自序 許智誠

記得自己在大學資訊工程系修習電子電路實驗的時候，自己對於設計與製作電路板是一點興趣也沒有，然後又沒有天分，所以那是苦不堪言的一堂課，還好當年有我同組的好同學，努力的照顧我，命令我做這做那，我不會的他就自己做，如此讓我解決了資訊工程學系課程中，我最擅長的課。
當時資訊工程學系對於設計電子電路課程，大多數都是專攻軟體的學生去修習時，系上的用意應該是要大家軟硬兼修，尤其是在台灣這個大部分是硬體為主的產業環境，但是對於一個軟體設計，但是缺乏硬體專業訓練，或是對於眾多機械機構與機電整合原理不太有概念的人，在理解現代的許多機電整合設計時，學習上都會有很多的困擾與障礙，因為專精於軟體設計的人，不一定能很容易就懂機電控制設計與機電整合。懂得機電控制的人，也不一定知道軟體該如何運作，不同的機電控制或是軟體開發常常都會有不同的解決方法。
除非您很有各方面的天賦，或是在學校巧遇名師教導，否則通常不太容易能在機電控制與機電整合這方面自我學習，進而成為專業人員。
而自從有了Arduino 這個平台後，上述的困擾就大部分迎刃而解了，因為Arduino 這個平台讓你可以以不變應萬變，用一致性的平台，來做很多機電控制、機電整合學習，進而將軟體開發整合到機構設計之中，在這個機械、電子、電機、資訊、工程等整合領域，不失為一個很大的福音，尤其在創意掛帥的年代，能夠自己創新想法，從original idea 到機電控制與整合給予完整的設計，自己就能夠更容易完全了解與掌握核心技術與產業技術，整個開發過程必定可以提供思維上與實務上更多的收穫。
Arduino 平台引進台灣自今，雖然越來越多的書籍出版，但是透過逆向工程手法來解析原有產品思維，進而完成產品開發的書籍仍然鮮見，尤其是能夠從頭到尾，利用範例與理論解釋並重，完完整整的解說如何用Arduino 設計出好用的機電控制與軟體整合相關技術範例，如此的書籍更是付之闕如。永忠、英德兄與敝人計畫撰寫知識速成系列，就是基於這樣對市場需要的觀察，開發出這樣的書籍。所以希望所有的讀者能夠享受與珍惜這個完整的學習經驗，由利用Arduino來練習步進馬達的控制，進而學習到更多的控制方法，是本書最大的希望。
另外本書的撰寫方式會讓您體會到許多更複雜的機電控制、機電整合跟軟體工程的整合其實都可以跟隨本書的寫作與理解流程，能讓讀者由淺入深，達到真正宛如愛迪生當年透過自修而發明許多有用之物的些許情境。這就是我們作者對這本書的深切期許。

