电子创新制作
编辑推荐
电子器件,制作,图解
内容简介
《基于Arduino的趣味电子制作》向具有个性的电子爱好者提供了30个基于Arduino板的计算机控制小项目，内容涉及发光二极管指示、传感器、声音控制、舵机控制等各个方面。每一个项目都详细给出了硬件电路的原理电路图、实物连接方法和软件程序清单，制作过程简单易行，具有一定电子技术基础的电子爱好者即能顺利完成项目。
目 录
目录
第1章 快速入门 1
1.1 供电准备 1
1.2 安装软件 2
1.2.1 Windows操作系统中的安装 3
1.2.2 Mac OS X操作系统中的安装 6
1.2.3 LINUX操作系统中的安装 8
1.3 配置Arduino环境 8
1.4 下载项目文件 10
1.5 项目——闪烁的LED 10
1.5.1 软件 10
1.5.2 硬件 12
1.5.3 面包板 14
1.6 小结 16
第2章 Arduino教程 17
2.1 微控制器 17
2.2 Arduino板简介 18
2.2.1 电源 18
2.2.2 电源连接 19
2.2.3 模拟输入 21
2.2.4 数字引脚 21
2.2.5 微控制器 22
2.2.6 其他部件 23
2.3 Arduino系列 24
2.4 C语言 25
2.4.1 一个例子 25
2.4.2 变量和数据类型 29
2.4.3 运算 30
2.4.4 字符串 30
2.4.5 条件语句 30
2.5 小结 32
第3章 LED项目 33
3.1 项目2——摩尔斯电码SOS闪光装置 33
3.1.1 硬件 34
3.1.2 软件 34
3.1.3 项目集成 37
3.1.4 循环 37
3.1.5 数组 38
3.2 项目3——摩尔斯代码翻译机 39
3.2.1 硬件 40
3.2.2 软件 40
3.2.3 项目集成 44
3.3 项目4——高亮度摩尔斯代码翻译器 45
3.3.1 硬件 45
3.3.2 软件 48
3.3.3 项目集成 49
3.3.4 制作一个原型电路板 49
3.4 小结 53
第4章 更多的LED项目 55
4.1 数字输入和输出 55
4.2 项目5——交通信号灯模型 56
4.2.1 硬件 56
4.2.2 软件 58
4.2.3 项目集成 59
4.3 项目6——闪光灯 59
4.3.1 硬件 60
4.3.2 软件 61
4.3.3 项目集成 62
4.3.4 制作一个原型电路板 62
4.4 项目7——S. A. D(季节性情感紊乱)灯 64
4.4.1 硬件 65
4.4.2 软件 68
4.4.3 项目集成 70
4.4 项目8——大功率闪光灯 70
4.4.1 硬件 70
4.4.2 软件 71
4.4.3 项目集成 72
4.5 生成随机数 73
4.6 项目9——LED骰子 73
4.6.1 硬件 74
4.6.2 软件 75
4.6.3 项目集成 77
4.7 小结 77
第5章 传感器项目 79
5.1 项目10——键盘密码 79
5.1.1 硬件 80
5.1.2 软件 83
5.1.3 项目集成 86
5.2 旋转编码器 86
5.3 项目11——采用旋转编码器的交通信号灯模型 87
5.3.1 硬件 87
5.3.2 软件 88
5.3.3 项目集成 92
5.4 光传感器 92
5.5 项目12——脉搏监测仪 93
5.5.1 硬件 93
5.5.2 软件 95
5.5.3 项目集成 98
5.6 温度测量 98
5.7 项目13——基于USB的温度记录仪 99
5.7.1 硬件 100
5.7.2 软件 100
5.7.3 项目集成 106
5.8 小结 107
第6章 发光器件项目 109
6.1 项目14——多色发光显示器 109
6.1.1 硬件 110
6.1.2 软件 111
6.1.3 项目集成 113
6.2 七段LED 114
6.3 项目15——七段LED双骰子 116
6.3.1 硬件 116
6.3.2 软件 118
6.3.3 项目集成 120
6.4 项目16——LED阵列 120
6.4.1 硬件 121
6.4.2 软件 122
6.4.3 项目集成 125
6.5 LCD显示器 127
6.6 项目17——基于USB接口的信息显示板 128
6.6.1 硬件 128
6.6.2 软件 129
