交互设计在国内还属于发展的初期阶段，属于一个综合性相对较强的领域，是今后技术与艺术相结合的一个重要趋势。完美图解Arduino互动设计入门主要针对没有电子电路基础，但又对微控制器、电子电路、互动装置等感兴趣的读者，以轻松幽默的方式讲解Arduino及其相关的各种电子元件。完美图解Arduino互动设计入门配有一些实际的制作项目，具有较高的实用价值。另外，完美图解Arduino互动设计入门在讲述基本电子电路和程序设计概念时，精心制作了大量的手绘图，让读者能够很快地理解这些概念。
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目录
CHAPTER 01 认识Arduino
1-1 │ Arduino 微电脑板 1-3
1-2 │ Arduino 的相关软件 1-10
1-3 │ Arduino 开发环境安装 1-12
动手做1-1 执行与设置Arduino 开发环境 1-18
1-4 │下载“LED 闪烁”示例程序 1-21
CHAPTER 02 认识电子零件、工具与基础焊接
2-1 │电压、电流与接地 2-2
2-2 │微电脑板的电源适配器 2-5
2-3 │电阻 2-6
2-4 │电容 2-11
2-5 │二极管 2-14
2-6 │发光二极管（LED） 2-15
2-7 │看懂电路图 2-16
2-8 │电子工作必备的测量工具：万用表 2-18
动手做2-1 测量电阻、电容、电压和电流 2-20
2-9 │用面包板组装实验电路 2-22
CHAPTER 03 Arduino 互动程序设计入门
3-1 │ Arduino 程序设计基础 3-3
动手做3-1 写一个LED 闪烁控制程序 3-8
3-2 │用“变量”来管理代码 3-10
3-3 │认识数字系统 3-17
3-4 │不变的“常量” 3-19
CHAPTER 04 开关电路与LED 流水灯效果
4-1 │认识开关 4-2
4-2 │读取数字输入值 4-6
4-3 │改变程序流程的if 条件式 4-7
动手做4-1 用面包板组装开关电路 4-10
动手做4-2 LED 流水灯示例一 4-16
4-4 │编写循环程序 4-18
动手做4-3 流水灯示例二：使用for 循环 4-21
4-5 │认识数组 4-22
动手做4-4 流水灯示例三：使用数组变量 4-23
4-6 │使用端口操作指令与位移运算符制作流水灯程序 4-24
动手做4-5 流水灯示例四：使用位移运算符 4-25
CHAPTER 05 串口通信
5-1 │并行与串行通信简介 5-2
5-2 │处理文字信息：认识字符与字符串数据类型 5-10
5-3 │从Arduino 传递串行信息给电脑 5-13
动手做5-1 从串口监控窗口观察变量值 5-14
5-4 │从Arduino 接收串口数据 5-16
动手做5-2 从串口控制LED 开关 5-17
5-5 │ switch…case 控制结构 5-19
CHAPTER 06 模拟信号处理
6-1 │读取模拟值 6-2
动手做6-1 从串口读取“模拟输入”值 6-3
6-2 │认识光敏电阻与分压电路 6-4
动手做6-2 使用光敏电阻制作小夜灯 6-7
6-3 │压力传感器与弯曲传感器 6-8
6-4 │电容式麦克风与运算放大器 6-9
动手做6-3 自制麦克风声音放大器（拍手控制开关） 6-13
动手做6-4 拍手控制开关改良版 6-16
CHAPTER 07 七段LED 数码管
7-1 │数码管 7-2
动手做7-1 连接LED 数码管与Arduino 板 7-3
7-2 │使用集成电路简化电路 7-6
动手做7-2 串接数码管 7-11
CHAPTER 08 LED 点阵屏与SPI 接口控制
8-1 │建立自定义函数 8-2
动手做8-1 建立自定义函数 8-4
8-2 │认识变量的作用域 8-6
8-3 │ LED 点阵屏简介 8-8
8-4 │认识SPI 接口与MAX7219 8-9
动手做8-2 组装LED 点阵屏电路 8-12
8-5 │显示单一矩阵图像 8-18
动手做8-3 在矩阵LED 上显示音符图像 8-19
动手做8-4 在串口监视器输出矩形排列的星号 8-22
8-6 │ LED 点阵屏动画与多维数组程序设计 8-24
动手做8-5 在矩阵LED 上显示动态图像 8-26
8-7 │ LED 点阵屏流水灯 8-27
动手做8-6 LED 点阵屏逐字滚动效果程序 8-30
