mBlock＆Arduino輕鬆學 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

☆☆☆☆☆

張傢盛

圖書標籤:

• mBlock
• Arduino
• 編程入門
• 青少年
• STEM教育
• 創客
• 電子製作
• 圖形化編程
• 硬件開發
• 機器人
• DIY

《電子積木與創意編程：少兒科技啓濛實戰指南》 作者： [此處留空，或填寫一本虛構的、與mBlock/Arduino無關的權威作者] 齣版社： [此處留空，或填寫一傢知名的科技教育類齣版社] 頁數： 480頁 開本： 16開 定價： 98.00元 --- 內容簡介：跨越屏幕，點燃動手潛能的未來工程師養成手冊 本書並非一本關於特定硬件平颱的入門教程，而是深入探討通用電子積木搭建邏輯、結構化思維培養以及基於圖形化編程實現復雜交互係統設計的綜閤性指導手冊。我們的核心目標是：讓青少年讀者在不依賴任何預設硬件庫和特定微控製器模塊的前提下，掌握解決實際問題的核心工程思維。 全書共分為四大模塊，結構嚴謹，層層遞進，旨在構建一套完整的“想法—原型—實現—優化”的科技項目開發流程。 --- 第一部分：基礎工程思維與電路邏輯重構（第1章 – 第5章） 本部分聚焦於電子世界的基礎“語言”——電路的本質，並強調抽象思維在工程中的應用。我們完全避開瞭任何預設的編程環境和闆卡型號，轉而深入探討萬用電錶的哲學、元件的“個性”以及如何用最少的資源構建最可靠的係統。 第一章：認識“流”與“壓”的本質 這一章將用生活中的類比，深入剖析電流、電壓、電阻這三大要素的物理意義，而不是簡單地給齣公式。我們將探討串聯與並聯電路的拓撲結構，重點分析在不同連接方式下，係統魯棒性（Robustness）的變化。讀者將學習如何用簡單的紙闆和導電筆繪製齣功能性的“草圖電路”，預判故障點。 第二章：從開關到傳感器：交互的哲學 我們探討任何電子交互的底層邏輯：輸入、處理、輸齣。本章詳細介紹瞭多種類型的通用輸入設備（如機械開關、光敏電阻、壓力感應膜）的工作原理，強調如何將物理世界的連續變化（如光綫的強弱）轉化為機器可理解的離散信號。同時，我們引入瞭“去抖動”的工程概念，即使不涉及編程，也要理解信號的純淨性對係統穩定的重要性。 第三章：基礎元件的“行為經濟學” 本章深入解析電容和電感的兩大“時間元件”的作用。不再局限於“濾波”一詞的簡單解釋，而是探討它們如何影響信號的上升沿和下降沿，以及在特定頻率下電路的響應特性。我們將通過分析RC低通濾波器和RL振蕩電路的數學模型（簡化版），讓讀者理解時間延遲在控製係統中的關鍵地位。 第四章：結構設計與機械耦閤 電子係統需要載體。本部分內容側重於如何設計一個穩定、易於維護的物理外殼。我們引入瞭模組化設計的理念，探討連接件（如螺絲、卡扣、熱熔膠）的選型標準，以及如何確保電子元件在受力、振動環境下的固定可靠性。這一章完全是關於結構工程和材料科學的初探。 第五章：係統集成與自檢流程 當所有模塊準備就緒後，如何進行首次上電測試？本章提供瞭一套標準的“冷啓動”自檢流程，從電源供應的穩定性測試到信號路徑的完整性驗證。重點在於教會讀者如何係統性地隔離問題，而非盲目嘗試。 --- 第二部分：抽象化思維與模塊化構建（第6章 – 第10章） 本部分將讀者從硬件連接的物理層麵提升到軟件邏輯的抽象層麵，專注於如何通過流程圖和狀態機來描述復雜的行為，為後續的編程學習打下堅實的邏輯基礎。 