Arduino电子系统设计实践——基于Arduino IDE与MATLAB协同开发的方法
系统论述Arduino基础知识、扩展资源、协同设计与项目开发!提供程序代码、习题解答、思维导图、开源工具

作者:李平、王涛、王明房

丛书名:计算机科学与技术丛书

定价:59元

印次:1-1

ISBN:9787302693574

出版日期:2025.07.01

印刷日期:2025.07.16

图书责编:盛东亮

图书分类:教材

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本书紧跟全球科技竞争潮流,深入剖析了基于Arduino 与 MATLAB 协同开发技术在智能硬件与物联网领域的革新应用。面对日益增长的科技需求,本书全面且系统地介绍了如何通过这两款强大的工具 Arduino 开源硬件平台和MATLAB 高级计算软件 实现创意的快速转化与复杂电子系统的构建。从Arduino 平台的初识到精通,再到与 MATLAB 的深度融合,本书通过 14 个精心设计的章节,带领读者逐步深入探索。入门篇以 Arduino Nano 为核心,通过实战项目激发学习兴趣,掌握基础编程与硬件接口知识。基础篇则深入讲解 Arduino编程的各个方面,涵盖数字引脚、计时器、模拟信号、通信协议及存储扩展等关键技术,每个知识点均辅以实战案例与扩展练习,确保学以致用。进入综合篇,本书聚焦于 Arduino 与 MATLAB 的协同作战,从 UART 通信、串口对象配置到复杂数据处理与系统仿真,逐一揭秘两者协同工作的奥秘。特别地,通过快速傅里叶变换、红外光通信链路及超声扫描雷达系统等前沿项目的实战演练,不仅展示了 Arduino 在信号处理与通信领域的强大能力,也深刻揭示了 MATLAB 在数据处理与分析中的不可替代性。本书旨在为读者提供一套从理论到实践的完整学习路径,无论是对于电子爱好者、教育工作者,还是致力于智能制造、物联网及人工智能领域的专业人士,都能从中获益匪浅。

李平,2022年毕业于上海大学通信与信息工程学院,获博士学位,同年入职杭州电子科技大学电子信息学院。主讲本科生“EDA技术”、“嵌入式系统设计实验”等课程,其中“EDA技术”在2020年被认定为国家级线下一流本科课程。2023年参与浙江省“十四五”研究生教学改革项目,“融合EDA与多类型云服务的电子类研究生课程数字化改革探索”。2023年指导学生在第十八届全国大学生智能汽车竞赛中,获得全国总决赛负压电磁组一等奖。近五年,作为主要人员参与国家自然科学基金面上项目、国家重点研发计划、浙江省重点研发计划等多项课题。在IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement、Reliability Engineering & System Safety等国内外学术期刊上发表SCI/EI检索论文10余篇。相关研究已申请多项发明专利,部分已获授权。主要研究方向为物联网技术、模式识别、人工智能等。

前言 随着全球科技竞争的加剧,基于Arduino和MATLAB的协同开发技术正逐步成为智能硬件和物联网领域的主流趋势。其中,Arduino作为一款灵活、易用的开源硬件开发平台,其全球社区不断壮大,吸引了来自不同国家和地区的开发者、教育者和创新者,这些用户通过Arduino平台,能够快速将创意转化为现实。同时,MATLAB作为一款功能强大的数学计算、仿真和分析软件,在科学研究、工程设计和教育教学中扮演着重要角色。MATLAB与Arduino的协同开发,简化了数据采集、处理和可视化的过程,提高了系统设计的效率和精度,在智能制造、物联网、人工智能等领域具有广泛的应用前景。 本书全面而深入地介绍Arduino电子系统设计及其与MATLAB协同开发技术,通过丰富的实战案例和详细的步骤说明,帮助读者从零开始掌握Arduino编程、硬件接口应用以及如何通过MATLAB进行高级数据处理与系统仿真,进而实现复杂电子系统的设计与开发。 第1、2章为入门篇。首先引导读者认识Arduino平台,通过揭秘Nano核心板,让读者初步了解其内部结构,并通过一系列入门级的实战项目,让读者亲身体验Arduino编程的乐趣,熟悉Arduino IDE的编程特点。 第3~9章为基础篇,深入讲解Arduino程序设计的各个方面,包括Arduino程序设计基础、数字引脚资源应用设计、计时资源应用设计、模拟信号测量应用设计、I2C和SPI通信资源应用设计、自带与外扩存储资源的设计以及外扩模拟信号输出的设计等。每章都通过多个实战项目,帮助读者掌握相关技术和方法,并提供了丰富的拓展练习巩固所学知识。 ...

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入门篇

第1章引言

1.1认识Arduino

1.1.1Arduino的“前世今生”

1.1.2Arduino核心板系列

1.1.3Arduino IDE

1.1.4Bootloader工作原理

1.2实战11: 揭秘Nano核心板

1.2.1问题和目标

1.2.2解决方案

1.3基于Arduino的电子系统设计

1.3.1系统设计流程

1.3.2采用面包板的样机制作方法

1.4Arduino和MATLAB的协同系统设计

1.4.1协同系统特色优势

1.4.2协同系统设计方案

本章小结

拓展练习

第2章体验Arduino

2.1实战21: 从Nano向PC发送数据

2.1.1问题和目标

2.1.2解决方案

2.1.3扩展讨论

2.2实战22: Serial的实现代码

2.2.1问题和目标

2.2.2解决方案

2.2.3扩展讨论

2.3实战23: 隐藏的main()函数

2.3.1问题和目标

2.3.2解决方案

2.3.3扩展讨论

2.4实战24: 用Nano烧写Bootloader

2.4.1问题和目标

2.4.2解决方案

2.4.3扩展讨论

2.5IDE编程的特点

本章小结

拓展练习

基础篇

第3章Arduino程序设计基础

3.1Arduino编程简介

3.2Arduino常用数据类型

3.2.1... 查看详情

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