8-8 │将常数保存在“程序内存”里 8-33
CHAPTER 09 LCD 液晶屏＋温湿度传感器+ 超声波传感器
9-1 │认识文本型LCD 显示模块 9-2
动手做9-1 在LCD 液晶屏上显示一段文本 9-4
动手做9-2 在LCD 上显示自定义字符符号 9-9
动手做9-3 序列连接LCD 显示模块 9-12
9-2 │数字温湿度传感器 9-16
动手做9-4 制作数字温湿度显示器 9-16
9-3 │认识超声波 9-21
动手做9-5 使用超声波传感器制作数字量尺 9-24
CHAPTER 10 变频控制LED 灯光和电机
10-1 │调节电压变化 10-2
10-2 │模拟输出（PWM）指令和默认频率 10-4
动手做10-1 调光器 10-5
动手做10-2 随机数字与烛光效果 10-6
动手做10-3 通过串口调整灯光亮度 10-8
动手做10-4 使用atoi( ) 转换字符串成数字 10-10
10-3 │认识直流电机 10-12
10-4 │齿轮箱∕滑轮组和动力模型玩具 10-16
10-5 │认识晶体管元器件 10-17
动手做10-5 晶体管电机控制与调速器 10-20
10-6 │控制电机正反转的H 桥式电机控制电路 10-22
动手做10-6 自动回避障碍物的自走车 10-27
CHAPTER 11 使用Wii 游戏杆控制机械手臂
11-1 │认识舵机 11-2
动手做11-1 自制机械手臂 11-4
11-2 │认识Wii 左手把的通信接口：I2C 11-7
动手做11-2 通过I2C 接口串联两个Arduino 板 11-10
动手做11-3 在I2C 接口下载发送整数数据 11-13
动手做11-4 读取Wii 左手把的游戏杆、按钮与加速度计值 11-14
动手做11-5 使用Wii 左手把控制机械手臂 11-18
11-3 │改造舵机成连续360°旋转 11-23
CHAPTER 12 红外线遥控与间隔拍摄控制器
12-1 │认识红外线 12-2
动手做12-1 监测人体移动 12-4
12-2 │红外线遥控 12-5
动手做12-2 使用IRremote 扩展库解析红外线遥控值 12-8
动手做12-3 使用红外线遥控器控制舵机 12-10
动手做12-4 从Arduino 发射红外线遥控电器 12-12
12-3 │运用红外线遥控照相机 12-16
动手做12-5 遥控照相机间隔拍摄影片 12-17
CHAPTER 13 制作光电子琴与MIDI 电子鼓
13-1 │发音体和声音 13-2
13-2 │使用tone() 函数发出声音 13-5
动手做13-1 演奏一段马里奥旋律 13-5
13-3 │使用#define 替换数据 13-6
13-4 │认识反射型与遮光型光电开关 13-10
动手做13-2 光电子琴制作 13-11
13-5 │认识MIDI 13-15
13-6 │ MIDI 信息格式 13-19
动手做13-3 通过Arduino 演奏MIDI 音乐 13-21
动手做13-4 通过“虚拟MIDI”接口演奏音乐 13-24
动手做13-5 制作MIDI 电子鼓 13-27
CHAPTER 14 手机蓝牙遥控机器人制作
14-1 │电波、频段和无线传输简介 14-3
14-2 │认识蓝牙（Bluetooth） 14-4
动手做14-1 使用软件串口程序连接Arduino 与蓝牙模块 14-8
动手做14-2 用Android 手机蓝牙遥控机器人 14-13
CHAPTER 15 网络与HTML 网页基础＋嵌入式网站服务器制作
15-1 │认识网络与IP 地址 15-2
15-2 │域名、URL 网址和传输协议 15-7
动手做15-1 认识网页与HTML 15-11
15-3 │网络的联机标准与封包 15-14
15-4 │认识HTTP 协议 15-15
15-5 │连接以太（Ethernet）网卡建立Arduino 微型网站服务器 15-17
动手做15-2 建立微型网站服务器 15-18
CHAPTER 16 网络家电控制
16-1 │使用Webduino 扩展库建立微型网站 16-2
16-2 │定义错误信息网页与超链接设置 16-7
动手做16-1 监控远程的温湿度值 16-9
16-3 │传递数据给网站服务器 16-15
动手做16-2 建立网页表单 16-15
16-4 │认识传递数据的GET/POST 方法和查询字符串 16-17
