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第1部分　基础2

第1章　电流2

1.1　变换：电流基础知识2

1.2　电流和电子3

1.3 电流的流动方式4

第2章　购买零件6

2.1　无焊实验电路板6

2.2　微控制器6

2.2.1　微控制器的特性（按优先顺序）7

2.2.2　高级微控制器模块8

2.2.3 中级微控制器模块9

2.2.4　低级解决方案9

2.3　常用元件10

2.3.1　开关10

2.3.2 电阻器11

2.3.3　可变电阻器12

2.3.4　电容器13

2.3.5　二极管13

2.3.6　晶体管和继电器15

2.4　电线15

2.5 电源16

2.6　电源连接器16

2.7　电压调节器17

2.8　RC伺服电机17

2.9　串行连接器17

2.10　串行电缆18

2.11　时钟晶体18

2.12　端板18

2.13　项目箱18

2.14　扎线带19

2.15　USB-串行适配器19

2.16　工具20

2.17　购物清单22

2.18　把一切都拿回家26

第3章　构建电路27

3.1　示意图27

3.2　连接符号27

3.3 电源符号28

3.4　找到示意图28

3.5　实验电路板29

3.6　微控制器的安装位置30

3.7　把示意图转换成电路30

3.8　使用万用表32

3.9　焊接34

3.10　给实验电路板加电35

3.10.1　用快速而拙劣的方法连接35

3.10.2　用专业的方法连接36

3.10.3　电压调节器37

3.11　保持整洁39

第4章　微控制器41

4.1　“Hello World！”是难点41

4.2　微控制器的安装位置41

4.2.1　输入41

4.2.2　输出42

4.3　确定从输入到输出的路线42

4.4　标识微控制器的引脚42

4.5　低级微控制器：外部时钟44

4.6　第一条基于微控制器的电路45

4.7　把程序输入芯片46

4.8　为类Stamp的模块编程47

4.8.1　类Stamp的编程硬件连接47

4.8.2　类Stamp的编程软件环境48

4.9.1　硬件编程器50

4.9.2　低级编程软件环境50

4.9　为低级芯片编程50

4.10　调试53

第5章　编程54

5.1　好消息54

5.2　流程控制：计算机读取程序的方式54

5.3　循环55

5.4　If语句56

5.5 变量56

5.6　内置例程：子例程和函数59

5.7 自制的例程62

5.8　高级循环：While-Wend和For-Next63

5.8.1　While-Wend或Do-While64

5.8.2　For-Next65

5.9　伪代码66

5.11　调试68

5.10　指令68

5.12 良好的调试习惯70

5.13　坏消息71

第6章　示意图、程序和变换器72

6.1　数字输入72

6.1.1　变换器：开关72

6.1.2　数字输入电路74

6.1.3　编程75

6.2.1 变换器79

6.2　数字输出79

6.2.2 电路82

6.2.3　编程84

6.3　模拟输入85

6.3.1 变换器85

6.3.2 电路86

6.3.3 编程89

6.4.1　输出的脉冲宽度调制93

6.4　模拟输出93

6.3.4　输入的脉冲宽度调制93

6.4.2　调暗LED95

6.4.3　DC电机速度控制96

6.4.4　产生音调97

6.4.5　RC伺服电机102

6.5　从模拟输入到模拟输出：换算函数107

6.6　结束语114

第7章　在计算机之间通信115

7.1　物理协议115

7.2　定时协议117

7.3 电气协议117

7.4　数据包尺寸118

7.5　数字或字母：使用ASCII码118

7.6　适合微控制器的软件120

7.7　微控制器的串行输出120

7.9　用终端软件测试126

7.8　用LED测试126

7.10　微控制器的串行输入127

7.11 串行冻结和阻塞功能129

7.12　你的专用协议131

7.12.1　标点符号131

7.12.2　呼叫和应答132

7.13　发送更大的数135

7.13.1　用文本发送数135

7.13.3　用多个字节发送大数136

7.13.2　数的换算136

7.14　多媒体计算机上的串行通信137

7.14.1　Lingo中的串行通信138

7.14.2　Processing中的串行通信143

7.14.3　Java中的串行通信146

7.14.4　Max/MSP中的串行通信150

7.15　结束语152

8.1　会话：听、说和思考154

8.1.1　听154

第8章　物理交互设计或礼貌会话技术154

第2部分　高级方法154

8.1.2　说156

8.2　复杂的响应158

8.2.1　随机数159

8.2.2　思考160

8.3　有效交互的技术160