6.6.3 项目集成 130
6.7 小结 130
第7章 声音项目 131
7.1 项目18——示波器 131
7.1.1 硬件 132
7.1.2 软件 134
7.1.3 项目集成 135
7.2 声音产生器 136
7.3 项目19——音调演奏器 137
7.3.1 硬件 138
7.3.2 软件 139
7.3.3 项目集成 142
7.4 项目20——光敏竖琴 142
7.4.1 硬件 143
7.4.2 软件 143
7.4.3 项目集成 146
7.5 项目21——VU表 146
7.5.1 硬件 147
7.5.2 软件 148
7.5.3 项目集成 149
7.6 小结 149
第8章 电源项目 151
8.1 项目22——LCD恒温器 151
8.1.1 硬件 152
8.1.2 软件 153
8.1.3 项目集成 158
8.2 项目23——计算机控制风扇 159
8.2.1 硬件 160
8.2.2 软件 160
8.2.3 项目集成 161
8.3 H-桥控制器 161
8.4 项目24——催眠器 162
8.4.1 硬件 163
8.4.2 软件 165
8.4.3 项目集成 166
8.5 舵机 166
8.6 项目25——伺服控制激光器 167
8.6.1 硬件 168
8.6.2 软件 169
8.6.3 项目集成 172
8.6.4 制作原型电路板 172
8.7 小结 174
第9章 综合性项目 175
9.1 项目26——测谎仪 175
9.1.1 硬件 176
9.1.2 软件 176
9.1.3 项目集成 179
9.2 项目27——磁性门锁 179
9.2.1 硬件 180
9.2.2 软件 181
9.2.3 项目集成 185
9.3 项目28——红外遥控器 185
9.3.1 硬件 186
9.3.2 软件 187
9.3.3 项目集成 191
9.4 项目29——Lilypad时钟 192
9.4.1 硬件 192
9.4.2 软件 195
9.4.3 项目集成 197
9.5 项目30——倒计时定时器 198
9.5.1 硬件 199
9.5.2 软件 199
9.5.3 项目集成 204
9.6 小结 204
第10章 开发自己的项目 205
10.1 电路 205
10.1.1 原理电路图 205
10.1.2 元器件符号 207
10.2 元器件 207
10.2.1 产品手册 208
10.2.2 电阻 208
10.2.3 晶体管 209
10.2.4 其他半导体器件 211
10.2.5 模块和板卡 211
10.2.6 购买元器件 212
10.3 工具 212
10.3.1 元器件箱 213
10.3.2 斜口钳和尖嘴钳 213
10.3.3 焊接 214
10.3.4 万用表 215
10.3.5 示波器 217
10.4 项目设计思想 218
附录 元器件与供货商 219
译后记 223
第1章 快速入门 1
1.1 供电准备 1
1.2 安装软件 2
1.2.1 Windows操作系统中的安装 3
1.2.2 Mac OS X操作系统中的安装 6
1.2.3 LINUX操作系统中的安装 8
1.3 配置Arduino环境 8
1.4 下载项目文件 10
1.5 项目——闪烁的LED 10
1.5.1 软件 10
1.5.2 硬件 12
1.5.3 面包板 14
1.6 小结 16
第2章 Arduino教程 17
2.1 微控制器 17
2.2 Arduino板简介 18
2.2.1 电源 18
2.2.2 电源连接 19
2.2.3 模拟输入 21
2.2.4 数字引脚 21
2.2.5 微控制器 22
2.2.6 其他部件 23
2.3 Arduino系列 24
2.4 C语言 25
2.4.1 一个例子 25
2.4.2 变量和数据类型 29
2.4.3 运算 30
2.4.4 字符串 30
2.4.5 条件语句 30
2.5 小结 32
第3章 LED项目 33
3.1 项目2——摩尔斯电码SOS闪光装置 33
3.1.1 硬件 34
3.1.2 软件 34
3.1.3 项目集成 37
3.1.4 循环 37
3.1.5 数组 38
3.2 项目3——摩尔斯代码翻译机 39
3.2.1 硬件 40
3.2.2 软件 40