动手做16-3 建立接收POST 表单数据的自定义命令 16-20
动手做16-4 从浏览器控制远程的灯光开关 16-24
16-5 │控制家电开关 16-29
动手做16-5 使用继电器控制家电开关 16-30
CHAPTER 17 Arduino + Flash 集成互动应用
17-1 │ Arduino + Flash = 多元互动媒体 17-2
动手做17-1 测试Arduino 与Flash 联机 17-5
动手做17-2 “接电子零件”互动游戏 17-12
17-2 │认识Arduino 的String（字符串）扩展库 17-16
动手做17-3 Flash 灯光开关和调光器 17-17
17-3 │使用Firmata 在Flash 和Arduino 之间传递数据 17-23
CHAPTER 18 RFID 无线识别设备与问答游戏制作
18-1 │认识条码与RFID 18-2
18-2 │ RFID 模块规格介绍与标签读取实验 18-7
动手做18-1 读取RFID 标签 18-8
18-3 │存储与比对RFID 编码 18-10
动手做18-2 使用RFID 控制开关 18-12
动手做18-3 使用RFID 进行Flash 问答游戏 18-16
APPENDIX A 认识焊接工具：焊锡、电烙铁及焊接助手
A-1 │焊接工具 A-2
动手做A-1 基础焊接练习 A-4
动手做A-2 焊接鳄鱼夹 A-7
A-2 │印刷电路板及万用板 A-8
动手做A-3 焊接电路板 A-9
动手做A-4 活用USB 电源适配器 A-11
APPENDIX B 烧写ATmega 微处理器的引导程序（boot loader）
动手做B-1 使用Arduino 控制板编程ATmega328 固件 B-2
动手做B-2 用面包板组装Arduino 微电脑实验板 B-5
APPENDIX C 改造3C 小玩意的控制钮
C-1 │认识光电耦合元器件 C-2
APPENDIX D 中断处理与交流电调光器制作
D-1 │轮询VS 中断 D-2
D-2 │调整交流电的输出功率 D-7
D-3 │定时激发运行的 TimerOne 扩展库 D-10
动手做D-1 交流电调光器电路 D-12
INDEX 索引 索引-1
以下内容请参见光盘电子书
APPENDIX E 使用App Inventor 开发Android App
E-1 │认识App Inventer 2.0 E-2
E-2 │建立第一个App Inventor 项目：声音播放程序 E-3
E-3 │蓝牙遥控机器人App 的代码说明 E-12
CAPTER01 认识Arduino
2005年时，任教于意大利北部伊夫雷亚（IvreA）一所互动设计学院（InterAction Design Institute IvreA）的 MAssimo BAnzi和 DAvid CuArtielles教授，希望能替学生和互动艺术设计师，找到一种能帮助他们学习电子和传感器基本知识，并快速地设计、集成互动作品原型（prototype）的微电脑装置。
“原型”是在新产品开发阶段所制作的模型或实验电路，用来试验新产品的功能、造型和材料。
有鉴于当时市面上的微电脑控制相关产品众多，而有些产品采用的程序语言深奥难懂，也不适合设计学院的学生使用。所以他们找来几个志同道合的伙伴和学生，以 11世纪北意大利的一个国王 "Arduino"为名，设计出开放式（open source）微电脑控制板（以下简称“微电脑板”或“控制板”）以及程序开发工具。
Arduino微电脑板价格低廉，一块不到两百元（若是自己买零件组装，几十元左右），程序设计容易上手，因此广受世界各地的电子爱好者和互动设计师的喜爱，运用 Arduino创造出各种新奇有趣的互动装置。
读者可以在网络上搜索到各种 Arduino衍生的创意发明，例如：
●声光玩具，搜索关键词：Arduino toy。
●防盗∕防灾警报器；
●自动化机械，如：宠物喂食器。
●四轴飞行器，搜索关键词：Arduino quAdcopter。
●人造卫星，搜索关键词：ArduSAt。
●被喻为第三次工业革命的 3D打印机，搜索关键词：3D Printer。例如，开放源代码的RepRAp（http://www.reprAp.org），以及 MArkerBot打印机（http://www.mArkerbot.com/）的控制板都采用 Arduino微电脑板。你可以在家用 3D打印机制造齿轮、曲柄等机械零件、手机保护壳、公仔模型等各种有用或有趣的创作。
