Arduino技术内幕PDF电子书下载

第1章 硬件 1

1.1 什么是Arduino 1

1.2 Arduino Uno 2

1.2.1 处理器 3

1.2.2 串口 4

1.2.3 电源 5

1.2.4 扩展插座 6

1.2.5 盾板 8

1.3 Arduino Mega 2560 11

1.4 之前的硬件 12

1.4.1 Arduino Serial 12

1.4.2 Arduino USB 13

1.4.3 Arduino Extreme 14

1.4.4 Arduino Nuova Generazione（新一代） 14

1.4.5 Arduino Diecimila 14

1.4.6 Arduino Duemilanove 15

1.4.7 Arduino Mega 15

1.5 谁在做Arduino 15

1.5.1 正式许可的产品 15

1.5.2 其他人 17

1.6 自己做Arduino 17

1.6.1 Arduino印刷电路板 17

1.6.2 面包板Arduino 18

1.7 小结 19

第2章 软件 21

2.1 主机和目标机 21

2.2 一步步来 21

2.2.1 第一步：写代码 22

2.2.2 第二步：编译代码 27

2.2.3 第三步：给芯片编程 28

2.2.4 第四步：测试和调试 29

2.2.5 第五步：重复 29

2.3 半自动化 29

2.4 更进一步 33

2.5 小结 33

第3章 Atmel AVR 34

3.1 起源 34

3.2 AVR芯片家族 34

3.3 若有疑问：芯片器件手册 35

3.4 芯片封装 35

3.4.1 双列直插（DIP） 35

3.4.2 表面安装器件（SMD） 36

3.4.3 多出来的引脚 37

3.5 管脚定义 37

3.6 AVR内核 43

3.6.1 时钟源 45

3.6.2 地址空间 46

3.6.3 指令集 49

3.7 片内外围设备 54

3.7.1 通用输入／输出（I/O） 55

3.7.2 外部中断 55

3.7.3 定时器／计数器 56

3.7.4 USART 57

3.7.5 两线串行接口（TWI），即I2C 57

3.7.6 模拟输入 58

3.8 小结 58

第4章 支持硬件 59

4.1 电路图 59

4.1.1 元件类型 60

4.1.2 元件编号 60

4.1.3 元件值 61

4.1.4 元件值误差 61

4.1.5 元件的其他参数 62

4.1.6 连接 62

4.2 给电路板供电 63

4.2.1 柱式电源插座 63

4.2.2 输入电源调节 63

4.2.3 稳压器 65

4.2.4 电源电路的演变 65

4.3 串口 67

4.4 处理器 69

4.4.1 功耗 69

4.4.2 I/O驱动能力 70

4.4.3 -RESET信号 70

4.4.4 时间基准 70

4.4.5 去耦电容 71

4.4.6 闪灯 71

4.5 扩展空间 71

4.6 结构外形 72

4.7 通用串行总线（USB）：信号加电源 73

4.8 小结 74

第5章 Arduino软件 75

5.1 开源软件 76

5.2 多平台支持 76

5.3 Arduino的传承与发展 76

5.4 软件安装 77

5.5 实践 77

5.6 用户界面 78

5.6.1 File（文件）菜单 79

5.6.2 Edit（编辑）菜单和Edit关联菜单 80

5.6.3 Sketch（程序）菜单 80

5.6.4 Tools（工具）菜单 81

5.6.5 Help（帮助）菜单 82

5.7 小结 82

第6章 优化 83

6.1 可行性 83

6.2 压缩闪灯程序 83

6.2.1 闪烁是如何实现的 84

6.2.2 衡量节省空间的优化措施 84

6.2.3 代码分析 84

6.2.4 没有pinMode（）的生活 85

6.2.5 缩写和简语 86

6.2.6 二进制写法 87

6.2.7 深入分析 87

6.2.8 轻松翻转 88

6.2.9 进一步精简 88

6.2.10更有效地“浪费时间” 89

6.2.11 更低级别的代码 89

6.3 用简单的串口通信来节省空间 90

6.3.1 “Hello，world！”做了什么 91

6.3.2 写配置寄存器 91

6.3.3 发送数据 93

6.3.4 一串字符 94

6.3.5 输出数字 95

6.4 节省SRAM 96

6.4.1 测量要用的SRAM 96

6.4.2 最小裸机 98

