BMduino整合開發（RFID智慧門禁篇）

本書是「BMduino系列程式設計」的第三本書，主要教導開發者與學校研習學生要開發完整之產品專案之讀者，在學習第一本書籍：BMduino程式設計（基礎篇）：BMduino Programming (Basic Concept & Tricks)與第二本書籍：BMduino進階程式開發（雲端連線篇）：BMduino Advanced Programming (Access Clouding Platform Technology)、BMduino進階程式開發（常用模組篇）：BMduino Advanced Programming (Popular Modules)後，希望可以針對校園之程式設計課程或畢業專題中，發想一個完整的系統專案、或是資電產業之物聯網工程師想開發完整的物聯網產品或系統。
 
　　本書搭配BMduino開發板與網路模組如何透過物聯網架構之網路通訊技術，以智慧門禁為開發目的之完整之門禁裝置端與雲端管理平台管理端之完整開發系統之整合範例，進行手把手一步一步教學範例。
 
　　接下來從所有硬體裝置之感測模組開始介紹，接下來產品設計概念、原理與相關技術介紹，最後整合雲端連線機制，可以將門禁進出資料傳輸到雲端管理平台，也可以透過平台門禁管理規格，透過雲端連線機制取得門禁管控規則進而透過硬體裝置控制電磁鎖開門或關門。
 
　　接下來進行雲端管理平台之建置、開發、與整合硬體與門禁系統設計概念、原理與相關技術需求，進行開發雲端管理平台之管理機制，並整合到雲端管理平台，上述所有的技術與所有感測模組，筆者會一步一步介紹使用這些模組與系統整合技術，逐步完整一個完整的物聯網產品與系統。
 
　　BMduino開發板最強大的不只是它的簡單易學的開發工具，最強大的是它網路功能與簡單易學的模組函式庫，幾乎Maker想到應用於物聯網開發的東西，只要透過眾多的周邊模組，都可以輕易的將想要完成的東西用堆積木的方式快速建立，而且BMduino開發板市售價格比原廠Arduino Yun或Arduino + Wifi Shield更具優勢，最強大的是BMduino開發板低廉的價格與Wifi與藍芽模組都可以透過外加方式擴充，更符合物聯網的基本需求，這是今年以來BMduino開發板為何這樣火熱的原因，希望透過這個系列書籍的分享，讓Maker不需要具有深厚的電子、電機與電路能力，就可以輕易駕御BMduino開發板與周邊模組。
 
　　筆者很早就開始使用BMduino開發板，也算是先驅使用者，感謝社團法人中華倍創STEAM教育發展協會與倍創科技的支持，本書才得以付梓出版，若沒有這些先進協助，本書無法付梓，所以筆者不勝感激，在本書創作過程，筆者也將所有的感測模組與技術核心教學，都透過Youtube直播與教學簡報書，讀者可以到網址：http://ncnu.arduino.org.tw/brucetsao/myteachingppt.php，使用這些筆者建立的知識分享的免費資源，更希望讀者可以得到更多的技術學習的機會，讓整個BMduino開發版系列的使用者與社群可以更加茁壯，最後希望筆者可以推出更多的入門書籍給更多想要進入「BMduino開發板」、「物聯網」、「健康醫療」、「AI科技」這個未來大趨勢，所有才有這個系列的產生。

<序>

推薦序
 
　　在科技日新月異的時代，微控制器不再只是工程師手中的專業工具，而是每一位創客、學生及開發者理解科技運作的起點。BMduino 開發板正是以此理念為基礎而誕生——秉持開放、易學、可實作的精神，讓更多人能以最直覺的方式，進入電子與程式設計的世界。
 
　　本書以「從原理到實作」為核心，引導讀者一步步理解 BMduino 的硬體架構、基本電路與驅動邏輯，並透過實際範例，逐步掌握感測、控制、通訊等應用。不同於單純的範例彙集，本教材更重視背後的機制與原理，讓學習不止於模仿，而能融會貫通、靈活創作。
 
　　本書內容涵蓋從基礎微控制器架構，數位與類比訊號處理，至輸入輸出介面設計，包括GPIO、PWM、ADC 及通訊協定（如I2C、SPI、UART）等核心技術。除此之外，書中還包含實務專案設計流程，協助讀者將理論運用於真實世界的應用，培養問題分析及系統整合能力。
 
　　學習微控制器實作不僅需要理解程式碼的撰寫，更要掌握硬體特性及其運作原理，這是許多初學者易忽略卻關鍵的環節。BMduino 專為教育及創新應用設計，其開放架構與豐富的周邊擴充性，為學習者提供了理想的平台，兼具實用與擴展潛力。
 
　　在當今物聯網與智慧自動化迅速發展的浪潮中，擁有扎實的微控制器知識與實作能力，將是每位科技從業者不可或缺的專業技能。期望透過本書，能幫助讀者培養紮實的基礎，激發持續學習的熱情，並啟發無限創意，成為未來科技革新的推動者。
 
　　本教材特別針對創客及高中職等中等學校學生設計，教學目標著重於培養學生獨立思考與動手實作能力。透過循序漸進的內容安排與豐富專案實例，激發學生對電子與程式設計的興趣，鼓勵他們將創意轉化為具體作品。教材同時兼顧理論基礎與實務操作，使學生能在理解微控制器原理的基礎上，勇於挑戰自我，完成從簡單應用到複雜系統整合的多樣專案，為未來升學和職涯發展奠定堅實基礎。
 
