本書主要講解Genuino 101開發相關知識, 從基礎的輸入輸出控制到高級的藍牙通信、姿態識別、RTOS開發, 均有一定程度講解。全書共9章, 第1章簡述Arduino與Genuino 101的歷史、軟硬件及開發環境使用方法; 第2-4章講解Arduino核心API的使用方法; 第5-9章講解Genuino 101獨有的Curie API和u8g2驅動顯示設備的方法。
�。�1）本書有國內資深的Arduino開發者、Arduino中文社區創始人陳呂洲編寫，體系結構清晰，由淺入深，適合初學者學習，亦適合開發者查閱。
�。�2）在Arduino中文社區（www.arduino.cn/）網站上提供本書相關問題的線上解答，讓你學習無憂。
�。�3）Genuino01是一個極具特色的Arduino開發板，使用它可以完成一些傳統單片機或者Arduino難以勝任的工作，制作更為驚艷的作品；借助intelCurie模組上的模式匹配引擎，甚至還可以進行機器學習操作。
前言
Genuino101是一個極具特色的Arduino開發板，它基于IntelCurie模組，不僅有著和ArduinoUNO一樣的特性和外設，還集成了低功耗藍牙（BluetoothLowEnergy,BLE）和六軸姿態傳感器（InertialMeasurementUnit,IMU）功能，借助IntelCurie模組上模式匹配引擎，甚至可以進行機器學習操作。因此,使用Genuino101可以完成一些傳統單片機或者Arduino難以勝任的工作，制作更為驚艷的作品。
相較于傳統的Arduino開發板，Genuino101具有如下優勢。
1.控制核心IntelCurie是一個帶有機器學習功能的模組
機器學習是當今技術領域的熱點，但真想弄懂機器學習需要具備數學、邏輯學、統計學等多學科的知識�，F在只需要有Genuino101，即可在項目上應用或者體驗機器學習的魅力了。
Genuino101自帶神經元，能進行基礎的分類學習，這帶來的好處是巨大的。結合Genuino101的IMU，可以進行動作識別，而不用復雜的編程。想象一下如何用純編程的方法實現動作識別，真的是太難了。
2.可以進行真正的低功耗藍牙開發
低功耗藍牙技術是目前最流行的無線通信技術之一，我們用的移動設備幾乎都帶低功耗藍牙功能，了解低功耗藍牙開發，對開發人員大有裨益。
Genuino101是藍牙官方（SIG）推薦的藍牙開發入門平臺，其上集成有Nordic藍牙模組，并提供了CurieBLE庫用于開發，它能讓我們了解什么是真正的藍牙通信，還可以制作各種藍牙BLE設備。
3.硬件配置更為強大
相比ArduinoUNO，Genuino101配置更為強大。IntelCurie上集成有x86和arc兩個核心，擁有更強的運算能力。
除了前面提到的完整的藍牙BLE、神經元等亮點外，Genuino101上集成的姿態識別IMU也是高配版。我們常見的IMU傳感器都是民用級別的，而Genuino101上自帶的博世IMUBMI160是一個車載級別的芯片，其性能遠高于民用標準。
另外，Genuino101的每一個I/O口都支持外部中斷，使得程序編寫和硬件連接更具靈活性。
這里需要強調，樹莓派等Linux開發板和Arduino之間并沒有可比性，二者應用場合不一樣。
4.可以使用更多的開發方式，更適合學生和愛好者使用
Genuino101除了能使用Arduino方式開發，還可以切換到ZephyrRTOS進行開發。而在Zephyr基礎上，Intel還提供了JavaScript解釋器，因此還可以使用JavaScript進行開發。
這些特點使得Genuino101對愛好者更具可玩性，對學生更有學習價值，不僅能通過Genuino101學習Arduino開發方法，還能了解RTOS等更高級的知識。
5.Intel和Arduino強強聯合
過去的Arduino開發板大多是Arduino官方獨立設計開發制造的，而Genuino101由Arduino和Intel兩個團隊共同開發，從Arduino社區的關注度到源代碼的更新進度，都可見一斑。
以上為使用Genuino101的優勢，但在使用Genuino101之前也應該了解目前使用Genuino101的阻礙。
(1)目前IntelCurie芯片沒有對個人用戶銷售，但企業用戶是可以購買到的，國內外已經有基于IntelCurie的產品量產。
(2)價格較高。大部分人沒用Genuino101的原因只是因為太貴，但相信大部分人用Arduino并不是開發量產的產品，筆者認為并沒有必要節約百十塊錢。即使是開發量產產品，也可以先購買Genuino101用于原型制作。量產時可自己制作PCB，采購IntelCurie模組進行生產。
