内容简介
本书基于Arduino平台，详细介绍了Arduino项目开发所需的硬件、编程环境、Arduino语言基础，分章节重点介绍了常用元器件及其应用，列举了轮式移动机器人、机械臂、足式机器人等的制作与控制。
本书可作为机械类、自动化类、计算机类专业的机器人课程教材。对于那些喜欢创客机器人而苦于没有足够知识的读者来说，本书也可作为自学参考书。第二篇Arduino 元器件及应用
主要介绍常用元器件、传感器、通讯模块、电机等，这些都是机器人所需要的外围设备。
第三篇 Arduino 机器人实战案例(基于探索者套件)
有了前面的基础，本篇进行实战演练，主要以小车为载体进行各种控制，比如蓝牙控制、红外遥控、循迹、避障等功能。最后主要对机械臂的设计与控制。简要介绍四足和两足机器人。
目录介绍
第1篇Arduino基础知识
第1章Arduino简介3
1.1初识Arduino3
1.2Arduino控制板介绍3
1.2.1Arduino Uno3
1.2.2Arduino Mega 25604
1.2.3Arduino Nano5
1.2.4Arduino Uno WiFi6
1.3Arduino Uno驱动程序安装7
1.4Arduino开发环境7
1.5程序开发实例9
复习题15
第2章Arduino语言基础16
2.1Arduino程序结构16
2.1.1setup()17
2.1.2loop()17
2.2Arduino程序中的数值和赋值语句17
2.2.1常量17
2.2.2变量18
2.2.3变量的作用域19
2.2.4变量类型转换函数19
2.2.5赋值语句19
2.3运算符20
2.3.1算术运算符20
2.3.2关系运算符20
2.3.3逻辑运算符20
2.3.4位运算符21
2.3.5运算符的优先级21
2.4语法补充22
2.4.1预处理命令#define和#include22
2.4.2语句块22
2.4.3数组23
2.4.4字符串24
2.4.5自定义函数24
2.4.6调用函数25
2.4.7注释25
2.5Arduino语言的程序控制结构26
2.5.1if选择结构26
2.5.2switch…case语句28
2.5.3循环结构29
2.6C++语言中的类和对象31
2.6.1类32
2.6.2对象33
2.7库函数34
复习题35
第2篇Arduino元器件及其应用
第3章Arduino基础39
3.1Arduino控制板及其应用39
3.1.1数字引脚和模拟引脚39
3.1.2输入和输出接口41
3.1.3外部供电接口41
3.1.4系统函数42
3.2电子元器件44
3.2.1实验电路板44
3.2.2导线45
3.2.3电阻45
3.2.4发光二极管47
3.3模拟信号与I/O口的使用47
3.3.1模拟信号及其输入47
3.3.2模拟输出与PWM脉宽调制48
3.4串行通信50
3.4.1串行通信的概念50
3.4.2串口的工作原理50
3.4.3串口的使用51
3.4.4串口的基本函数51
3.4.5串口输出示例52
3.5在线仿真软件Tinkercad54
3.5.1注册与登录55
3.5.2电路设计56
3.5.3程序设计与仿真57
复习题58
第4章常用元器件及其应用62
4.1轻触开关62
4.1.1轻触开关的类型62
4.1.2四脚轻触开关的结构62
4.1.3轻触开关应用举例63
4.2电位器66
4.2.1电位器的种类66
4.2.2旋转式电位器的结构67
4.2.3电位器应用举例67
4.2.4缩放函数69
4.3蜂鸣器69
4.3.1蜂鸣器的工作原理及分类69
4.3.2蜂鸣器驱动应用举例69
4.3.3使用无源蜂鸣器演奏音乐示例71
4.4数码管74
4.4.1一位数码管74
4.4.2四位数码管77
4.5LCD84
4.5.1LCD1602的结构84
4.5.2LCD控制库LiquidCrystal85
4.5.3LiquidCrystal四线模式示例86
复习题88
第5章传感器及其应用91
5.1灰度传感器91
5.1.1灰度传感器的组成和工作原理91
5.1.2灰度传感器的测试和调节92
5.2红外反射式传感器93
5.3超声波测距传感器94
5.3.1超声波模块HCSR0494
5.3.2超声波模块HCSR04应用示例95
5.4温度传感器97
5.4.1温度传感器LM3597
5.4.2温度传感器应用示例98
5.5温湿度传感器101
5.5.1温湿度传感器DHT11101
5.5.2温湿度传感器的库函数102
5.5.3温湿度传感器应用示例102
5.6人体红外传感器104
5.6.1HCSR501的组成与工作原理104
5.6.2HCSR501的使用说明105
5.6.3HCSR501应用示例106
复习题107
第6章无线通信模块及其应用109
6.1蓝牙通信109
6.1.1蓝牙模块109
6.1.2蓝牙模块的工作模式110
6.1.3蓝牙参数设置的硬件连接112
6.1.4SoftwareSerial.h函数库113
6.1.5蓝牙模块参数设置示例114
