本書以開源硬件 Arduino Uno 開發(fā)板與 ASRPRO 核心板為載體,基于 Mind+、天問 Block 圖形化編程環(huán)境,系統(tǒng)構(gòu)建 “軟件編程 — 硬件實操 — 項目開發(fā)”的全流程
學(xué)習(xí)體系。全書涵蓋開發(fā)環(huán)境搭建與圖形化編程邏輯(如燈光控制、多媒體輸出控制)、傳感器模塊應(yīng)用與環(huán)境數(shù)據(jù)監(jiān)測(如雷達感應(yīng)節(jié)能燈、自動澆花系統(tǒng))、信息顯示編程與人機交互控制(如液晶顯示屏顯示高精度電子鬧鐘、門禁控制系統(tǒng))、智能小車編程與語音識別控制(如手柄遙控麥克納姆輪小車、語音播報時鐘信息系統(tǒng))等內(nèi)容,通過40個遞進式實驗案例,深度解析智能控制領(lǐng)域的核心技術(shù)應(yīng)用。本書附配套實驗效果演示視頻與完整開源程序代碼。
本書的目標讀者主要為小學(xué)高年級(建議10歲以上)至大專院校學(xué)生,可作為人工智能、自動控制、電子信息等相關(guān)課程的自學(xué)用書;也可作為科技人員及教師開展Arduino開源硬件課程設(shè)計、項目學(xué)習(xí)(project-based learning)及競賽指導(dǎo)的教材,為其提供從基礎(chǔ)實驗到創(chuàng)新項目的全流程技術(shù)參考。
·內(nèi)容豐富,案例豐富。
本書40例實驗,涵蓋聲、光、雷達、觸摸、溫濕度檢測、超聲波測距、門禁控制、紅外遙控、手柄遙控、語音識別、語音播報、手勢識別等經(jīng)典傳感器,發(fā)光管、數(shù)碼管、點陣屏、發(fā)光環(huán)、液晶屏等顯示器。
·深入淺出,言簡意駭。
本書40例實驗,主要講述了學(xué)什么?為什么學(xué)?如何學(xué)?達成效果是怎樣的?這四個問題,涉及的編程知識、技能具有極強的專業(yè)性,這需初學(xué)者邊學(xué)習(xí)理論邊動手實踐,通過精讀實例、結(jié)合拓展練習(xí),舉一反三,逐步提高。
·聯(lián)系實際,應(yīng)用創(chuàng)新。
本書40例實驗,緊密聯(lián)系日常生活實際,通過分析相關(guān)編程技術(shù)在日常生活中具體應(yīng)用,引導(dǎo)學(xué)習(xí)者了解學(xué)習(xí)目的,開闊創(chuàng)新思路,培養(yǎng)提升編程計算思維、創(chuàng)新實踐能力。
·自主研發(fā),與時俱進。
本書部分案例系作者自主開發(fā),極大簡化編程流程,相比相它編程方式,更為簡單,更加實用。
周寶善
北京市石景山區(qū)青少年活動中心智能科技教師,高級教師職稱。宋慶齡少年兒童發(fā)明獎評委,全國校外科技教育先進個人,北京市校外教育先進個人、創(chuàng)新型兼職教研員,北京市骨干教師,石景山區(qū)優(yōu)秀人才、骨干教師、學(xué)科帶頭人。編著出版《經(jīng)典電子設(shè)計與實踐DIY》《經(jīng)典電子設(shè)計與實踐DIY2》《中小學(xué)生科技發(fā)明指南》《Arduino Uno輕松入門48例》《Arduino Uno輕松進階36例》等。面向9歲以上中小學(xué)生開展電子制作、單片機編程、發(fā)明創(chuàng)新、Arduino編程、智能機器人編程等科技活動。主持北京市“十三五”“十四五”課題研究,研究成果獲北京市二等獎,石景山區(qū)二等獎,主持“石景山區(qū)青少年無線電科技活動”與“石景山區(qū)青少年智能科技活動”項目被評為北京市校外“三個一”精品項目。撰寫論文獲市級獎23篇,在《無線電》雜志上發(fā)表專業(yè)論文14篇,在期刊專著上發(fā)表學(xué)術(shù)論文11篇。