(3)部分基于AVR的Arduino庫，在Genuino101上無法使用。但這個問題不大，還有非常多的標準Arduino庫可以在Genuino101上使用，Genuino101還自帶藍牙BLE、IMU、機器學習等功能，Intel和Arduino官方也提供了對應的庫，這些庫組合起來已經可以滿足大部分項目需求了。另外，在可穿戴領域，Genuino101比其他Arduino方案更有優勢。
本書是筆者將過去在Arduino中文社區上撰寫的Genuino101相關教程與自身開發經驗相結合整理而成的，內容涵蓋Arduino編程基礎知識和Genuino101高級API的使用，主要針對大學生、研究生和開發者編寫，適合入門學習。
由于編寫本書時Genuino101的藍牙BLE庫正在大版本更新過程中，相關API可能會有很大變化，因此本書中沒有藍牙BLE開發章節，待BLE庫穩定版本推出后，讀者可在Arduino中文社區上閱讀BLE開發章節。
參與本書編撰和校審的還有邱力超、魏宇科、王翔、趙東相、任蕾凡、鄒東雁。
特別感謝Intel在線業務部在寫作本書時提供的支持與幫助。
由于筆者水平有限，書中難免存在不足之處，敬請讀者批評指正。歡迎讀者通過Arduino中文社區（http://www.arduino.cn/）參與本書相關內容的討論。本書相關資料及代碼均可在清華大學出版社本書頁面以及筆者的個人網站（http://clz.me/101book/）獲取。
陳呂洲
2017年7月
作者簡介：
陳呂洲Arduino中文社區創始人，硬件創業者，暢銷圖書《Arduino程序設計基礎》的作者。早期從事機器人競賽，現從事軟硬件產品設計與開發工作。在業余時間致力于開源硬件的設計與推廣，長期積極參與和推動國內開源硬件及相關社群的發展。研究領域涉及Arduino、mbed、ScriptBoard等硬件開發平臺，Linux、Zephyr等嵌入式操作系統，也為Intel、Atmel等公司提供開源硬件產品設計與推廣咨詢服務。
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作者簡介
陳呂洲Arduino中文社區創始人，硬件創業者，暢銷圖書《Arduino程序設計基礎》的作者。早期從事機器人競賽，現從事軟硬件產品設計與開發工作。在業余時間致力于開源硬件的設計與推廣，長期積極參與和推動國內開源硬件及相關社群的發展。研究領域涉及Arduino、mbed、ScriptBoard等硬件開發平臺，Linux、Zephyr等嵌入式操作系統，也為Intel、Atmel等公司提供開源硬件產品設計與推廣咨詢服務。
第1章Arduino與IntelCurie
1．1什么是Arduino
1．2為什么使用Arduino作為開發平臺
1．3Genuino101與IntelCurie
1．4配置Genuino101開發環境
1．5認識ArduinoIDE
1．6添加Genuino101支持
1．7Blink——Arduino的HelloWorld
第2章Arduino編程基礎
2．1Arduino語言
2．2C/C++語言基礎
2．2．1數據類型
2．2．2運算符
2．2．3表達式
2．2．4數組
2．2．5字符串
2．2．6注釋
2．2．7用流程圖來表示程序
2．2．8順序結構
2．2．9選擇結構
2．2．10循環結構
2．3電子元件和擴展模塊
2．4Arduino擴展板的使用
2．5數字I/O的使用
2．5．1數字信號
2．5．2流水燈實驗
2．5．3按鍵控制LED實驗
2．6模擬I/O的使用
2．6．1模擬信號
2．6．2呼吸燈實驗
2．6．3光敏電阻檢測環境光實驗
2．7數字傳感器與模擬傳感器的使用
2．8與計算機交流——串口的使用
2．8．1串口輸出
2．8．2串口輸入
2．8．3串口開關LED實驗
2．9時間函數
2．9．1運行時間函數
2．9．2延時函數
2．9．3RTC函數
第3章I/O的高級應用
3．1調聲函數
3．1．1蜂鳴器發聲
3．1．2簡易電子琴
3．2脈沖寬度測量函數
3．3外部中斷
3．3．1外部中斷的使用
3．3．2外部中斷觸發蜂鳴器警報實驗
第4章使用和編寫類庫
4．1通過庫管理器添加庫
4．2手動添加庫并使用
4．3編寫Arduino類庫
4．3．1編寫函數
4．3．2編寫頭文件與源文件
4．3．3關鍵字高亮
4．3．4建立示例程序
4．3．5類庫優化與發布
第5章定時器
5．1定時器中斷