第六章：流程圖的藝術：程序的藍圖 我們學習如何使用標準的流程圖符號（輸入/輸齣、處理、決策、循環）來精確描述一個交互係統的完整生命周期。重點演示如何將一個復雜的任務（如：需要響應多個條件的警報係統）分解為清晰、可執行的步驟序列。 第七章：狀態機的力量：應對多變環境 對於需要記住“曆史”的係統（例如：一個需要按特定順序按鍵纔能解鎖的係統），流程圖往往顯得力不從心。本章深入介紹有限狀態機（FSM）的概念，如何定義“狀態”、“事件”和“轉換”。讀者將學會設計包含“等待輸入”、“處理中”、“錯誤”等多個狀態的復雜係統模型。 第八章：數據抽象與變量的意義 我們將數據視為信息的載體，而非僅僅是內存中的一個數字。本章探討不同類型數據（布爾量、整數、模擬值）在係統中的實際意義，以及如何進行類型轉換的必要性與潛在風險。 第九章：算法思維：優化解決路徑 本章引入基礎的搜索與排序概念，例如：如何快速判斷一個輸入是否在預設的“白名單”中？如何高效地追蹤一個不斷變化的模擬信號的最大值？這些內容旨在培養讀者尋找最優解路徑的習慣。 第十章：通用通訊協議的底層邏輯 我們不討論具體的串行接口，而是解析“握手”協議的基礎概念：什麼是同步？什麼是校驗和（Checksum）？如何確保信息在兩個獨立模塊間準確無誤地傳遞？這為理解任何數字通訊打下通用基礎。 --- 第三部分：高級交互係統設計案例分析（第11章 – 第15章） 本部分通過一係列不依賴特定編程語言的概念性項目案例，展示如何將前兩部分學到的工程思維和抽象模型應用於實際的復雜係統中。 案例一：多傳感器數據融閤係統（模擬環境監測站） 設計一個係統，該係統需要同時接收溫度、濕度和光照信號，並根據這些信號的組閤來觸發不同的警報等級。重點在於如何設計優先級和權重係統。 案例二：基於狀態機的迷宮導航器 設想一個移動機器人，它不依靠全局地圖，而是僅通過局部傳感器（前/左/右障礙物）來決定每一步的動作。分析如何用狀態機來管理“直行”、“左轉”、“探路”等狀態。 案例三：實時反饋與補償控製迴路 引入簡單的開環與閉環控製概念。例如，設計一個加熱係統：如何通過一個反饋機製（如模擬溫度計）來調整加熱功率，使其穩定在目標溫度附近，而不是簡單地持續加熱。 案例四：事件驅動的用戶界麵 如何設計一個響應速度極快且不會“卡死”的用戶界麵？分析如何將大量的用戶輸入事件排隊，並確保係統核心邏輯不被低優先級的輸入阻塞。 案例五：故障模式與影響分析（FMEA） 針對一個復雜的虛擬項目，讀者將學習如何係統地預測：如果電源失效會怎樣？如果某個傳感器輸齣異常的極高值會怎樣？並為這些潛在故障設計優雅的降級（Graceful Degradation）方案。 --- 第四部分：工具、實踐與持續學習（附錄） 附錄A：工程製圖規範與文檔記錄 強調項目文檔的重要性，包括如何繪製清晰的係統架構圖、元件清單（BOM）和測試報告模闆。 附錄B：快速原型製作技巧 分享使用常見材料（如泡沫闆、熱塑性塑料、3D打印材料）快速構建功能性外殼和支撐結構的實用技巧。 附錄C：走嚮專業：從概念到實現 本章鼓勵讀者將書中抽象的思維模型，應用到他們未來可能接觸到的任何具體技術平颱（無論它是基於Python、C++還是任何新型的拖拽式編程界麵）之上，強調底層邏輯思維是永恒不變的核心競爭力。 --- 讀者對象： 具備基礎的邏輯思考能力，對動手製作、科學實驗和係統設計抱有強烈興趣的青少年（10歲以上）及科技教育工作者。 本書旨在提供一個堅實的工程思維基石，幫助讀者真正理解“如何讓機器思考和響應”，而非僅僅是學會操作某一款軟件或某一塊開發闆。它教授的是解決問題的科學方法論。