第 1章 計算機工程認知基礎 1.1　計算機工程認知與工程思維綜述 1 1.1.1 工程認知的概念 1 1.1.2　計算機工程認知概述 2 1.1.3　工程思維的內(nèi)涵及工程思維能力的本質 4 1.2　工程實踐平臺 5 1.3　Arduino 7 1.3.1　Arduino概述 7 1.3.2　安裝Arduino IDE 9 1.3.3　Arduino開發(fā)板使用流程 12 1.3.4　程序基本結構 12 1.4　本章小結 13 第 2章 Arduino編程入門 2.1　編程語言 14 2.1.1　關鍵字 14 2.1.2　運算符 15 2.1.3　注釋符 17 2.2　數(shù)據(jù)類型、標識符、變量和常量 17 2.2.1　數(shù)據(jù)類型 17 2.2.2　標識符 18 2.2.3　變量 18 2.2.4　常量 18 2.3　運算符詳解 19 2.3.1　數(shù)學運算符 19 2.3.2　邏輯運算符 21 2.3.3　位運算符 21 2.3.4　運算順序 22 2.4　程序控制語句 22 2.4.1　條件語句 22 2.4.2　循環(huán)語句 23 2.4.3　循環(huán)控制語句 24 2.4.4　goto語句 25 2.5　Arduino基本程序結構 25 2.5.1　基本結構 25 2.5.2　setup()函數(shù) 25 2.5.3　loop()函數(shù) 26 2.6　函數(shù) 26 2.6.1　內(nèi)置函數(shù) 26 2.6.2　自定義函數(shù) 35 2.7　庫 36 2.7.1　安裝庫 36 2.7.2　庫的引入 37 2.7.3　使用標準庫 37 2.7.4　自定義庫 38 2.8　本章小結 39 第3章 Arduino工程入門 3.1　走進Arduino工程設計 41 3.2　Arduino工程設計案例 42 3.2.1　LED閃爍實驗 42 3.2.2　搖桿模塊實驗與繼電器模塊實驗 44 3.2.3　水泵實驗與火焰?zhèn)鞲衅鲗嶒?48 3.2.4　PWM燈光亮度調(diào)節(jié)與步進電機實驗 52 3.3　本章小結 54 第4章 基于Arduino的工程思維與項目設計方法 4.1　Fritzing 56 4.1.1　Fritzing簡介 56 4.1.2　Fritzing的使用 57 4.2　工程文檔書寫 59 4.2.1　什么是工程文檔 60 4.2.2　工程文檔的分類 60 4.2.3　如何編寫工程文檔 60 4.2.4　編寫工程文檔使用的軟件 61 4.2.5　Markdown語法簡介 61 4.3　團隊合作與多團隊協(xié)同開發(fā) 65 4.4　工程思維與項目設計方法 67 4.4.1　工程思維在Arduino工程實踐中的體現(xiàn) 67 4.4.2　項目設計方法在Arduino工程實踐中的實施 68 4.5　本章小結 70 第5章 工程認知項目制作實例 5.1　物聯(lián)網(wǎng)背景下基于Arduino的娛樂 項目：機警戰(zhàn)士項目的設計與實現(xiàn) 71 5.1.1　實例背景 71 5.1.2　系統(tǒng)整體設計 72 5.1.3　電路及程序實現(xiàn) 77 5.1.4　功能測試與驗證 80 5.2　智能溫濕度報警器 81 5.2.1　實例背景 81 5.2.2　系統(tǒng)整體設計 82 5.2.3　電路及程序實現(xiàn) 84 5.2.4　功能測試與驗證 88 5.3　基于Arduino的雷達系統(tǒng) 89 5.3.1　實例背景 89 5.3.2　系統(tǒng)整體設計 90 5.3.3　雷達數(shù)據(jù)可視化 105 5.3.4　功能測試與驗證 106 5.3.5　更多的思考 110 5.4　本章小結 110 第6章 基于Arduino與3D打印技術的機器人制作 6.1　3D打印技術簡介 112 6.1.1　3D打印機 113 6.1.2　3D打印機軟件系統(tǒng)介紹 113 6.1.3　3D打印工具 114 6.2　結合Arduino與3D打印技術的智能小車制作 116 6.2.1　基于Arduino與3D打印的智能植物小車總體設計 116 6.2.2　系統(tǒng)結構概述 117 6.2.3　系統(tǒng)硬件模塊概述 117 6.2.4　3D打印智能植物小車部件 118 6.2.5　小車整體硬件組裝與測試 119 6.2.6　小車軟件設計與編程 125 6.2.7　完整小車系統(tǒng)調(diào)試 128 6.3　本章小結 130 第7章 機器人創(chuàng)新制作實例 7.1　礦山感知四足智能車制作 132 7.1.1　系統(tǒng)整體設計 132 7.1.2　車體部分 134 7.1.3　通信部分 135 7.1.4　硬件設計 136 7.1.5　外圍器件 138 7.1.6　軟件設計 143 7.1.7　小結 145 7.2　基于Arduino與樹莓派的自動駕駛 小車 146 7.2.1　實例背景 146 7.2.2　系統(tǒng)整體設計 146 7.2.3　功能測試和驗證 169 7.2.4　小結 172 第8章 工程倫理與工程認知實踐新趨勢 8.1　工程倫理 174 8.1.1　引言 174 8.1.2　工程倫理的定義 174 8.1.3　工程倫理的重要性 174 8.1.4　工程倫理的實踐 175 8.1.5　小結 175 8.2　工程認知與人工智能 175 8.2.1　引言 175 8.2.2　人工智能簡史 176 8.2.3　人工智能在工程領域的應用 177 8.2.4　人工智能在工程領域中面臨的挑戰(zhàn) 180 8.3　工程認知實踐 181 附錄　主要工程認知類競賽介紹 183 參考文獻 184