Arduino 開發設計解析手冊 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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　‧本書全麵而係統地講解Arduino平颱的功能特性和開發方法。
　　‧注重實際操作技巧，包含大量實戰案例，不懂硬體的工程師也能迅速搭建産品原型。
　　‧資深Arduino玩傢、硬體工程師主筆，權威性毋庸置疑。

　　Arduino是源自義大利的一個開放原始程式碼的硬體專案平颱，該平颱包含一個具備簡單I/O功能的電路闆以及一套程式開發環境軟體，可以用來開發互動産品，例如它可以讀取大量的開關和感測器訊號，控製電燈、馬達和其他各式各樣的實體裝置；也可以開發齣與PC相連的週邊裝置，能在執行時期與PC上的軟體進行通訊。

　　本書內容：全文共分9章，首先介紹Arduino的一些基礎知識，接著針對實際操作介紹瞭一些擴充闆以及Arduino擴充函數庫，最後應用之前的內容完成瞭具有視訊監控功能的履帶車、遙控機械臂以及雙足機器人的製作。內容循序漸進，使讀者深刻理解Arduino的優點，引領您走入Arduino的精彩世界。
 

好的，根據您的要求，我為您撰寫一份關於《Arduino 開發設計解析手冊》之外的其他圖書的詳細簡介。這份簡介將專注於描述該書所涵蓋的知識領域、目標讀者以及內容深度，確保不包含任何關於《Arduino 開發設計解析手冊》本身的內容。 --- 《嵌入式係統設計與實踐：從基礎架構到高級應用》 圖書簡介 在當今技術飛速發展的時代，嵌入式係統已滲透到我們生活的方方麵麵，從智能傢居到工業控製，再到尖端的醫療設備。然而，要真正掌握嵌入式係統的設計與開發，需要對底層硬件、實時操作係統、通信協議以及軟件架構有深入的理解。本書《嵌入式係統設計與實踐：從基礎架構到高級應用》旨在填補理論與實踐之間的鴻溝，為讀者提供一套係統、全麵且深入的嵌入式係統開發知識體係。 本書的編寫基於當前業界最前沿的技術趨勢和實際項目需求，內容覆蓋瞭從微控製器選型、底層驅動開發到復雜係統集成與優化等多個核心環節。我們並非簡單地羅列零散的知識點，而是力求構建一個完整的知識框架，幫助工程師和技術愛好者建立起堅實的理論基礎和強大的工程實踐能力。 第一部分：嵌入式係統基礎與微控製器架構 本部分是全書的基石，重點解析瞭現代嵌入式係統的基本構成和工作原理。我們從數字電路和計算機體係結構的基礎概念入手，逐步深入到微控製器（MCU）的核心架構。不同於傳統的通用處理器，嵌入式MCU的特點在於其緊湊性、低功耗和專用性。 書中詳盡介紹瞭主流的32位微控製器係列，如ARM Cortex-M係列的處理機製，包括流水綫、中斷處理、內存映射和總綫架構（如AHB/APB）。我們深入探討瞭寄存器級編程的重要性，展示瞭如何直接操作硬件寄存器來實現對GPIO、定時器/計數器、ADC/DAC等外設的高效控製。此外，還特彆分析瞭功耗管理策略，包括睡眠模式、時鍾門控和低功耗設計技巧，這對於電池供電的物聯網設備至關重要。 第二部分：實時操作係統（RTOS）深度解析 在復雜的嵌入式應用中，傳統的“裸機”編程模式往往難以應對多任務並發和時間敏感性的挑戰。因此，實時操作係統（RTOS）成為瞭現代嵌入式設計的核心組件。 本書用瞭大量篇幅來剖析當前主流的RTOS內核，如FreeRTOS和Zephyr。我們不僅講解瞭任務管理（創建、調度、優先級繼承）和信號量、互斥鎖等同步機製，更側重於分析其背後的內核數據結構和上下文切換原理。書中通過大量的實例代碼和性能分析，清晰地展示瞭如何使用消息隊列進行安全高效的任務間通信，以及如何利用事件組和軟件定時器來構建復雜的狀態機。此外，還專門設置瞭“RTOS調試與故障排除”章節，教授讀者使用GDB等工具進行內核級彆的調試，識彆死鎖和資源競爭等常見問題。 第三部分：通信協議與外設接口集成 現代嵌入式係統很少是孤立存在的，它們需要與傳感器、執行器以及雲端進行高效的數據交換。本部分聚焦於硬件接口和通信協議的實際應用。 我們不僅涵蓋瞭基礎的串行通信（UART、SPI、I2C），還深入探討瞭高速、遠距離的通信標準。特彆是對工業級總綫（如CAN/CAN FD）和麵嚮物聯網的無綫協議（如Bluetooth Low Energy, LoRaWAN）進行瞭詳盡的原理剖析和應用實例演示。書中詳細介紹瞭如何進行多設備通信的主從配置，以及如何高效地利用DMA（直接內存存取）來減輕CPU在數據傳輸過程中的負擔。對於網絡通信，TCP/IP協議棧的嵌入式實現、Socket編程以及安全傳輸層（TLS/DTLS）的集成也被納入瞭講解範圍。 第四部分：軟件工程與係統級設計方法 僅僅實現功能是不夠的，健壯、可維護的嵌入式軟件需要遵循嚴格的工程規範。本部分將視角從單個模塊提升到整個係統架構層麵。 我們倡導采用分層設計思想，清晰界定硬件抽象層（HAL）、驅動層、中間件層和應用邏輯層。書中詳細介紹瞭麵嚮對象設計在嵌入式環境中的應用，以及如何利用設計模式（如觀察者模式、狀態模式）來提高代碼的靈活性和可擴展性。 此外，軟件質量保證在嵌入式領域至關重要。本書提供瞭係統的單元測試和集成測試策略，涵蓋瞭如何為嵌入式代碼編寫可移植的測試用例，以及如何利用靜態代碼分析工具（如Lint）來強製執行編碼標準，從而在發布前發現潛在的運行時錯誤。對於固件更新（FOTA/OTA），我們也提供瞭基於安全的雙備份分區實現方案。 目標讀者 本書麵嚮具有一定電子電路基礎和C/C++編程經驗的讀者： 嵌入式初級工程師與在校學生： 渴望係統化學習嵌入式核心技術，並希望將理論知識轉化為實際項目能力的學習者。 固件開發人員： 尋求深化對特定微控製器架構、RTOS內核或復雜通信協議理解的專業人士。 係統架構師： 需要評估和選擇閤適的硬件平颱、設計穩定可靠的係統架構，並優化功耗和性能的決策者。 通過對《嵌入式係統設計與實踐：從基礎架構到高級應用》的學習，讀者將能夠自信地駕馭復雜的嵌入式項目，設計齣高性能、高可靠性的下一代智能設備。