　　我們相信，透過不斷實作與探索，讀者將能在 BMduino 平台上發揮自身潛力，創造屬於自己的智慧應用。願本書成為你踏上創新之路的良師益友，陪你一起迎接未來科技挑戰，照亮探索電子與程式世界的每一步。
 

倍創科技股份有限公司總經理 徐人凱

<內容連載>

開發板介紹
 
BMduino 開發板是一系列低成本，低功耗的單晶片微控制器，BMduino-UNO BM53A367A 是 Holtek 32-bit MCU HT32F52367 的開發板，特別設計成與 Arduino UNO R3 開發板腳位兼容，可支援Arduino IDE 開發平台和 Keil IDE 開發平台，幫助初學者更容易地學習程式設計。
 
BM53A367A 採用 3.3V 系列 Arm® Cortex® -M0+內核的 HT32F52367 為主控 MCU，支援多種供電方式， 具備額外的 I2C、SPI、UART、USB 等常用通訊介面。
 
BMduinoUNO 開發板使用Arm® Cortex® -M0+ 內核的HT32F52367 為主控 MCU，其功能強大無比，特別介紹BMduino 開發板特色於下列所述：
 
BMduino 開發板特色：
⚫ MCU：HT32F52367 (64-pin LQFP 封裝)
- Cortex®-M0+，60MHz
- Flash 記憶體：256KB
- SRAM：32KB
⚫ 31 個數位 I/O 腳位 (其中 17 個可作為 PWM 輸出)
⚫ 7 個類比輸入，A/D 轉換器解析度為 12-bit
⚫ 14 個外部中斷
⚫ EEPROM：4KB
⚫ 通訊介面：UART、SPI、I2C、USB
⚫ 電源輸入：USB 介面 x 2，DC 介面，外部 Vin

- e-Link32 Lite USB：Type-C USB 介面
- Native USB：Type-C USB 介面，支援 BC 1.2 與快充 QC 2.0，快充預設升壓為 12V
- DC 介面：DC Jack (桶式插座)，連接外部電源 (例如：變壓器)，電壓範圍 DC 5V～24V
- 外部Vin：Vin 腳位，電壓範圍 DC 5V～24V
⚫ 除錯工具：e-Link32 Lite (ICE)，透過開發板上的 e-Link32 Lite 電路進行程式除錯
⚫ 燒錄方式：
- ICP (In-Circuit Programing)：透過開發板上的e-Link32 Lite 電路進行燒錄
- IAP (In Application Programming)：透過 COM 埠進行燒錄 (與 Arduino UNO R3 相同)
⚫ 開發環境：支援 Arduino IDE、Keil IDE
⚫ 連接器：
- BMCOM1：腳距 2.54mm，可選 3.3V 或 5V
- BMCOM2：腳距 1.0mm，可選 3.3V 或 5V
- SPI1：腳距 2.54mm，可選 3.3V 或 5V
⚫ 與 Arduino UNO R3 開發板腳位相容
⚫ 尺寸：54 x 94 x 14 mm
⚫ 淨重：28.5g
⚫ 產品包含：1. BM53A367A x 1 | 2. 跳帽 x 1
 
BMduino UNO 開發板使用Arm® Cortex® -M0+ 內核的HT32F52367 為主控 MCU，特別設計成與 Arduino UNO R3 開發板腳位兼容，可支援 Arduino IDE 開發平台和 Keil IDE 開發平台，幫助初學者更容易地從原來Arduino 開發板使用者可以無痛轉換到BMduino UNO 開發板學習程式設計，特別介紹BMduino 開發板強大的競爭力於下列所述：

BMduino 開發板強大競爭力：
⚫ Arduino UNO R3 腳位相容
◼ BMduino-UNO BM53A367A 的腳位與 Arduino UNO R3 相容，電壓準位為 3.3V (Arduino UNO R3 則為 5V)。
◼ 除了標準的 Arduino UNO R3 腳位之外，BM53A367A 另提供BMCOM1 及 BMCOM2 兩個連接器，並貼心地設計用跳帽設定連接器的電壓準位為 3.3V 或 5V。
◼ 板上自帶有電壓轉換電路，讓您在外接使用 5V 電壓的模組
時，可以直接連接 BMCOM，不須擔心電壓轉換的問題。
⚫ 燒錄方式
◼ BM53A367A 開發板上自帶有 e-Link32 Lite 電路，可用來除錯及燒錄，因此 BM53A367A 燒錄程式時不須使用 TX 及 RX腳位 (Arduino UNO R3 則需使用)。
◼ Arduino UNO R3 上的 6-pin ICSP 連接器，在 BM53A367A 上則不需要有 ICSP 的功能，因此 BM53A367A 將此 6-pin 連接器設計成為另一組 SPI/UART 介面，其電壓準位也可用跳帽選擇 3.3V 或 5V，外接 5V 的模組時不需額外的電壓轉換電路。
⚫ 開發環境
◼ 除了在 Arduino IDE 開發環境下工作，BM53A367A 也可工作於 Keil IDE 開發環境，其使用方式與 ESK32-30510，HT32F52367 開發套件相同。
⚫ 原廠自創BMCOM 生態技術特色
◼ BMCOM 是一個由 I2C/UART 模組所組成的生態系統，其中包括感測器、執行器、顯示器和無線模組等，可以加速原型設計。
◼ BMCOM 連接器有兩種型式：BMCOM1 是 2.54mm 間距的 5 針接頭，而 BMCOM2 是 1mm 間距的 5 針 JST 連接器。