《Arduino开发从入门到实战》教学大纲

《Arduino开发从入门到实战》课程教学大纲

课程编号

课程名称中文Arduino开发从入门到实战

英文Arduino Development from Beginning to Practice

教学目的和要求

课程说明本课程主要通过“基础知识→模块实验→项目实战”的思路，由浅入深，先易后难，先简单后综述地引导学生进行学习和逐步提高，分层激发学生的学习兴趣。

教学目的通过本课程的学习，可以使Arduino的初学者轻松入门，并通过本书中手把手地项目教学方式，使学生掌握Arduino项目开发的完整过程。

教学要求本书共15章，建议教学学时为64学时，其中理论32学时，实验32学时（普通实验20学时，综合实验12学时），该课程的先导课程为电路分析、模拟电路、单片机基础等。

教学内容和要求（分章节）

教学方法与学时分配

本课程采用“基础知识+模块实验+项目实战”的教学方式进行教学，采用现代化授课手段，在课堂上可以根据实际情况取舍教学内容，动态调整，力争与国际接轨，从而达到较好的教学效果。

学时分配

章节 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 合计

授课 3 6 8 15 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 12 64

学时

主要内容及基本要求

第一章Arduino 概述

基本内容：本章主要对“Arduino开发从入门到实战”这门课进行了一个总体的概述，给出了Arduino 的起源、Arduino可以干什么、创客文化、Arduino开源文化、发展趋势以及几个关于Arduino的趣味小实例。

基本要求：要求学生掌握Arduino的概念、基本作用及Arduino与其他单片机相比具有的优势，了解Arduino发展进程、开源文化基本内容。

第二章Arduino 硬件资源

基本内容：本章介绍Arduino的硬件部分，包括Arduino核心ATmega32xx系列单片机、ATmega32xx 主要特性、典型的Arduino开发板与扩展板及Arduino其他类型的衍生控制器。

基本要求：要求学生掌握Arduino硬件组成、Arduino Uno 各引脚功能等特性。熟悉几款常用的Arduino 的开发板与扩展板，了解其功能及使用方法。

第三章开发环境

基本内容：本章介绍了Arduino的软件部分，包括开发环境、集成开发环境（IDE）、驱动安装、IDE基本操作、程序的输入、编译与下载以及解决开发环境的常见问题。

基本要求：要求学生能够掌握Arduino的驱动与安装、如何烧录程序。熟悉Arduino编译环境，了解Arduino IDE 的基本特点，菜单栏各个部分的功能与作用，掌握基本功能快捷键，能够完成Arduino实验板的编程写入。

第四章Arduino 语言

基本内容：本章介绍Arduino的语言、基本函数、Arduino库函数三大部分。其中Arduino的语言主要包括标识符、关键字、Arduino语言运算符、控制语句、基本结构等。Arduino基本函数主要有数字I/O、模拟I/O、时间函数等。

基本要求：要求学生掌握Arduino编程格式、Arduino语言结构，熟悉Arduino函数的书写规范，了解使用库函数的方法。

第五章炫酷LED灯

基本内容：本章介绍炫酷LED灯实验，通过实验使LED闪烁发光。使用Arduino Uno开发板、发光二极管、杜邦线、面包板等完成硬件连接，软件部分使用数字I/O函数完成代码编写，最后完成扩展实验部分。

基本要求：掌握LED发光二极管的基本原理，了解LED在生活中的应用，熟悉Arduino Uno硬件连接、软件编程过程，掌握数字I/O函数语言结构。

第六章按键开关的输入

基本内容：本章介绍了按键开关输入实验，通过实验使LED闪烁发光。使用Arduino Uno开发板、按键开关、发光二极管、杜邦线、面包板，通过按下按键使LED发光、松手LED 熄灭。软件部分使用基本数字I/O函数编写代码，最后完成扩展实验部分。