3.2.3 项目集成 44
3.3 项目4——高亮度摩尔斯代码翻译器 45
3.3.1 硬件 45
3.3.2 软件 48
3.3.3 项目集成 49
3.3.4 制作一个原型电路板 49
3.4 小结 53
第4章 更多的LED项目 55
4.1 数字输入和输出 55
4.2 项目5——交通信号灯模型 56
4.2.1 硬件 56
4.2.2 软件 58
4.2.3 项目集成 59
4.3 项目6——闪光灯 59
4.3.1 硬件 60
4.3.2 软件 61
4.3.3 项目集成 62
4.3.4 制作一个原型电路板 62
4.4 项目7——S. A. D(季节性情感紊乱)灯 64
4.4.1 硬件 65
4.4.2 软件 68
4.4.3 项目集成 70
4.4 项目8——大功率闪光灯 70
4.4.1 硬件 70
4.4.2 软件 71
4.4.3 项目集成 72
4.5 生成随机数 73
4.6 项目9——LED骰子 73
4.6.1 硬件 74
4.6.2 软件 75
4.6.3 项目集成 77
4.7 小结 77
第5章 传感器项目 79
5.1 项目10——键盘密码 79
5.1.1 硬件 80
5.1.2 软件 83
5.1.3 项目集成 86
5.2 旋转编码器 86
5.3 项目11——采用旋转编码器的交通信号灯模型 87
5.3.1 硬件 87
5.3.2 软件 88
5.3.3 项目集成 92
5.4 光传感器 92
5.5 项目12——脉搏监测仪 93
5.5.1 硬件 93
5.5.2 软件 95
5.5.3 项目集成 98
5.6 温度测量 98
5.7 项目13——基于USB的温度记录仪 99
5.7.1 硬件 100
5.7.2 软件 100
5.7.3 项目集成 106
5.8 小结 107
第6章 发光器件项目 109
6.1 项目14——多色发光显示器 109
6.1.1 硬件 110
6.1.2 软件 111
6.1.3 项目集成 113
6.2 七段LED 114
6.3 项目15——七段LED双骰子 116
6.3.1 硬件 116
6.3.2 软件 118
6.3.3 项目集成 120
6.4 项目16——LED阵列 120
6.4.1 硬件 121
6.4.2 软件 122
6.4.3 项目集成 125
6.5 LCD显示器 127
6.6 项目17——基于USB接口的信息显示板 128
6.6.1 硬件 128
6.6.2 软件 129
6.6.3 项目集成 130
6.7 小结 130
第7章 声音项目 131
7.1 项目18——示波器 131
7.1.1 硬件 132
7.1.2 软件 134
7.1.3 项目集成 135
7.2 声音产生器 136
7.3 项目19——音调演奏器 137
7.3.1 硬件 138
7.3.2 软件 139
7.3.3 项目集成 142
7.4 项目20——光敏竖琴 142
7.4.1 硬件 143
7.4.2 软件 143
7.4.3 项目集成 146
7.5 项目21——VU表 146
7.5.1 硬件 147
7.5.2 软件 148
7.5.3 项目集成 149
7.6 小结 149
第8章 电源项目 151
8.1 项目22——LCD恒温器 151
8.1.1 硬件 152
8.1.2 软件 153
8.1.3 项目集成 158
8.2 项目23——计算机控制风扇 159
8.2.1 硬件 160
8.2.2 软件 160
8.2.3 项目集成 161
8.3 H-桥控制器 161
8.4 项目24——催眠器 162
8.4.1 硬件 163
8.4.2 软件 165
8.4.3 项目集成 166
8.5 舵机 166
8.6 项目25——伺服控制激光器 167
8.6.1 硬件 168
8.6.2 软件 169
8.6.3 项目集成 172
8.6.4 制作原型电路板 172
8.7 小结 174
第9章 综合性项目 175
9.1 项目26——测谎仪 175
9.1.1 硬件 176
9.1.2 软件 176
9.1.3 项目集成 179
9.2 项目27——磁性门锁 179
9.2.1 硬件 180
9.2.2 软件 181
9.2.3 项目集成 185
9.3 项目28——红外遥控器 185