还有让盆栽在缺水时，自动发布 Twitter（推特）信息的装置（搜索关键词：botAnicAlls）。也有人将 Arduino缝制在衣服上，搭配 EL冷光线材，做出像电影 TRON主角的高科技炫光服饰（搜索关键词："Arduino EL wire"以及"weArAble Arduino"，代表“可穿戴的Arduino”）。
想知道更多 Arduino在世界各地蔚为风潮的故事吗？请看创始人MAssimo BAnzi在 TED大会（ted.com）上现身说法，网址：http://goo.gl/JbZtwN。
导演 Rodrigo CAlvo和 RAul Alejos拍摄了一部纪录片，由 Arduino的创始者诉说 Arduino的诞生过程，还有运用 Arduino制作出开放软∕硬件源代码的3D打印机 "MAkerBot"的创办人ZAch Smith，和其他互动设计师的访谈记录，以及在工厂大量生产 Arduino微电脑的片段，有兴趣的读者可在这个网址免费观看（有英文和西班牙文字幕）和下载：http://ArduinothedocumentAry.org/。
Arduino创始人在 TED大会的演说
Arduino纪录片
1-1
Arduino微电脑板
就像计算机一样，Arduino的软硬件都持续推出新的版本，每个硬件版本都有不同的名字，如 Arduino LeonArdo、Arduino Uno、Arduino Mini等，本书采用的是 2009年推出的Arduino DuemilAnove。
完整的官方硬件产品列表、外观和说明，请到 Arduino.cc网页，点击"Products"（产品）链接。
下图是 Arduino Uno和 LeonArdo微电脑控制板的正面外观。
不同 Arduino控制板的主要差异在于微处理器以及连接 USB接口的 IC（集成电路，参阅第 7章说明）不一样，但是程序的写法，以及硬件的连接方式几乎都一样。
除了购买“官方版”的 Arduino之外，任何人都可以在 Arduino.cc网站下载免费的电路图（以及程序开发软件），自己 DIY一个 Arduino，也能在网上购得各种形式的 Arduino兼容板。
兼容板和官方版的主要差异是，兼容版必须额外支付一笔权利金，才能替产品冠上 "Arduino"的名字和商标。因此 Arduino兼容硬件板大多以 "duino"或 "ino"名称结尾，例如：Freeduino、JApAnino、Zigduino等。本书第 5章将介绍一种自行组装 Arduino的简易方法，下图是笔者自行焊接的 Arduino微电脑板。
使用 Arduino微电脑板的注意事项
Arduino板不同于其他 3C产品，它没有精美的外壳保护。出厂时，厂商通常会用防静电袋（外观像褐色半透明塑料袋）来包装微电脑板。若翻到
Arduino板子背面，你会看到许多圆圆亮亮的焊接点。
平常拿取 Arduino板子的时候，请尽量不要碰触到组件的引脚与焊接点，尤其在冬季比较干燥的时节，我们身上容易带静电，可能会损坏板子上的集成电路（注：就是板子上黑黑一块，两旁或四周有许多引脚的组件）。
做实验时，桌子上请不要放饮料和水，万一打翻或者滴到运行中的Arduino板，可能会因短路而损坏。此外，Arduino板底下最好垫一张白纸或塑料垫，也是为了避免板子背后的接点碰触到导电物质而短路。
Arduino的扩展板（Shield）
基本上，微电脑控制板就像是一个具有大脑和神经，但是没有感官和行动能力的物体。我们可以替它加上眼睛（如：红外线或超音波传感器）、耳朵（如：麦克风）和手脚（如：舵机），再加上自行撰写的控制程序，就能做出各种自动控制应用。例如，加上温度传感器和一些控制线路，以及判断条件的程序代码，就能让 Arduino自动控制电风扇的运转；加上舵机∕步进电机，以及障碍物传感器，即可组装一台自走车或机器人。
微电脑板子上下两侧的黑色插槽，叫做杜邦接头、杜邦迷你连接器或杜邦单排母座，是 Arduino的扩充接口槽，用来衔接传感器和接口设备控制电路。市面上有许多和 Arduino插槽兼容的扩展板（统称为 Shield），买回家之后，将它插在 Arduino上面，再自行编写一些程序代码即可使用。下图是在Arduino板子叠上以太网络扩展卡的样子。
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