• 自序(第2頁)
• 自序(第4頁)
• 目 錄(第6頁)
• 圖目錄(第11頁)
• 表目錄(第15頁)
• 知識速成系列(第17頁)
• Arduino 的開始(第20頁)
  • Arduino 起源(第20頁)
  • Arduino 特色(第22頁)
  • Arduino 硬體-Duemilanove(第22頁)
  • Arduino 硬體-UNO(第24頁)
  • Arduino 硬體-Mega 2560(第25頁)
  • 程式設計(第27頁)
  • 區塊式結構 (Block Structure) 的程式語言(第28頁)
  • 註解(第31頁)
  • 變數(第32頁)
  • 型態轉換(第38頁)
  • 邏輯控制(第42頁)
  • 算術運算(第48頁)
  • 輸入輸出腳位設定(第53頁)
  • 時間函式(第61頁)
  • 數學函式(第64頁)
  • 亂數函式(第68頁)
  • 通訊函式(第70頁)
  • 章節小結(第77頁)
• 馬達(第79頁)
  • 馬達介紹(第79頁)
  • 控制馬達介紹(第86頁)
  • L298N DC 馬達驅動板(第91頁)
  • 章節小結(第94頁)
• 步進馬達(第96頁)
  • 步進馬達(第96頁)
  • 步進馬達介紹(第98頁)
  • 步進馬達相數介紹(第104頁)
  • 步進馬達動作介紹(第105頁)
  • 簡單控制步進馬達介紹(第109頁)
  • ULN2003 步進馬達驅動板(第110頁)
  • 使用時序圖方式驅動步進馬達(第114頁)
  • 使用Stepper 函式庫驅動步進馬達(第123頁)
  • Stepper 函式(第127頁)
  • 章節小結(第128頁)
• 極限偵測(第130頁)
  • 極限開關(第130頁)
  • 加入極限開關偵測之馬達行進控制(第134頁)
  • 章節小結(第140頁)
• 光遮斷器(第142頁)
  • 光遮斷器(Photointerrupter)(第142頁)
  • 光遮斷器(Photointerrupter)使用方法(第144頁)
  • 章節小結(第148頁)
• Playstation 搖桿連接(第150頁)
  • Play Station® 歷史沿革(第150頁)
  • Play Station 控制器介紹(第158頁)
  • 如何連結PS 搖桿(PSX 函數)(第162頁)
  • PSX 函數說明(第168頁)
  • 如何連結PS 搖桿(PS2X 函數)(第170頁)
  • 章節小結(第175頁)
• 8051 步進馬達模組(第177頁)
  • 步進馬達模組介紹(第177頁)
  • 章節小結(第181頁)
• 使用步進馬達驅動器驅動馬達(第183頁)
  • 步進馬達驅動器(第183頁)
  • 使用訊號產生器驅動步進馬達(第186頁)
  • 使用Arduino 輸出脈波控制步進馬達(第188頁)
  • 使用AccelStepper 函式庫驅動步進馬達(第193頁)
  • AccelStepper 函式(第195頁)
  • 章節小結(第221頁)
• 整合列表機(第223頁)
  • 列表機動起來(第223頁)
  • 加入極限開關偵測之列表機控制(第227頁)
  • 零點定位之列表機控制(第234頁)
  • 列表機進紙控制(第243頁)
  • 章節小結(第253頁)
• 讓列表機動起來(第255頁)
  • 量測行進速度(第255頁)
  • 使用者使用 PS2 搖桿輸入控制命令(第271頁)
  • 讓我們來操控列表機(第278頁)
  • 章節小結(第285頁)
  • 本書總結(第286頁)
• 作者介紹(第288頁)
• 附錄(第289頁)
  • Stepper 函式庫(第289頁)
  • Motor Shield 函式庫(第298頁)
  • AccelStepper 函式庫(第322頁)
  • AccelStepper Class Member List(第358頁)
  • PSX 函式庫(第374頁)
  • PS2X 函式庫(第380頁)
  • SONY PLAYSTATION CONTROLLERINFORMATION(第404頁)
  • ULN2003 IC 資料(第412頁)
  • 8051 步進馬達可程式驅動控制器(第425頁)
  • 8051 步進馬達控制器線路圖(第433頁)
  • Tb6560 stepping motor driver V20 資料(第434頁)
  • 東芝TB6560AHQ 晶片資料(第435頁)
  • L297A 晶片資料(第469頁)
  • L298 H Bridge 晶片資料(第480頁)
  • L298N 電路圖(第493頁)
  • L298N 原廠資料手冊(第494頁)
  • 光遮斷器參考資料手冊(CNA1003H)(第507頁)
  • 參考文獻(第510頁)

曹永忠 (Yung-Chung Tsao)，國立中央大學資訊管理學系博士，專研於軟體工程、軟體開發與設計、物件導向程式設計。現為自由作家，長期投入資訊系統設計與開發、企業應用系統開發、軟體工程、新產品開發管理、商品及人像攝影等領域，並持續發表作品及相關專業著作。
Email:prgbruce@gmail.com
 
許智誠 (Chih-Cheng Hsu)，美國加州大學洛杉磯分校(UCLA) 資訊工程系博士，曾任職於美國IBM等軟體公司多年，現任教於中央大學資訊管理學系，主要研究為軟體工程、設計流程與自動化、數位教學、雲端裝置、多層式網頁系統、系統整合。
Email: khsu@mgt.ncu.edu.tw
 
蔡英德 (Yin-Te Tsai)，國立清華大學資訊科學系博士，目前是靜宜大學資訊傳播工程學系教授兼靜宜大學主任秘書，主要研究為演算法設計與分析、生物資訊、軟體開發。
Email:yttsai@pu.edu.tw