9.3.1 硬件 186
9.3.2 软件 187
9.3.3 项目集成 191
9.4 项目29——Lilypad时钟 192
9.4.1 硬件 192
9.4.2 软件 195
9.4.3 项目集成 197
9.5 项目30——倒计时定时器 198
9.5.1 硬件 199
9.5.2 软件 199
9.5.3 项目集成 204
9.6 小结 204
第10章 开发自己的项目 205
10.1 电路 205
10.1.1 原理电路图 205
10.1.2 元器件符号 207
10.2 元器件 207
10.2.1 产品手册 208
10.2.2 电阻 208
10.2.3 晶体管 209
10.2.4 其他半导体器件 211
10.2.5 模块和板卡 211
10.2.6 购买元器件 212
10.3 工具 212
10.3.1 元器件箱 213
10.3.2 斜口钳和尖嘴钳 213
10.3.3 焊接 214
10.3.4 万用表 215
10.3.5 示波器 217
10.4 项目设计思想 218
附录 元器件与供货商 219
译后记 223
在线试读
第1章 快速入门
本章献给那些迫不及待地想使用Arduino系统的电子发烧友们，相信你们已经得到新的Arduino板，并且迫切地想用它做些事情。
那么，让我们言归正传
1.1 供电准备
当你购买了一个Arduino Diecimila或Duemilanove板时，通常板上已经预先安装了一个简单的能使内置LED(发光二极管)闪烁的程序。图1.1 所示为一个点亮了LED 的Arduino兼容板。
图1.1 通电后LED点亮的Arduino板
标示为L的LED与板上的一个数字输入/输出接口相连接。它连接于数字插孔13，这样做虽然限制了数字插孔13再作为输出接口来使用，但是由于LED仅仅使用很小一部分电流，所以该数字插孔仍然可以与其他器件相连接使用。
你所需要做的就是为Arduino系统提供电源使之运行起来。*简单的方法就是将它插入计算机的USB 接口。你可能需要一个和通常用来连接电脑和打印机的电缆线相同的A 型或B 型的USB 线。
如果你使用的是早期的Arduino Diecimila板，一定要确保电源跳线处于USB位置，如图1.1 所示。只有电源跳线将两个突起的针连接起来，才能允许Arduino板从USB口获取电源。新型的Arduino Duemilanove板不再使用跳线，它可以自动地选择电源的来源。
如果所有部件都正常工作，LED会每2秒钟闪烁一次。这样做的目的在于利用已经存在于板子中的闪烁程序对板子的工作状态进行验证。如果你的板子在连接好之后LED并没有闪烁，请检查以下事项：电源跳线(如果有)是否处于正确的位置；尝试接入其他的USB接口，因为在同一台计算机的不同USB接口中有一些能提供更多的电量；也可以按下“Reset(复位)”键，使LED立即被点亮。如果这样做了之后LED仍然没有闪烁的话，那么很有可能是因为板子上没有安装Flash(闪烁)程序。不过不要失望，这个闪烁程序作为我们的**个项目实例，一旦安装好编译环境之后，我们就可以进行下载和修改了。
1.2 安装软件
现在我们让Arduino工作起来。我们把软件安装到系统之后，就可以更改闪烁程序并且下载至Arduino板上。具体的安装步骤因所使用的操作系统不同而有所不同，但是其中的基本原理都是一致的。
安装USB驱动使得计算机能够通过USB接口与Arduinos系统进行通信，主要用于编程和传递信息。
安装Arduino开发环境，在你的计算机上运行这个软件程序后，可以在该环境中编写项目文件，并将其下载至Arduino板子上。
在Arduino主页上提供**版本的软件。
1.2.1 Windows操作系统中的安装
根据Arduino主页上提供的下载链接信息，选择Windows版本的软件，开始下载后将会看到图1.2所示的下载对话框，Zip压缩文件中包含了Arduino软件。*好下载比图中所示版本17更新的软件。软件的下载非常容易，如果在下载过程中遇到了麻烦，可以退回至Arduino主页，参考相关的说明。
图1.2 下载Windows版本的Arduino软件
Arduino软件并不区分Windows版本，所下载的软件在Windows XP及之前各版本的Windows系统中都能够使用。下面的安装指导以Windows XP操作系统为例。