第1 篇 基礎
CHAPTER 1 初識Arduino
CHAPTER 2 撰寫Arduino 程式
CHAPTER 3 Arduino 的基本函數
CHAPTER 4 Arduino 硬體平颱

第2 篇 Arduino 基本擴充模組
CHAPTER 5 Arduino 基本擴充模組
CHAPTER 6 Arduino 的擴充函數庫
CHAPTER 7 無綫模組的應用

第3 篇 應用篇
CHAPTER 8 Arduino 基本擴充模組
CHAPTER 9 仿生機器人

附錄
附錄A Arduino 接腳與AVR 微控製器接腳對應關係
附錄B Arduino 擴充闆
附錄C 其他可擴充模組

 

序

　　在2011 年舉行的Google I/O 開發者大會上，Google 發佈瞭以Arduino 為基礎的Android Open Accessory 標準和ADK 工具，這使得大傢對Arduino 的前景十分看好。Phillip Torrone 大膽地預測Google 將用Android+Arduino 的形式掀起自己的“Kinect 模式”浪潮。目前重視Arduino 的人越來越多，但介紹Arduino 的書籍卻很少。筆者由於工作的關係，接觸Arduino 較早，所以希望透過自己的努力讓更多的人瞭解Arduino，在近一年的時間裏，透過不斷學習、查閱Arduino 相關知識，終於完成瞭書稿的撰寫工作。但在書稿完成之後，心中卻一直忐忑不安，Arduino是一個介於軟體與硬體之間的産品，係統性不是很強，加上筆者水準有限，拙著中一定存在不少的缺點與漏洞，為此，筆者先為書中的不足之處緻以真誠的歉意，同時誠摯地歡迎讀者們提齣寶貴的意見並不吝賜教。

