第 1章 計(jì)算機(jī)工程認(rèn)知基礎(chǔ) 1.1　計(jì)算機(jī)工程認(rèn)知與工程思維綜述 1 1.1.1 工程認(rèn)知的概念 1 1.1.2　計(jì)算機(jī)工程認(rèn)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(zhì) 4 1.2　工程實(shí)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(jié)構(gòu) 12 1.4　本章小結(jié) 13 第 2章 Arduino編程入門 2.1　編程語言 14 2.1.1　關(guān)鍵字 14 2.1.2　運(yùn)算符 15 2.1.3　注釋符 17 2.2　數(shù)據(jù)類型、標(biāo)識符、變量和常量 17 2.2.1　數(shù)據(jù)類型 17 2.2.2　標(biāo)識符 18 2.2.3　變量 18 2.2.4　常量 18 2.3　運(yùn)算符詳解 19 2.3.1　數(shù)學(xué)運(yùn)算符 19 2.3.2　邏輯運(yùn)算符 21 2.3.3　位運(yùn)算符 21 2.3.4　運(yùn)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(jié)構(gòu) 25 2.5.1　基本結(jié)構(gòu) 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(biāo)準(zhǔn)庫 37 2.7.4　自定義庫 38 2.8　本章小結(jié) 39 第3章 Arduino工程入門 3.1　走進(jìn)Arduino工程設(shè)計(jì) 41 3.2　Arduino工程設(shè)計(jì)案例 42 3.2.1　LED閃爍實(shí)驗(yàn) 42 3.2.2　搖桿模塊實(shí)驗(yàn)與繼電器模塊實(shí)驗(yàn) 44 3.2.3　水泵實(shí)驗(yàn)與火焰?zhèn)鞲衅鲗?shí)驗(yàn) 48 3.2.4　PWM燈光亮度調(diào)節(jié)與步進(jìn)電機(jī)實(shí)驗(yàn) 52 3.3　本章小結(jié) 54 第4章 基于Arduino的工程思維與項(xiàng)目設(shè)計(jì)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(tuán)隊(duì)合作與多團(tuán)隊(duì)協(xié)同開發(fā) 65 4.4　工程思維與項(xiàng)目設(shè)計(jì)方法 67 4.4.1　工程思維在Arduino工程實(shí)踐中的體現(xiàn) 67 4.4.2　項(xiàng)目設(shè)計(jì)方法在Arduino工程實(shí)踐中的實(shí)施 68 4.5　本章小結(jié) 70 第5章 工程認(rèn)知項(xiàng)目制作實(shí)例 5.1　物聯(lián)網(wǎng)背景下基于Arduino的娛樂 項(xiàng)目：機(jī)警戰(zhàn)士項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 71 5.1.1　實(shí)例背景 71 5.1.2　系統(tǒng)整體設(shè)計(jì) 72 5.1.3　電路及程序?qū)崿F(xiàn) 77 5.1.4　功能測試與驗(yàn)證 80 5.2　智能溫濕度報(bào)警器 81 5.2.1　實(shí)例背景 81 5.2.2　系統(tǒng)整體設(shè)計(jì) 82 5.2.3　電路及程序?qū)崿F(xiàn) 84 5.2.4　功能測試與驗(yàn)證 88 5.3　基于Arduino的雷達(dá)系統(tǒng) 89 5.3.1　實(shí)例背景 89 5.3.2　系統(tǒng)整體設(shè)計(jì) 90 5.3.3　雷達(dá)數(shù)據(jù)可視化 105 5.3.4　功能測試與驗(yàn)證 106 5.3.5　更多的思考 110 5.4　本章小結(jié) 110 第6章 基于Arduino與3D打印技術(shù)的機(jī)器人制作 6.1　3D打印技術(shù)簡介 112 6.1.1　3D打印機(jī) 113 6.1.2　3D打印機(jī)軟件系統(tǒng)介紹 113 6.1.3　3D打印工具 114 6.2　結(jié)合Arduino與3D打印技術(shù)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(shè)計(jì) 116 6.2.2　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)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(shè)計(jì)與編程 125 6.2.7　完整小車系統(tǒng)調(diào)試 128 6.3　本章小結(jié) 130 第7章 機(jī)器人創(chuàng)新制作實(shí)例 7.1　礦山感知四足智能車制作 132 7.1.1　系統(tǒng)整體設(shè)計(jì) 132 7.1.2　車體部分 134 7.1.3　通信部分 135 7.1.4　硬件設(shè)計(jì) 136 7.1.5　外圍器件 138 7.1.6　軟件設(shè)計(jì) 143 7.1.7　小結(jié) 145 7.2　基于Arduino與樹莓派的自動(dòng)駕駛 小車 146 7.2.1　實(shí)例背景 146 7.2.2　系統(tǒng)整體設(shè)計(jì) 146 7.2.3　功能測試和驗(yàn)證 169 7.2.4　小結(jié) 172 第8章 工程倫理與工程認(rèn)知實(shí)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(shí)踐 175 8.1.5　小結(jié) 175 8.2　工程認(rèn)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(lǐng)域的應(yīng)用 177 8.2.4　人工智能在工程領(lǐng)域中面臨的挑戰(zhàn) 180 8.3　工程認(rèn)知實(shí)踐 181 附錄　主要工程認(rèn)知類競賽介紹 183 參考文獻(xiàn) 184