6.1.6两个HC05蓝牙模块之间传输信息示例117
6.1.7手机与蓝牙模块通信示例120
6.2红外线通信120
6.2.1红外遥控系统的结构121
6.2.2库函数122
6.2.3键盘编码读取实验123
6.3NRF控制124
6.3.1NRF24L01模块124
6.3.2NRF24L01模块与Arduino Uno的数据传输124
6.3.3库函数125
6.3.4NRF24L01无线通信示例127
6.4RFID技术129
6.4.1RFID概述129
6.4.2RFID系统129
6.4.3库函数130
6.4.4RFID的工作原理131
6.4.5读取标签序号示例132
6.5SPI通信133
6.5.1SPI的通信协议133
6.5.2SPI类库的成员函数134
6.5.3SPI通信示例135
6.6ESP8266模块与网络控制137
6.6.1ESP8266模块与引脚介绍137
6.6.2ESP8266模块的AT指令138
6.6.3ESP8266模块的参数查询与设置140
6.6.4ESP8266模块应用示例142
复习题146
第7章电机与驱动148
7.1直流电机148
7.1.1直流电机的工作原理148
7.1.2直流电机的基本构造149
7.1.3直流电机的分类150
7.1.4芯片ULN2003A及其驱动150
7.1.5L298N驱动板及其应用152
7.2舵机155
7.2.1舵机的组成与工作原理155
7.2.2舵机的引脚156
7.2.3舵机的控制方式156
7.2.4函数库Servo157
7.2.5Arduino直接驱动示例158
7.2.6舵机驱动模块的应用159
7.3步进电机161
7.3.1步进电机简介161
7.3.2步进电机的控制163
7.3.3步进电机的库函数164
7.3.4步进电机应用示例165
复习题167
第3篇Arduino机器人实战案例(基于“探索者”套件)
第8章机器人机构基础173
8.1机构173
8.1.1零件173
8.1.2构件173
8.1.3运动副174
8.2机构的自由度175
第9章智能轮式移动机器人177
9.1轮式移动机器人概述177
9.1.1轮式移动机器人的用途177
9.1.2轮式移动机器人的分类177
9.2移动机器人的驱动与控制模块180
9.2.1Basra主板180
9.2.2BigFish扩展板180
9.2.3直流电机参数182
9.2.4舵机参数182
9.2.5电池182
9.3车体制作与行走原理182
9.3.1智能车的模块化实例182
9.3.2三轮车184
9.3.3四轮车184
9.3.4行走原理184
9.3.5行走测试185
9.4寻迹小车187
9.4.1实验所用元件及实验步骤187
9.4.2寻迹方案的运动原理188
9.4.3机械结构188
9.4.4灰度传感器的测试程序188
9.4.5两目寻迹小车示例188
9.4.6三目寻迹小车示例191
9.5超声波避障小车195
9.5.1实验所用元件及实验步骤195
9.5.2超声波测距的工作原理195
9.5.3超声波避障小车示例196
9.6红外遥控车198
9.6.1实验所用元件及实验步骤198
9.6.2电路设计199
9.6.3按键编码读取程序199
9.6.4红外遥控车示例200
9.7蓝牙遥控车202
9.7.1实验所用元件及实验步骤202
9.7.2机械结构203
9.7.3控制电路203
9.7.4蓝牙通信设置203
9.7.5蓝牙遥控车示例206
第10章工业机器人210
10.1工业机器人概述210
10.1.1工业机器人的概念210
10.1.2串联机器人的分类210
10.1.3机器人的主要技术参数211
10.2工业机器人的执行机构212
10.2.1机器人的本体机构212
10.2.2末端执行器213
10.3机械臂的机械结构示例215
10.3.1二自由度机械臂结构示例215
10.3.2三自由度机械臂结构示例216
10.3.3关节机器人结构组成示例216
10.4程序控制机器人218
10.4.1舵机位置调试工具218
10.4.2程序控制机器人示例219
10.5GM65扫描分拣机器人220
10.5.1GM65模块简介220
10.5.2串行通信接口设置220
10.5.3GM65模块读取二维码示例222
10.5.4二维码识别分拣机器人示例223
10.6颜色识别分拣机器人226
10.6.1TCS3200颜色传感器介绍226
10.6.2颜色识别原理226
10.6.3颜色识别分拣机器人示例227
第11章足式机器人234
11.1双足机器人234
11.1.1双足机器人的结构设计234
11.1.2双足机器人的步态规划235
11.1.3双足机器人示例235
11.2四足机器人239
11.2.1四足机器人的结构设计239
11.2.2四足机器人的步态规划239
11.2.3四足机器人示例240
参考文献246
附录1“探索者”机器人创新组件247
附录2各调音符频率249