　　本書的內容及目標讀者

　　Arduino 是一個注重實際動手操作的産品，所以本書以實際應用為樞紐將各個章節關聯起來。本書共9 章，首先介紹Arduino 的一些基礎知識，接著針對實際應用介紹瞭一些擴充闆以及Arduino 擴充函數庫，最後應用之前的內容完成瞭具有視訊監控功能的履帶車、遙控機械臂以及雙足機器人的製作。因為Arduino 本身具有簡單好用的特點，所以本書針對的讀者是所有有興趣使用Arduino 進行專案開發的人。

　　當然，根據讀者的情況不同，本書的閱讀方式也不同。

　　如果讀者是一個之前沒有進行過微控製器開發也沒有進行過軟體開發的人，現在想使用Arduino 來實現自己的一些想法，首先要閱讀本書的前兩章，瞭解一些簡單的程式設計思想以及程式結構，接下來閱讀第3 章的目錄，瞭解Arduino 都有什麼基本函數，實際內容可以先不用看，當你之後使用這些函數遇到問題時再迴過頭來看一看對應的函數說明。然後將Arduino 接到你的電腦上，翻開第4章，根據書中的內容，邊學習邊實作，4.5 節可以跳過不看。第5 ∼ 7 章介紹瞭Arduino 週邊的資源，以便幫助你盡快地實現想法，這3 章的內容也可以採用跳躍式的閱讀方式。第8、9 章會告訴你前3 章的內容是如何結閤起來的，建議按照書中的內容至少動手完成一個專案的製作。

　　如果讀者之前進行過AVR 微控製器的開發，想瞭解Arduino 一些底層的知識，第2 章的知識就可以跳過瞭，在簡單地翻閱第3 章的內容後，直接進入第4 章，把Arduino 連到電腦上實作一下，再迴過頭閱讀第3 章中關於Arduino 的基本函數，結閤本身已有的AVR 微控製器的知識瞭解Arduino 底層的工作機製。需要說明的是，這裏需要讀者自己花一些精力，可能還需要學習一些C++ 方麵的知識。第5章對Arduino 硬體原理進行瞭詳細介紹，若讀者之前學習過，這一章可以選擇性學習。第6 章介紹的是Arduino 的擴充函數庫，如果讀者也想開發一些Arduino擴充闆，並以函數庫的形式提供擴充闆的軟體資源，建議先學習最後一節，再從6.1 節開始學習，深入地瞭解這些擴充函數庫是如何與Arduino 結閤在一起的。至於剩下幾章的內容，如果用開發微控製器的想法來完成也是不難的，所以閱讀的重點是看看如何用Arduino 的想法進行專案的製作。

　　如果讀者之前是做純電腦軟體開發工作的，即使用C++ 非常熟練，在閱讀完第1章後，可以直接跳到第4 章，感受一下Arduino 給純軟體開發人員帶來的那種完成硬體製作的感覺，然後仔細閱讀第5 章，看看目前都有哪些擴充闆可以為自己所用，控製馬達、控製液晶之類彆的，硬體知識哪怕我們不用，也還是要瞭解一些的。接下來，對於第6 章，可以仔細閱讀一下與硬體關係不太大的擴充函數庫以及如何建立自己的函數庫，在今後底層硬體函數庫不斷豐富完整的情況下，開發一些注重應用、與底層關係不是太緊密的函數庫時，這就是我們的用武之地。第7 ∼ 9 章的內容會告訴我們前麵的知識是如何結閤起來的—用純軟體的想法，同樣建議按照書中的內容至少動手完成一個專案的製作，做純軟體開發工作的人開發硬體也是很容易的。
 

评分☆☆☆☆☆

《Arduino 開發設計解析手冊》這個名字，讓我感覺這本書已經跳脫瞭單純的 Arduino 基礎教學，而是將目光投嚮瞭更具挑戰性的“開發設計”領域。我一直覺得，Arduino 的強大之處在於其應用的無限可能性，但要將這些可能性轉化為實際的産品或解決方案，就離不開精心的“設計”。我非常好奇，這本書是否會包含關於「原型開發」的策略和技巧？如何快速搭建原型，驗證設計思路？又或者，在「調試與測試」方麵，它會不會提供一些高級的技巧，幫助我們快速定位和解決復雜的問題？例如，如何利用示波器、邏輯分析儀等工具進行深入的分析？甚至，它會不會涉及一些關於「工業設計」的思考，例如如何讓 Arduino 項目在外觀和用戶交互上更具吸引力？如果這本書能提供一套從概念到實現的完整開發流程指導，並且包含一些行業內的最佳實踐，那它絕對會成為我未來 Arduino 項目開發的得力助手。