6.4.3 内存分区 99

6.4.4 变量的位置 100

6.4.5 使用恰当的数据类型 100

6.4.6 再探字符串 101

6.5 低功耗，还是高速度？ 102

6.6 电子测量 103

6.6.1 用Arduino做测试仪器 103

6.6.2 尽可能快 105

6.6.3 让它慢下来 108

6.6.4 进一步降低功耗 110

6.7 小结 112

第7章 硬件加软件 113

7.1 可用的外围设备 113

7.1.1 串口 113

7.1.2 通用数字输入输出 119

7.1.3 定时器和计数器 121

7.1.4 脉宽调制（PWM）输出 124

7.1.5 模拟输入 129

7.1.6 外部中断 133

7.1.7 中断手册 135

7.2 小结 137

第8章 示例作品 139

8.1 不只是闪烁的LED：从简单开始 139

8.1.1 足够慢 142

8.1.2 基本完成优化的六通道调光器 144

8.1.3 变暗了 147

8.2 闪烁LED的其他用处 154

8.2.1 红外遥控 154

8.2.2 TV-B-Gone 156

8.3 许多闪烁的LED 157

8.3.1 一个直接驱动的例子 157

8.3.2 用LED驱动器直接驱动 159

8.3.3 多路复用技术 160

8.4 数字钟 174

8.4.1 精度 179

8.4.2 用户界面 180

8.4.3 其他功能 180

8.5 小结 181

第9章 项目管理 182

9.1 文档 182

9.1.1 源代码注释 183

9.1.2 空格 184

9.1.3 按你的意思编程，按你的代码解释 185

9.1.4 自动文档编制 186

9.1.5 写给你的“读者”看 186

9.1.6 硬件文档 187

9.1.7 再进一步 188

9.2 团队工作和协同开发 189

9.2.1 博客 190

9.2.2 论坛 190

9.2.3 维基 191

9.2.4 修订控制系统 191

9.2.5 关于修订版号和版本号的说明 192

9.2.6 放作品的网站 192

9.3 选择许可方式 195

9.3.1 专利和商标 195

9.3.2 版权 196

9.3.3 开源 197

9.3.4 公共域 198

9.4 小结 199

第10章 硬件设计 200

10.1 了解硬件 200

10.1.1 必须要有的东西 201

10.1.2 想要有的东西 202

10.2 红外接近传感器 203

10.2.1 一个简易原型 205

10.2.2 一些简单的改进 207

10.2.3 印制电路板 210

10.2.4 PCB布局技术 211

10.2.5 第一次尝试 212

10.2.6 更小的版本 214

10.2.7 连接 215

10.3 自己定制的Arduino 216

10.3.1 兼容现有Arduino和盾板 216

10.3.2 电源的可能选择 217

10.3.3 处理器选择 218

10.3.4 还有什么？ 219

10.4 设计用的软件 219

10.4.1 CadSoft EAGLE 220

10.4.2 EAGLE贴士 220

10.5 小结 221

第11章 软件设计 222

11.1 Arduino高级话题 222

11.1.1 写Arduino库 222

11.1.2 备选内核 229

11.2 不用Arduino 239

11.2.1 再探Bare Metal 239

11.2.2 其他开发环境 242

11.3 小结 245

第12章 组网 246

12.1 点对点组网 246

12.1.1 通过串口交谈 246

12.1.2 Arduino间的对话 248

12.2 MIDI：乐器数字接口 260

12.3 互联网 264

12.4 小结 268

第13章 更多示例作品 269

13.1 一个自动机器人 269

13.2 电源 270

13.3 动作控制 270

13.4 传感器 276

13.4.1 光敏传感器 276

13.4.2 接触传感器 277

13.4.3 非接触传感器 278

13.4.4 声音传感器 279

13.4.5 指示器、控制器和其他形式的通信 279

13.5 控制系统 281

13.5.1 开环系统 281

13.5.2 闭环系统 282

13.6 示例机器人作品 283

13.6.1 一个练习机器人 284

13.6.2 下一个机器人 304

13.6.3 你的终极机器人 318

13.7 小结 319