Arduino开源硬件概论

作者简介

李永华，现执教于北京邮电大学，拥有超过10年的嵌入式开发经验，致力于物联网和智能硬件的研究开发工作。在教学中以兴趣为导向，激发学生的创造性；以素质为基础，提高自身教学水平；以科研为手段，促进教学理念转变。通过信息工程专业综合改革，探索了以“学生学为中心”的教学模式，营造生动活泼的学习方法，提高学生独立思考问题、发现问题、解决问题的能力，激发学生的创造激情。在研发及教学实践中指导学生实现200余个创新案例，并指导着一支物联网开发团队，曾在物联网、开源硬件等技术领域进行了多场学术报告，并且出版了《AllJoyn技术原理及物联网程序开发指南》《Arduino实战指南——游戏开发、智能硬件、人机交互、智能家居与物联网设计30例》《Arduino软硬件协同设计实战指南》等多部物联网技术方向的著作。

内容简介

第3章 CHAPTER 3 Arduino编程语言 Arduino编程语言是建立在C/C++语言基础上的， 即以C/C++语言为基础，通过把AVR单片机(微控制器)相 关的一些寄存器参数设置等进行函数化，以利于开发者 更加快速地使用，其主要使用的函数包括： 数字I/O操 作、模拟I/O操作、高级I/O操作、时间、中断、通信和 数学等多种函数。 3.1Arduino编程基础 Arduino的程序结构主要包括两部分： void setup()和void loop()。其中，前者是声明变量及引 脚名称(例如： int val;int ledPin=13;)，是在程序 开始时使用，初始化变量、引脚模式、调用库函数等( 例如： pinMode(ledPin,OUTUPT);)。而void loop() ，是在setup()函数之后，voidloop()程序不断地循环 执行，是Arduino的主体。 主要使用的关键字有： if、if…else、for、 switch、case、while、do…while、break、continue 、return、goto。 语法符号： 每条语句以分号“;”结尾，每段程序 以花括号“{}”括起来。 数据类型： boolean、char、int、unsigned int 、long、unsigned long、float、double、string、 array、void。 常量： HIGH或者LOW，表示数字I/O引脚的电平， HIGH表示高电平(1)，LOW表示低电平(0)。INPUT或者 OUTPUT，表示数字I/O引脚的方向，INPUT表示输入(高 阻态)，OUTPUT表示输出(AVR能提供5V电压，40mA电流 )。TRUE或者FALSE，TRUE表示真(1)，FALSE表示假(0) 。 1. setup() 当程序开始运行时，函数调用一次。用于在循环 loop()开始执行之前定义初始环境属性，如引脚模式 (INPUT或OUTPUT)、启动串行端口等。在setup()中声 明的变量在loop()中是不可访问的。语法规则为void setup() {}，举例如下： void setup() { pinMode(8, OUTPUT); Serial.begin(9600); } void loop() { Serial.print('.'); delay(1000); } 2. loop() 连续执行包含在其内的代码行，直到程序停止。 loop()函数与setup()一起使用。每秒执行loop()的次 教学资源 ◆ 教学课件 案例代码以及电路图可到清华大学出版社网站本书页面下载。 ◆ 学习辅导 《Arduino软硬件协同设计实战指南（第2版）》（李永华等编著，清华大学出版社）。 ◆ 实验指导 《Arduino案例实战（卷Ⅰ）》～《Arduino案例实战（卷Ⅷ）》（李永华等编著，清华大学出版社）。 本书特色 本书严格参照教育部《普通高等学校本科专业目录（2012年）》、教育部高等学校电子信息类专业教学指导委员会规划教材的要求编写，是作者在教学改革实践中的成果总结。目前市场上出版的Arduino开源硬件图书以面向开发者的居多，而针对创新创业、开源硬件教学的图书比较缺乏。本书的讲解力求理论联系实际，注重培养读者分析问题和程序设计的能力，具体体现在如下四个方面： ◆ 受众广泛 本书介绍了Arduino基础知识到开发的整个过程，即可作为本科生教材，也可作为智能硬件爱好者的创新手册，同时还可作为从事物联网、创新开发和设计人员的技术参考书。 ◆ 习题丰富 每章配备了涵盖主要知识点的习题及答案，通过边学边练、学练结合的方式，帮助读者巩固所学知识，掌握应知必会的内容。 ◆ 实用性强 采取与案例相结合的教学方法，将程序设计、方法和技巧贯穿在实际案例中，构建了完善的教学解决方案。一方面帮助读者加深理解，学以致用，另一方面逐步培养读者的程序设计能力。 ◆ 循序渐进 讲解由浅入深，层层递进，简洁清晰，通俗易懂，能提高读者的学习兴趣，对初学者有很好的引领作用。