5．2定時器輸出PWM
第6章串口進階
6．1串行與并行通信
6．2硬件串口
6．3print和write輸出方式的差異
6．4HardwareSerial類成員函數
6．5read和peek輸入方式的差異
6．6串口讀取字符串
6．7串口事件
6．8串口緩沖區
6．9實驗：串口控制RGBLED調光
6．10軟件模擬串口通信——SoftwareSerial庫的使用
6．10．1SoftwareSerial類成員函數
6．10．2建立軟串口通信
6．10．3同時使用多個軟串口
第7章顯示篇
7．1認識顯示設備
7．1．1I2C設備
7．1．2SPI設備
7．2u8g2標準庫
7．2．1新建設備對象
7．2．2初始化與緩沖區操作
7．2．3文本顯示
7．2．4數據顯示
7．2．5中文顯示
7．2．6繪制圖形
7．2．7圖片顯示
第8章CurieIMU庫的使用
8．1配置IMU及獲取數據
8．2解算AHRS姿態
8．3姿態數據可視化
8．4IMU中斷檢測
8．5神經元與機器學習
第9章存儲篇
9．1EEPROM的使用
9．1．1寫數據
9．1．2讀數據
9．1．3擦除數據
9．2SPIFlash的使用
9．2．1新建文件并寫入
9．2．2列出文件
9．2．3讀取文件
9．2．4擦除數據
附錄AArduino/Genuino101數據手冊
附錄BASCII碼對照表
附錄C串口通信可用config配置
附錄DZephyr簡介
后記
參考文獻
第3章I/O的高級應用
掌握數字I/O和模擬I/O的基本操作方法后，就可以完成很多Arduino制作了。除此之外，Arduino還提供了一些I/O口的高級操作。
3．1調聲函數
調聲函數tone()主要用于Arduino連接蜂鳴器或揚聲器發聲，其實質是輸出一個頻率可調的方波，以此驅動蜂鳴器或揚聲器振動發聲。
tone()
可以讓指定引腳產生一個占空比為50%的指定頻率的方波。
語法
tone(pin,frequency)
tone(pin,frequency,duration)
參數
pin:需要輸出方波的引腳。
frequency:輸出的頻率，unsignedint型。
duration:方波持續的時間，單位為毫秒。如果沒有該參數，Arduino將持續發出設定的音調，直到改變發聲頻率或者使用noTone()函數停止發聲。
返回值
無。
tone()和analogWrite()函數都可以輸出方波，不同的是tone()函數輸出方波的占空比固定(50%)，調節的是方波的頻率；而analogWrite()函數輸出的頻率固定(約490Hz)，調節的是方波的占空比。
需要注意的是，同一時間tone()函數僅能作用一個引腳，如果有多個引腳需要使用tone()函數，那必須先使用noTone()函數停止之前已經使用了tone()函數的引腳，再使用tone()函數開啟下一個指定引腳的方波輸出。
noTone()
停止指定引腳上的方波輸出。
語法
noTone(pin)
參數
pin：需要停止方波輸出的引腳。
返回值
無。
下面將使用tone()函數驅動蜂鳴器播放曲子。
3．1．1蜂鳴器發聲
無源蜂鳴器模塊(圖31)是一種一體化結構的電子訊響器，采用直流電壓供電，廣泛應用于計算機、報警器、電子玩具等電子設備中。
無源蜂鳴器發聲需要有外部振蕩源，即一定頻率的方波。不同頻率的方波輸入，會產生不同的音調。接下來我們要利用這種特性，用tone()函數輸出不同的頻率的方波，實現Arduino播放簡單的曲子。
如果使用的是蜂鳴器模塊，則直接連接到擴展板即可；如果使用的是獨立的揚聲器或者蜂鳴器，可按圖32所示方式連接。
在示例程序中使用了兩個數組melody［］和noteDurations［］記錄整個曲譜，然后遍歷這兩個數組實現輸出曲子的功能。
可以在ArduinoIDE菜單“文件→示例→02．Digital→toneMelody”打開以下程序：
圖31蜂鳴器模塊
圖32蜂鳴器模塊使用連接示意圖
/*
melody
Playsamelody
Thisexamplecodeisinthepublicdomain.
http://arduino.cc/en/Tutorial/Tone
*/
#include"pitches.h"
//記錄曲子的音符
intmelody［］={
NOTE_C4,NOTE_G3,NOTE_G3,NOTE_A3,NOTE_G3,0,NOTE_B3,NOTE_C4};
……
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