第 一部分 開發(fā)環(huán)境搭建與圖形化編程邏輯
第 一篇 串口通信實驗 / 2
實驗 1 串口打印 “Hello World !”—Arduino 開發(fā)環(huán)境搭建 / 2
第二篇 燈光控制技術(shù) / 9
實驗 2 板載 LED 閃爍編程邏輯 / 9
實驗 3 交通信號燈時序控制 / 12
實驗 4 3×3 平面陣列紅綠燈矩陣設(shè)計 / 15
實驗 5 4×4 平面陣列紅綠燈擴展應(yīng)用 / 19
實驗 6 可調(diào) 12 路 LED 編程設(shè)計 / 23
實驗 7 可控 12 路流水燈應(yīng)用創(chuàng)新 / 26
第三篇 多媒體輸出控制 / 30
實驗 8 《祝你生日快樂》樂曲演奏 / 30
實驗 9 七彩發(fā)光環(huán)顏色與亮度控制 / 35
第二部分 傳感器模塊應(yīng)用與環(huán)境數(shù)據(jù)監(jiān)測
第四篇 傳感器模塊應(yīng)用 / 42
實驗 10 聲控延時照明系統(tǒng) / 42
實驗 11 光控 8 路 LED / 45
實驗 12 雷達感應(yīng)節(jié)能燈 / 50
實驗 13 觸摸控制開關(guān)燈 / 53
第五篇 環(huán)境數(shù)據(jù)監(jiān)測 / 56
實驗 14 溫濕度檢測與自動澆花系統(tǒng) / 56
實驗 15 OLED 液晶顯示屏顯示超聲波測距儀 / 59
實驗 16 超聲波測距與舵機控制 / 62
第三部分 信息顯示編程與人機交互控制
第六篇 數(shù)碼管與顯示屏顯示編程 / 66
實驗 17 按鍵控制一位數(shù)字顯示 / 66
實驗 18 一位數(shù)字顯示交通信號燈 / 70
實驗 19 紅外遙控一位數(shù)字交互系統(tǒng) / 73
實驗 20 按鍵控制一位數(shù)字交互系統(tǒng) / 75
實驗 21 按鍵控制兩位數(shù)字顯示 / 80
實驗 22 按鍵控制三位數(shù)字顯示 / 86
實驗 23 按鍵控制四位數(shù)字顯示 / 92
實驗 24 8×8 點陣顯示屏字符動態(tài)顯示 / 97
實驗 25 六位數(shù)字顯示高精度電子時鐘 / 102
實驗 26 OLED 液晶顯示屏顯示高精度電子鬧鐘 / 106
實驗 27 LCD1602A 液晶顯示屏顯示高精度電子鬧鐘 / 109
第七篇 人機交互控制 / 112
實驗 28 4×4 矩陣鍵盤控制密碼鎖 / 112
實驗 29 4×4 矩陣鍵盤控制十六鍵電子琴 / 117
實驗 30 手勢識別控制七彩發(fā)光環(huán) / 120
實驗 31 RFID-RC522 門禁控制系統(tǒng) / 124
第四部分 智能小車編程與語音識別控制
第八篇 智能小車編程 / 128
實驗 32 手柄遙控麥克納姆輪小車 / 128
實驗 33 紅外尋跡小車 / 133
實驗 34 雙超聲波測距避障小車 / 137
第九篇 語音識別控制 / 143
實驗 35 語音識別控制開關(guān)燈 / 143
實驗 36 語音識別控制七路 LED / 148
實驗 37 語音識別控制七彩發(fā)光環(huán) / 152
實驗 38 語音識別控制智能小車 / 157
實驗 39 語音播報溫濕度系統(tǒng) / 161
實驗 40 語音播報時鐘信息系統(tǒng) / 165
參考文獻 / 170