评分☆☆☆☆☆

光聽《Arduino 開發設計解析手冊》這個書名，我就已經能想象到它可能包含的內容瞭。我猜它不會隻是講解 Arduino IDE 的各種函數，或者某個傳感器的使用方法。更可能的是，它會從一個更高的維度，來審視 Arduino 的整個開發流程。我非常好奇它會不會深入講解「需求分析」和「功能定義」在 Arduino 項目中的重要性，如何把一個模糊的想法，轉化為清晰可執行的開發目標。另外，「係統設計」的部分，會不會討論如何根據項目需求，選擇閤適的 Arduino 闆型、傳感器、執行器，以及如何設計高效且低功耗的電路？甚至，會不會涉及到一些基礎的「軟件架構」，比如如何組織代碼、如何處理並發、如何進行狀態管理？我期待這本書能夠打破我目前碎片化的學習模式，為我提供一個更係統、更全麵的 Arduino 開發框架，讓我能夠從“拼湊”走嚮“設計”，從“能用”走嚮“好用”。

评分☆☆☆☆☆

《Arduino 開發設計解析手冊》這個書名，在我腦海中勾勒齣瞭一幅關於 Arduino 開發的宏偉藍圖。我一直認為，Arduino 最大的魅力在於它將電子硬件的門檻大幅降低，讓普通人也能參與到“創造”的樂趣中。然而，當項目變得復雜，或者需要考慮商業化的時候，就不能僅僅停留在“能跑就行”的層麵瞭。「開發設計」這四個字，預示著這本書將會引領我們進入一個更深層次的探索。我期待它能解答我心中的一些疑問：比如，在多人協作的項目中，如何進行版本控製和代碼管理？如何進行項目的分解和模塊化，讓不同人可以並行開發？如何進行性能優化，讓 Arduino 項目在資源有限的情況下也能流暢運行？甚至，會不會涉及到一些基礎的嵌入式係統安全設計？如果這本書能像一位經驗豐富的項目經理或資深工程師那樣，分享他們在 Arduino 開發實踐中的寶貴經驗和“踩坑”心得，那將是對我最大的幫助，我絕對會把這本書視為我的開發寶典。

评分☆☆☆☆☆

拿到《Arduino 開發設計解析手冊》這本書，我第一眼就被它紮實的標題吸引住瞭。你知道，市麵上關於 Arduino 的書實在太多瞭，很多都隻是把官方的例子搬過來，或是介紹一些簡單的傳感器組閤。但是「開發設計」，這兩個字瞬間就讓我覺得它不一樣！它好像不是在教你“怎麼用”，而是在教你“怎麼想”，怎麼去構思一個完整的項目。我一直覺得，要真正掌握 Arduino，不僅僅是把代碼寫齣來，更重要的是理解整個開發流程，包括需求分析、方案設計、原型開發、測試和優化等等。這本書會不會從工程學的角度來講解 Arduino 開發？會不會有關於如何選擇閤適的微控製器、如何設計高效的電路、如何編寫可維護性強的代碼的詳細指導？這些都是我非常好奇的地方。如果它能像一本真正的軟件開發或嵌入式係統設計教科書一樣，提供一套係統的開發方法論，那絕對是市麵上難得一見的精品，值得我深入鑽研。

评分☆☆☆☆☆

這本書的標題叫做《Arduino 開發設計解析手冊》，雖然我還沒實際翻到內容，但光是看書名就讓人充滿期待！「開發設計」這幾個字，就代錶它絕對不是那種泛泛而談的入門書，而是會深入探討 Arduino 在實際應用中的設計思路和方法。想想看，很多 Arduino 的教學都停留在“點燈”、“感應”這種基礎層麵，但要真的做齣有用的東西，或是解決實際的問題，就一定要懂「設計」。「解析」二字則暗示瞭這本書會把復雜的 Arduino 開發流程拆解開來，用清晰易懂的方式呈現，讓我們知道為什麼這麼做，以及背後的原理是什麼。我特彆好奇它會如何講解「架構設計」、「模塊化設計」，甚至是「用戶體驗設計」在 Arduino 項目中的應用。畢竟，一個好的 Arduino 項目，不隻是硬件連綫和代碼編寫，更重要的是它能否解決問題，並且易於維護和擴展。這本書的名字，讓我感覺它能填補我在這方麵的知識空白，期待它能教會我如何從零開始，構建一個穩定、高效、並且有商業價值的 Arduino 應用。