8.3.1　多任务160

8.3.2　边缘检测165

8.3.3　模拟传感器：阈值、边缘和峰值169

8.3.4　消除抖动174

8.3.5　平滑、采样和求平均值176

8.4　结束语183

第9章　检测运动185

9.1　问题评估185

9.2　测距传感器的工作原理186

9.3　检测存在187

9.3.1　脚踏开关188

9.3.2　光电开关188

9.3.3　运动检测器188

9.3.4　磁力开关189

9.4　判断位置190

9.4.1　红外线传感器190

9.4.2　超声波传感器192

9.4.3　其他位置传感器194

9.5　测定旋转195

9.5.1　电位计195

9.5.2　加速计196

9.5.3　罗盘仪199

9.5.4　编码器199

9.6　转速200

9.7　视频跟踪200

9.7.1　Director MX中的视频跟踪203

9.7.2　Max/MSP中的视频跟踪205

9.7.3　Processing中的视频跟踪206

9.7.4　Java中的视频跟踪207

9.7.5　CMUcam210

9.8　身份211

9.9　结束语212

第10章　产生运动213

10.1　运动的类型和电机的类型213

10.2　电机的特性214

10.3　电机的特殊电气需求215

10.3.1　感性负载和反电压215

10.3.2　使用去耦电容器滤平电流降217

10.4　控制电机217

10.4.1　控制直流电机和齿轮头电机218

10.4.2　控制RC伺服电机221

10.5　控制步进电机222

10.5.1　单极步进电机223

10.5.2　双极步进电机225

10.6　控制螺线管230

10.7　基本机械学：将电机运动转换为可用运动232

10.7.1　简单机械233

10.7.2　接头237

10.7.3　连接239

10.8　制造241

10.8.1　发泡芯材241

10.8.2　家用塑料制品241

10.8.3　木材241

10.8.4　有机玻璃241

10.8.5　粘合剂242

10.8.6　玩具器材242

10.8.7　黑布242

10.9　结束语242

第11章　触觉244

11.1　力敏电阻器244

11.2　弯曲传感器245

11.4　使用电容传感器检测触摸246

11.3　压力传感器246

11.5　现成的触摸接口247

11.6　使用压电传感器检测振动248

11.7　产生振动249

11.8　测量温度250

11.9　冷却和加热250

11.10　获得皮肤下面的信息251

11.11　力反馈252

11.12　结束语252

第12章　设备之间的其他通信方式253

12.1　同步和异步通信253

12.2　异步串行协议254

12.3　学习协议254

12.5　全球定位系统（GPS）的数据256

12.5.1　寻找GPS接收机256

12.4　RS-232设备256

12.5.2　学习GPS协议257

12.6　MIDI259

12.6.1　MIDI的物理和电气连接260

12.6.2　发送MIDI消息263

12.7　连接到Internet269

12.7.1　使用CoBox Micro的网络连接270

12.7.2　Lingo中的网络连接280

12.7.3　Processing中的网络连接283

12.8　使用调制解调器通过电话线进行连接285

12.9　特殊功能的芯片和模块286

12.10　同步串行协议288

12.11　无线串行通信295

12.12　红外线串行通信296

12.13　射频串行通信298

12.13.1　蓝牙协议299

12.13.2　无线以太网301

12.14　结束语302

12.13.3　无线以太网的安全性302

第13章　控制声音和灯光303

13.1　声音303

13.1.1　声音输入304

13.1.2　在微控制器上合成声音308

13.1.3　语音309

13.1.4　电话声音310

13.2　光313

13.2.1　光传感器313

13.2.2　直流照明控制314

13.2.3　交流照明控制315

13.3　屏幕图形318

13.3.1　控制字符显示318

13.3.2　控制视频显示319

13.4　多媒体计算机上的线性媒体324

13.5　微控制器上的线性媒体324

13.6　单板计算机327

13.7　结束语328

第14章　管理多路输入和输出329

14.1　并行地设置引脚组329

14.2　按位运算333

14.3　引脚数量的问题335

14.4　电阻阶梯用做模拟输入335

14.5　行列扫描336

14.5.1　行列扫描式模拟输入341

14.5.2　行列扫描式输出342

14.6　移位寄存器343

14.7　多路复用器349

14.8　锁存器353

14.9　结束语357

附录360

附录A　选择微控制器360

附录B　推荐的供应商365