第1章 数字化探究实验介绍 1
1.1 数字化探究实验的概念及特点 1
1.1.1 可视化的实验过程 1
1.1.2 重点化的实验设计 1
1.1.3 智能化的数据采集 2
1.1.4 智能化的数据处理 3
1.2 数字化探究实验的基本组成 3
1.2.1 传感器 3
1.2.2 数据采集器 7
1.2.3 数据采集与处理软件 8
第2章 Arduino基础 11
2.1 Arduino是什么 11
2.1.1 Arduino控制器系列 12
2.1.2 Arduino Uno控制器 15
2.2 搭建Arduino开发平台 18
2.2.1 软件与安装驱动 18
2.2.2 Arduino IDE的使用 22
2.2.3 第一个项目——Blink 23
2.2.4 Arduino程序框架 26
2.3 数字量输入/输出 27
2.3.1 数字量I/O的函数库 27
2.3.2 实验：百变流水灯 28
2.3.3 实验：“听话”的灯 30
2.4 模拟量输入/输出 31
2.4.1 模拟量I/O的函数库 31
2.4.2 实验：会呼吸的灯 33
2.4.3 实验：调光LED灯 34
2.5 串行通信 35
2.5.1 串口函数库 35
2.5.2 实验：回音壁 38
2.5.3 实验：串口电压表 39
2.6 时间函数 40
2.6.1 时间函数库 40
2.6.2 实验：查看系统已运行的时间 40
第3章 温度的测量与实验 42
3.1 热敏电阻测量温度 42
3.1.1 热敏电阻介绍 42
3.1.2 硬件连接 43
3.1.3 软件编写 43
3.1.4 代码解读 44
3.1.5 进阶阅读 44
3.2 LM35测量温度 45
3.2.1 LM35介绍 45
3.2.2 硬件连接 45
3.2.3 软件编写 46
3.2.4 代码解读 46
3.2.5 实验与演示 47
3.3 DS18B20多路温度测量 48
3.3.1 DS18B20介绍 48
3.3.2 硬件连接 49
3.3.3 软件编写 50
3.3.4 代码解读 54
3.3.5 实验与演示 54
3.3.6 进阶阅读 55
3.4 热电偶高温测量 56
3.4.1 热电偶介绍 56
3.4.2 硬件连接 58
3.4.3 软件编写 58
3.4.4 代码解读 59
3.4.5 实验与演示 59
3.4.6 进阶阅读 60
3.5 拓展项目：基于ZigBee与Arduino的无线温度测量装置 60
3.5.1 IDE的设置 61
3.5.2 温度测量部分 62
3.5.3 时钟和显示部分 63
3.5.4 时钟校准部分 65
3.5.5 实验演示 66
3.6 本章小结 67
第4章 电量的测量与实验 69
4.1 直流电测量 69
4.1.1 直流电压测量 69
4.1.2 直流电流测量 70
4.2 交流电测量 74
4.2.1 交流电压测量 74
4.2.2 交流电流测量 76
4.2.3 交流电频率测量 78
第5章 力与质量的测量与实验 82
5.1 称重原理与信号采集 83
5.1.1 应变式称重传感器介绍 83
5.1.2 利用HX711与Arduino实现力的测量 86
5.1.3 液晶显示功能 92
5.2 采集高速信号 94
5.2.1 USB-6009采集卡 95
5.2.2 硬件连接 96
5.2.3 软件编写 96
5.2.4 进阶阅读（传感器标定与校准） 100
第6章 运动的测量与实验 102
6.1 测量距离 102
6.1.1 超声波测距 102
6.1.2 具有温度补偿的超声波测距仪 107
6.1.3 红外线测距 110
6.2 转速测量及其实现 114
6.2.1 测量转速的方法 114
6.2.2 精确定时的实现 115
6.2.3 转速测量程序设计 117
6.2.4 验证频率测量的准确性 118
6.3 拓展项目：基于Arduino与LabVIEW的直流电机转速控制系统 120
6.3.1 搭建测量转速的平台 121
6.3.2 转速的比例控制 124
6.3.3 比例参数的整定及采样时间设置 130
第7章 生化环境类实验 135
7.1 心率测量 135
7.1.1 心率基本知识介绍 135
7.1.2 基于USB-6009的数据采集器 138
7.1.3 基于Arduino控制器的数据采集器 146
7.1.4 总结 154
7.2 简易空气检测装置 154
7.2.1 传感器介绍 155
7.2.2 硬件连接 156
7.2.3 软件编程 157
7.2.4 实验与演示 158
参考文献 160