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内容大纲
本书是一本将Arduino虚拟仿真介绍、C与C++程序设计和基于Arduino的多传感器实验案例分析结合在一起的教材。考虑到Arduino实际使用的普及性,本书以Arduino虚拟仿真为主线,围绕“低成本”“经典仿真案例分析”“仿真实验自主设计”展开。主要介绍Arduino工程建立、C与C++程序设计以及仿真案例分析,将其作为教材的基础;在此基础上,使用虚拟平台中多种传感器自主设计相关实验案例,如定时中断交通灯、步进电机外部中断串口通信控制、超声波智能避障小车及智能红外遥控小车等;Arduino的I/O口基本驱动、中断、定时器以及串口通信的基本应用为贯穿本书的主线;将Arduino中实际使用的C与C++编程技巧,通信协议解析以及仿真元器件控制逻辑等作为本书的重点,使学生掌握Arduino关键技术要点和应用方法。
本书可作为高等院校“Arduino程序设计与应用”课程的通用教材,也可作为电子信息和自动化类专业学生的“C与C++语言程序设计”或“Arduino程序设计与应用”课程的教材。 -
作者介绍
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目录
第1章 初识Wokwi
1.1 什么是Wokwi
1.1.1 编辑组件
1.1.2 编辑连线
1.1.3 键盘快捷键说明
1.1.4 编辑器键盘快捷键
1.2 为什么使用Wokwi作为开发平台
1.3 认识Wokwi仿真平台各类Arduino主控芯片
1.3.1 ArduinoUNO芯片介绍
1.3.2 ArduinoMEGA芯片介绍
1.3.3 小型化的ArduinoNano
1.4 认识Wokwi仿真平台各类元器件
1.4.1 基本元器件
1.4.2 显示元器件
1.4.3 输入元器件
1.4.4 传感元器件
1.4.5 输出元器件
1.5 认识Wokwi工程文件的创建、导入及运行
1.5.1 单个工程文件的创建
1.5.2 单个工程文件的导入与运行
1.6 认识仿真运行调试界面
1.7 Wokwi的HelloWorld
第2章 编程语言基础
2.1 Arduino语言以及程序结构
2.1.1 Arduino语言
2.1.2 Arduino程序结构
2.2 C/C++语言基础
2.2.1 主要数据类型
2.2.2 运算符
2.2.3 表达式
2.2.4 数组
2.2.5 字符串
2.2.6 注释
2.2.7 用流程图表示程序
2.2.8 顺序结构
2.2.9 选择结构
2.2.10 循环结构
第3章 使用和编写类库
3.1 C++相关知识点扩展
3.2 编写并使用函数
3.3 使用基于Arduino案例开发
3.3.1 编写头文件
3.3.2 文件包含
3.3.3 编写cpp文件
3.3.4 建立示例程序
3.4 Wokwi的文件导入与配置
第4章 基于Wokwi的传感器简单应用
4.1 光电阻传感器模块
4.1.1 应用背景
4.1.2 软硬件使用介绍
4.1.3 仿真测试
4.2 被动红外传感器
4.2.1 应用背景
4.2.2 软硬件使用介绍
4.2.3 仿真测试
4.3 MPU60506轴加速和陀螺仪传感器
4.3.1 应用背景
4.3.2 软硬件使用介绍
4.3.3 仿真测试
4.4 旋转编码器模块
4.4.1 应用背景
4.4.2 软硬件使用介绍
4.4.3 仿真测试
4.5 DHT22数字湿度和温度传感器
4.5.1 应用背景
4.5.2 软硬件使用介绍
4.5.3 仿真测试
4.6 模拟温度传感器
4.6.1 应用背景
4.6.2 软硬件使用介绍
4.6.3 仿真测试
4.7 HC-SR04超声波距离传感器
4.7.1 应用背景
4.7.2 软硬件使用介绍
4.7.3 仿真测试
第5章 基于Wokwi的Arduino与外设的通信应用
5.1 串口通信
5.1.1 Arduino与计算机通信的相关配置
5.1.2 Arduino串口通信函数
5.1.3 串口通信案例
5.2 I2C总线通信
5.2.1 I2C总线通信的主要特点
5.2.2 I2C主机、从机和引脚
5.2.3 Wire类库成员函数
5.2.4 I2C连接方法
5.2.5 I2C总线通信案例
5.3 SPI总线通信
5.3.1 SPI类库成员函数
5.3.2 SPI总线通信案例
第6章 基于Wokwi的Arduino仿真实验设计
6.1 基于定时中断的交通灯
6.1.1 案例描述
6.1.2 硬件需求
6.1.3 软件需求
6.1.4 程序流程图分析
6.1.5 实现步骤
6.1.6 测试和调试
6.1.7 优化和扩展
6.2 PWM与时间控制函数的应用
6.2.1 PWM
6.2.2 延时函数
6.2.3 PMW定时控制电机运动
6.2.4 基于舵机控制的电子保险箱
6.3 按键与LED记忆小游戏
6.3.1 案例描述
6.3.2 硬件需求
6.3.3 软件需求
6.3.4 程序流程图分析
6.3.5 实现步骤
6.3.6 测试和调试
6.3.7 优化和扩展
6.4 串口控制RGB调光
6.4.1 案例描述
6.4.2 硬件需求
6.4.3 软件需求
6.4.4 程序流程图分析
6.4.5 实现步骤
6.4.6 测试和调试
6.4.7 优化和扩展
6.5 外部中断触发光感传感器点灯
6.5.1 案例描述
6.5.2 硬件需求
6.5.3 软件需求
6.5.4 程序流程图分析
6.5.5 实现步骤
6.5.6 测试和调试
6.5.7 优化和扩展
6.6 步进电机外部中断串口通信控制
6.6.1 案例描述
6.6.2 硬件需求
6.6.3 软件需求
6.6.4 程序流程图分析
6.6.5 实现步骤
6.6.6 测试和调试
6.6.7 优化和扩展
6.7 超声波智能避障小车
6.7.1 案例描述
6.7.2 硬件需求
6.7.3 软件需求
6.7.4 程序流程图分析
6.7.5 实现步骤
6.7.6 测试和调试
6.7.7 优化和扩展
6.8 智能红外遥控小车
6.8.1 案例描述
6.8.2 硬件需求
6.8.3 软件需求
6.8.4 程序流程图分析
6.8.5 实现步骤
6.8.6 测试和调试
6.8.7 优化和扩展
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