在图1.2 所示的对话框中选择“Save(保存)”，将Zip压缩文件保存至桌面。压缩文件中的文件夹将成为主要的Arduino路径，所以现在我们把压缩文件解压至目录下。
可以在Windows XP操作系统中选定压缩文件完成解压任务，方法是点击鼠标右键，在图1.3所示的菜单中选择“Extract All (解压全部)”选项，启动解压向导，如图1.4所示。
图1.3 Windows操作系统中的Extract All (解压全部)选项
图1.4 在Windows操作系统中解压Arduino 文件
点击“Next(下一步)”，然后将解压后的文件夹路径修改为，如图1.5 所示，然后再点击“Next”。
图1.5 指定解压路径
解压向导为该版本的Arduino系统(在本例中的版本为17) 建立了一个新的文件夹。用户也可以同时使用多种版本的Arduino软件，各种版本之间的区别在于存放的路径不同。事实上，Arduino系统软件的更新并不频繁，同时也考虑到了与早期版本之间的兼容性问题。所以，除非新版软件中有你需要用到的新功能，或是原有的软件存在问题，否则不必更新至*终版本。
现在我们已经在正确的位置建立了Arduino文件夹，下面我们需要安装USB驱动程序。将Arduino板插入计算机触发图1.6所示的“Widnows系统找到新硬件向导”，这样就可以让Windows系统完成USB驱动的安装。
图1.6 Windows系统找到新硬件向导
在图1.6所示对话框中选择“NO，not this time”选项，然后点击“Next”。
在随后出现的图1.7 所示的对话框中点击从指定位置安装选项，键人或选择USB 驱动所在的位置。需要注意的是，如果下载了不同版本的软件，那么需要在路径输人框中更改0017 版本号。
全部安装完成之后就可以启动Arduino系统软件了。打开“我的电脑”，进入图1.8 所示的文件夹，再点击Arduino图标，启动Arduino系统软件。
注意:此时Arduino系统软件还没有快捷方式，可以先选择Arduino系统软件图标，再右击鼠标，选择创建快捷方式，而后将其放置于桌面。
下面介绍在Mac和Linux系统下安装Arduino软件的步骤，Windows系统用户可以跳过这部分。
图1.7 设置USB驱动的位置
图1.8 在Windows系统中启动Arduino系统软件
1.2.2 Mac OS X操作系统中的安装
将Arduino软件安装在Mac系统中的过程比将其安装在PC机上更容易。如前所述，**步是下载文件，这次下载的是Mac版本的软件，这是一个镜像文件。一且下载成功，则要安装这个镜像文件，并打开一个定位程序窗口，
本章献给那些迫不及待地想使用Arduino系统的电子发烧友们，相信你们已经得到新的Arduino板，并且迫切地想用它做些事情。
那么，让我们言归正传
1.1 供电准备
当你购买了一个Arduino Diecimila或Duemilanove板时，通常板上已经预先安装了一个简单的能使内置LED(发光二极管)闪烁的程序。图1.1 所示为一个点亮了LED 的Arduino兼容板。
图1.1 通电后LED点亮的Arduino板
标示为L的LED与板上的一个数字输入/输出接口相连接。它连接于数字插孔13，这样做虽然限制了数字插孔13再作为输出接口来使用，但是由于LED仅仅使用很小一部分电流，所以该数字插孔仍然可以与其他器件相连接使用。
你所需要做的就是为Arduino系统提供电源使之运行起来。*简单的方法就是将它插入计算机的USB 接口。你可能需要一个和通常用来连接电脑和打印机的电缆线相同的A 型或B 型的USB 线。
如果你使用的是早期的Arduino Diecimila板，一定要确保电源跳线处于USB位置，如图1.1 所示。只有电源跳线将两个突起的针连接起来，才能允许Arduino板从USB口获取电源。新型的Arduino Duemilanove板不再使用跳线，它可以自动地选择电源的来源。
如果所有部件都正常工作，LED会每2秒钟闪烁一次。这样做的目的在于利用已经存在于板子中的闪烁程序对板子的工作状态进行验证。如果你的板子在连接好之后LED并没有闪烁，请检查以下事项：电源跳线(如果有)是否处于正确的位置；尝试接入其他的USB接口，因为在同一台计算机的不同USB接口中有一些能提供更多的电量；也可以按下“Reset(复位)”键，使LED立即被点亮。如果这样做了之后LED仍然没有闪烁的话，那么很有可能是因为板子上没有安装Flash(闪烁)程序。不过不要失望，这个闪烁程序作为我们的**个项目实例，一旦安装好编译环境之后，我们就可以进行下载和修改了。
