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本书以蓝牙遥控表情机器人的制作应用和蓝牙遥控灭火机器人的制作为主线，采用螺旋式上升的项目设计，结合各种显示模块的应用和软件编程，循序渐进地讲解每个模块所需专业知识和技术，让学生更深入地理解这些知识和技术，并且应用到产品制作和竞赛机器人项目中。内容包括基于Arduino的QTSTEAM控制器、机器人组装、机器人点亮多个LED灯和串口通信、伺服电机和机器人运动控制、蓝牙遥控机器人、数码管显示机器人状态信息、机器人的表情——8*8点阵屏控制、彩色LED与奇幻机器人制作、遥控机器人灭火竞赛和智能菜单制作。

目     录
第1章　基于Arduino的QTSTEAM控制器	001
1.1   Arduino简介	001
1.2   QTSTEAM控制器简介	002
1.3   驱动安装	005
1.4   Arduino编程环境和编程入门	007
1.5   拓展学习	018
1.6   本章小结	018
第2章　机器人组装	019
2.1 　组装工具	019
2.2 　车体零配件	020
2.3 　组装顺序	021
2.4 　本章小结	024
第3章　机器人点亮多个LED灯和串口通信	025
3.1 　点亮与控制多个LED灯	025
3.2 　Arduino机器人与PC通信	039
3.3 　通过PC端控制LED灯亮灭	043
3.4 　拓展学习	049
3.5 　本章小结	049
第4章　伺服电机和机器人运动控制	050
4.1 　伺服电机调零	051
4.2 　伺服电机控制测试	055
4.3 　机器人运动控制	058
4.4 　拓展学习	064
4.5 　本章小结	065
第5章　蓝牙遥控机器人	066
5.1 　手机APP蓝牙信号编码检测	066
5.2 　机器人遥控编程	071
5.3 　机器人遥控功能拓展	075
5.4 　本章小结	076
第6章　数码管显示机器人状态信息	077
6.1 　LED数码管介绍	077
6.2 　数码管电路连接	079
6.3 　数码管显示数字程序和程序说明	081
6.4 　数码管显示蓝牙遥控指令和编码	086
6.5 　拓展学习：多位数码管	089
6.6 　本章小结	090
第7章　机器人表情——8×8点阵屏控制	091
7.1 　点亮点阵屏中的任意一个LED	092
7.2 　利用MAX7219电子模块完成点阵屏显示控制	094
7.3 　扩展学习：机器人酷炫表情	099
7.4 　本章小结	106
第8章　彩色LED灯与奇幻机器人制作	107
8.1 　RGB彩色LED灯的使用	108
8.2 　双轴摇杆的使用	111
8.3 　双轴摇杆控制RGB LED灯光变幻	114
8.4 　奇幻机器人设计	121
8.5 　拓展学习：环形灯带展示运动效果	125
8.6 　本章小结	125
第9章　遥控机器人灭火竞赛	126
9.1 　竞赛项目说明	126
9.2 　系统需求分析和解决方案	128
9.3 　功能模块的实现	129
9.4 　拓展学习	134
9.5 　本章小结	134
第10章　带智能菜单的机器人	135
10.1 　编码器应用	135
10.2 　LCD1602液晶屏的使用	141
10.3 　多功能菜单选择系统	143
10.4 　本章小结	154
附录A　本书各章节中配件介绍	155
附录B　中国教育机器人大赛介绍	159