基本要求：掌握按键开关的基本原理，熟悉LED发光二极管的基本原理，了解按键开关的种类及其在生活中的应用，熟悉Arduino Uno硬件连接、软件编程过程，掌握数字I/O函数语言结构。

第七章触摸延时开关

基本内容：本章介绍了触摸延时开关，通过实验使触碰开关使LED灯闪烁发光。使用Arduino Uno开发板、触摸延时开关模块、发光二极管、杜邦线、面包板通过按下按键使LED延时发光、手离开后灯仍然继续亮一段时间熄灭。软件部分使用基本数字I/O函数编写代码，最后完成扩展实验部分。

基本要求：掌握按键开关的基本原理，熟悉触摸延时模块的基本原理，了解延时开关的种类及其在生活中的应用，熟悉Arduino Uno硬件连接、软件编程过程，掌握数字I/O函数语言结构。

第八章温度与湿度监测

基本内容：本章介绍了温度与湿度监测实验，通过实验改变外界环境的温度与湿度，观察串口监视器浓度数值发生变化。使用Arduino Uno开发板、温度与湿度传感器DHT11、杜邦线、面包板等完成硬件连接，软件部分改使用模拟I/O函数完成代码编写，最后完成扩展实验温度与湿度监测预警部分。

基本要求：掌握DHT11的基本原理，了解温度与湿度传感器在生活中的应用，掌握模拟数值到实时温、湿度的转换公式，熟悉Arduino Uno硬件部分连接、软件编程过程，掌握模拟I/O函数语言结构与编程技巧。

第九章气体监测

基本内容：本章介绍了气体监测实验，首先初始化MQ-2，再通过实验多次更换不同的外界环境的观察串口监视器数值发生变化。使用Arduino Uno开发板、气体监测传感器MQ-2、杜邦线、面包板等完成硬件连接，软件部分改使用模拟I/O函数完成代码编写，最后运用这节课所学知识完自己设计一个关于气体监测的实验。

基本要求：掌握MQ-2的基本原理、连接方式、使用技巧，了解温度与湿度传感器在生活中的应用，掌握模拟数值到实时温、湿度的转换公式，熟悉Arduino Uno硬件部分连接、软件编程过程，掌握模拟I/O 函数语言结构与编写技巧。

第十章LCD显示

基本内容：本章介绍了LCD显示实验，通过实验改变程序代码，观察LCD显示屏是否发生变化。使用Arduino Uno开发板、LCD1602、杜邦线、面包板等完成硬件连接，软件部分改使用模拟I/O函数和编写文本数组完成代码编写，最后运用这节课所学知识自己设计一个小实验。

基本要求：掌握LCD的基本原理和使用方法，了解LCD在生活、生产中的应用情况，掌握文字或字符到代码的转换技巧，熟悉LCD硬件引脚的连接、软件编程过程，掌握模拟I/O函数与数字I/O函数编写技巧以及库函数的使用方法。

第十一章电机控制

基本内容：本章介绍了电机控制实验，通过编程改变舵机旋转角度。使用Arduino Uno开发板、四相步进电机、电位器、ULN2003、杜邦线、面包板等完成硬件连接，软件部分使用模拟I/O函数和电机的库函数完成代码编写，完成当LED亮起时，电机转动；当灯熄灭时，电机就停转的扩展实验。

基本要求：掌握电机驱动基本原理、步进电机使用方法，了解电机在生产中的应用情况，掌握电机旋转范围，熟悉控制电机硬件连接、软件角度旋转编程的过程，掌握模拟I/O函数与库函数的编写技巧。

第十二章蓝牙通信

基本内容：本章介绍了蓝牙通信实验，通过编写实验通信程序代码，能够使Android手机与Arduino 进行无线通信。实验过程中使用Arduino Uno开发板、蓝牙模块HC-06、杜邦线、面包板等完成硬件连接，软件部分使用串口波特率与模拟I/O函数完成代码编写，最后运用这节课所学知识完成与Android手机与Arduino蓝牙模块的通信对接。