1.2 安装软件
现在我们让Arduino工作起来。我们把软件安装到系统之后，就可以更改闪烁程序并且下载至Arduino板上。具体的安装步骤因所使用的操作系统不同而有所不同，但是其中的基本原理都是一致的。
安装USB驱动使得计算机能够通过USB接口与Arduinos系统进行通信，主要用于编程和传递信息。
安装Arduino开发环境，在你的计算机上运行这个软件程序后，可以在该环境中编写项目文件，并将其下载至Arduino板子上。
在Arduino主页上提供**版本的软件。
1.2.1 Windows操作系统中的安装
根据Arduino主页上提供的下载链接信息，选择Windows版本的软件，开始下载后将会看到图1.2所示的下载对话框，Zip压缩文件中包含了Arduino软件。*好下载比图中所示版本17更新的软件。软件的下载非常容易，如果在下载过程中遇到了麻烦，可以退回至Arduino主页，参考相关的说明。
图1.2 下载Windows版本的Arduino软件
Arduino软件并不区分Windows版本，所下载的软件在Windows XP及之前各版本的Windows系统中都能够使用。下面的安装指导以Windows XP操作系统为例。
在图1.2 所示的对话框中选择“Save(保存)”，将Zip压缩文件保存至桌面。压缩文件中的文件夹将成为主要的Arduino路径，所以现在我们把压缩文件解压至目录下。
可以在Windows XP操作系统中选定压缩文件完成解压任务，方法是点击鼠标右键，在图1.3所示的菜单中选择“Extract All (解压全部)”选项，启动解压向导，如图1.4所示。
图1.3 Windows操作系统中的Extract All (解压全部)选项
图1.4 在Windows操作系统中解压Arduino 文件
点击“Next(下一步)”，然后将解压后的文件夹路径修改为，如图1.5 所示，然后再点击“Next”。
图1.5 指定解压路径
解压向导为该版本的Arduino系统(在本例中的版本为17) 建立了一个新的文件夹。用户也可以同时使用多种版本的Arduino软件，各种版本之间的区别在于存放的路径不同。事实上，Arduino系统软件的更新并不频繁，同时也考虑到了与早期版本之间的兼容性问题。所以，除非新版软件中有你需要用到的新功能，或是原有的软件存在问题，否则不必更新至*终版本。
现在我们已经在正确的位置建立了Arduino文件夹，下面我们需要安装USB驱动程序。将Arduino板插入计算机触发图1.6所示的“Widnows系统找到新硬件向导”，这样就可以让Windows系统完成USB驱动的安装。
图1.6 Windows系统找到新硬件向导
在图1.6所示对话框中选择“NO，not this time”选项，然后点击“Next”。
在随后出现的图1.7 所示的对话框中点击从指定位置安装选项，键人或选择USB 驱动所在的位置。需要注意的是，如果下载了不同版本的软件，那么需要在路径输人框中更改0017 版本号。
全部安装完成之后就可以启动Arduino系统软件了。打开“我的电脑”，进入图1.8 所示的文件夹，再点击Arduino图标，启动Arduino系统软件。
注意:此时Arduino系统软件还没有快捷方式，可以先选择Arduino系统软件图标，再右击鼠标，选择创建快捷方式，而后将其放置于桌面。
下面介绍在Mac和Linux系统下安装Arduino软件的步骤，Windows系统用户可以跳过这部分。
图1.7 设置USB驱动的位置
图1.8 在Windows系统中启动Arduino系统软件
1.2.2 Mac OS X操作系统中的安装
将Arduino软件安装在Mac系统中的过程比将其安装在PC机上更容易。如前所述，**步是下载文件，这次下载的是Mac版本的软件，这是一个镜像文件。一且下载成功，则要安装这个镜像文件，并打开一个定位程序窗口，
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