随着科学技术的不断进步，我们的社会已经进入人工智能时代。人工智能就是可以通过计算机编程实现的智能。人的智能一旦变成了人工智能，也就是计算机智能，就可以代替人类更好地完成相应的智能工作，甚至超过相应的人类智能，比如下象棋和下围棋，因为计算机不会像人一样出现疲劳和错误！这就是AlphaGo一旦打败人类的围棋世界冠军，人类的围棋世界冠军就再也打不赢计算机的原因。
那么，哪些智能是可以通过计算机编程实现的呢？这就需要我们了解人类智能的基本形式和层次。人类的智能可以归结为三个层次：首先最基本的智能是理解事实；其次是理解规则和执行规则；最后则是人类所独有的智能，即创造新的事实和新的规则。
能够明确描述的事实和规则都是计算机可以实现的智能。我们学习人工智能，首先要学习如何从要解决的问题中提炼出基本的事实和规则，然后根据这些基本的事实和规则去解决问题，也就是根据事实和规则进行推理。所以，学习人工智能的第一步，就是能够提炼出基本的事实和规则，以及解决问题的规则序列，即程序。然后将这些规则序列和程序翻译成计算机程序，即编程。人类在给计算机编程之前，必须先给自己编程。人人都会编程，而且人人都要学会编程。
这套青少年机器人STEAM创客系列教程从《初识人工智能》开始，分为十本，内容循序渐进，层层深入。每本教程都力求浅显易懂、可操作性强，富有趣味性和吸引力。
《初识人工智能》适合小学一年级及以上的学生，通过遥控机器人和循线机器人的制作，让同学们了解沟通、遵守规则是人类的基本智能，而且人类掌握的规则越多，就越聪明，越博学。同学们既要做一个遵守规则的合法公民，也要知道在什么时候该突破规则、定义新规则，成为具有创新和创造能力的人。
《人工智能之图形编程》适合小学二年级及以上的学生。当同学们了解和掌握了事实和规则的描述方式之后，就可以开始学习采用Mixly图形编程工具来将一些基本的规则翻译成图形程序。通过与具体的模块化机器人配合，进一步了解人工智能的规则定义和图形编程方法。
《人工智能之Mixly趣味编程》适合小学三年级及以上的学生。同学们在这本书里将学习到更多的传感器和人工智能程序的编程方法。从这本书开始，同学们将使用一种新的积木—金属积木来构建机器人。这种机器人更加接近于日常生活中有实际用途的机器人，同时也涵盖了更多的有实用价值的人工智能程序。
《人工智能之Scratch编程》也是适合小学三年级及以上的学生。这本书以S4A拓展模块为基础，引导同学们学习和了解如何制作各种可以人机互动的游戏或者动漫。学习这本书的同学应具有基本的Scratch编程能力。
《基础机器人制作和编程》适合小学四年级及以上的学生。从这本书开始，同学们就要过渡到真正的计算机语言编程——BASIC。BASIC是世界上第一种高级计算机语言，目前仍旧在欧美等发达国家的中小学采用，因为BASIC语言最接近于英语，而且无须了解复杂的计算机结构，可以让我们专心于程序的逻辑问题。这本书里还会首次引入电子元器件，让同学们了解电路是如何与我们的计算机协同工作的。
《Arduino机器人制作、编程与竞赛（初级）》教程适合小学五年级及以上的学生。Arduino编程就是C语言编程，只是简化了复杂的头文件和库结构的引用。这本书将以计算机显示技术为项目主线，通过控制1个LED灯的亮和灭、3个LED灯的亮和灭、8个LED灯的亮和灭、64个LED灯的亮和灭等，带领同学们学习和掌握计算机显示的方法、原理和技术，然后通过编程实现电机控制和蓝牙遥控等，最后制作出一个具有蓝牙遥控功能的表情显示机器人和遥控灭火机器人，寓教于乐！
《Arduino机器人制作、编程与竞赛（中级）》教程适合小学六年级及以上且学过初级教程的学生。这本书以一个红外遥控的智能玩具机器人制作和编程作为主线，引导同学们学习和掌握数字音乐、随机漫游、机器人跟随和红外遥控的通信解码技术等，以及如何完成一个完整的遥控机器人智能玩具的设计和开发流程。最后引导同学们去挑战中国教育机器人大赛的智能搬运、擂台和灭火等竞赛任务。赛学合一，以终为始。
 学完Arduino机器人的初级和中级教程以后，就可以挑战《Arduino竞技机器人制作和编程》了。这本书以未来机器人大师赛为目标，需要同学们应用所学知识和技能设计自己的战斗机器人去与对手对抗。不仅是一对一的对抗，而是团队的对抗，这样就要求同学们要学会团队协作和配合。这本书会提供几种标准的机器人制作和编程方法，但是更希望同学们能够发挥自己的创意和智慧，去赢得胜利！
《机器人辅助C程序设计》和《单片机技术及应用》是面向初中二年级及以上的同学。这两本书将带领同学们进入计算机内部世界，真正了解计算机的原理和计算机操作系统的编程技术。掌握了这两本书的精髓，同学们进入大学以后就再也不用为计算机类硬件和编程类课程发愁了。你们就可以专注于自己的专业知识和技能的提升，能够自如地去应对各种未知的专业挑战了！
每本教程都以机器人制作项目贯穿始终，采用STEAM的理念设计学习过程，并且在学习过程中设计各种竞赛项目，充满挑战且引人入胜！每本教程都有至少一个大的竞赛项目是中国教育机器人大赛的总决赛竞赛项目。同学们有各种机会去与同行们PK，展示自己的才华和实力！
同学们，让我们一起走进充满挑战和趣味的机器人STEAM世界吧。坚持不懈，持之以恒，你们都能够成长为未来的机器人大师，成为创新和创造能力超强的时代精英！

全童科教（东莞）有限公司董事长　秦志强

青少年STEAM教育  教育机器人  创客教育  青少年编程

秦志强，男，全童科教（东莞）有限公司CEO，长期致力于青少年STEAM教育研究和实践工作，中国教育机器人大赛的创办者。拥有全年龄段的机器人教育解决方案和配套教具。编著多部教材，多部教材获得十二五国家规划教材。

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