ARM微控制器与嵌入式系统

图书标准信息

• 作者 景妮琴
• 出版社 电子工业出版社
• 出版时间 2023-09
• 版次 1
• ISBN 9787121462542
• 定价 79.00元
• 装帧 其他
• 开本 16开
• 页数 296页
• 字数 470千字

【内容简介】

基于Cortex-M4内核的STM32F4系列微控制器具有较高的性价比，在多个领域都得到了广泛的应用。本书以STM32F407为例，通过11个具体的项目详细介绍微控制器和嵌入式系统开发技术，主要内容涉及开发环境、标准固件库、GPIO接口、定时器、外部中断、USART、SPI总线、I2C总线、ADC、嵌入式操作系统等。本书采用项目式教学方法进行讲解，可帮助读者快速熟悉ARM微控制器与嵌入式系统的开发流程、STM32系列微控制器的标准固件库和各种外设的使用方法。

【作者简介】

景妮琴，女，1979年出生，硕士研究生，北京电子科技职业学院副教授，北京市青年骨干教师，北京市师德先进个人。主要研究方向为嵌入式应用技术、机器学习、深度学习。曾荣获北京市信息化教学大赛二等奖、荣获北京市教学能力比赛二等奖。

【目录】

目    录

项目1  开发环境的搭建1

任务1.1  了解ARM微控制器STM32F4072

1.1.1  ARM微控制器2

1.1.2  STM32F407的功能6

任务1.2  初识开发板硬件电路10

1.2.1  核心板的电路原理图10

1.2.2  扩展板的电路原理图13

任务1.3  开发环境的搭建15

1.3.1  KEIL开发环境搭建16

1.3.2  安装调试工具19

1.4  项目总结22

1.5  动手实践22

1.6  润物无声：中国芯片22

1.7  知识巩固23

项目2  标准固件库函数开发初探：从点亮LED开始25

任务2.1  多文件编程25

2.1.1  C程序的编译26

2.1.2  模块化编程26

任务2.2  标准固件库函数工程模板的建立29

2.2.1  标准固件库文件29

2.2.2  使用帮助文档35

2.2.3  建立库函数工程模板36

任务2.3  点亮LED44

2.3.1  点亮LED的开发步骤44

2.3.2  硬件电路设计44

2.3.3  软件设计45

2.4  项目总结48

2.5  动手实践49

2.6  项目拓展49

2.7  润物无声：千里之行，始于足下49

2.8  知识巩固49

项目3  使用GPIO接口完成简单的开发任务54

任务3.1  使用GPIO接口实现流水灯54

3.1.1  GPIO接口的工作模式54

3.1.2  STM32F407ZGT6的时钟系统60

3.1.3  GPIO接口的结构体及库函数65

3.1.4  流水灯的软硬件设计69

任务3.2  使用GPIO接口控制按键71

3.2.1  任务描述71

3.2.2  硬件设计72

3.2.3  软件设计72

任务3.3  数码管的动态显示76

3.3.1  任务描述76

3.3.2  硬件设计76

3.3.3  软件设计77

3.4  项目总结82

3.5  动手实践82

3.6  润物无声：代码规范83

3.7  知识巩固84

项目4  使用定时器实现电子钟89

任务4.1  熟悉STM32系列微控制器的中断系统89

4.1.1  嵌套向量中断控制器91

4.1.2  NVIC的结构体93

4.1.3  NVIC的标准固件库函数95

4.1.4  中断编程的要点95

任务4.2  熟悉STM32F407微控制器的定时器特性96

4.2.1  高级控制定时器96

4.2.2  通用定时器97

4.2.3  基本定时器97

任务4.3  使用定时器实现电子钟的软件设计97

4.3.1  基本定时器的主要功能97

4.3.2  定时器的结构体及标准固件库函数100

4.3.3  电子钟的软件设计104

4.4  项目总结109

4.5  动手实践109

4.6  润物无声：诚信109

4.7  知识巩固109

项目5  利用外部中断为电子钟校准113

任务5.1  熟悉中断/事件线的特性113

任务5.2  学会使用EXTI的结构体及标准固件库函数116

任务5.3  利用外部中断实现电子钟校准的软件设计118

5.3.1  任务要求118

5.3.2  编程要点119

5.3.3  实例代码120

5.3.3  下载验证126

5.4  项目总结126

5.5  动手实践126

5.6  润物无声：知识产权127

5.7  知识巩固127

项目6  通过USART收发数据130

任务6.1  理解串行通信协议131

6.1.1  物理层131

6.1.2  协议层132

6.1.3  有效数据和数据校验133

任务6.2  熟悉STM32系列微控制器的USART133

6.2.1  USART的特性134

6.2.2  USART的功能134

任务6.3  学会使用USART的结构体及标准固件库函数139

任务6.4  通过USART收发数据143

6.4.1  任务要求143

6.4.2  编程要点143

6.4.3  硬件连接144

6.4.4  软件编程145

6.4.5  实例代码146

6.4.6  下载验证148

6.5  项目总结151

6.6  动手实践151

6.7  润物无声：华为5G通信151

6.8  知识巩固152

项目7  使用SPI总线操作外设154

任务7.1  理解SPI协议155

7.1.1  物理层155

7.1.2  协议层155

任务7.2  熟悉STM32系列微控制器的SPI157

7.2.1  SPI的特性158

7.2.2  SPI的功能158

任务7.3  学会使用SPI的结构体及标准固件库函数160

任务7.4  利用MAX7219实现8位数码管的显示功能164

7.4.1  编程任务164

7.4.2  硬件设计164

7.4.3  软件设计166

7.4.4  实例代码169

7.4.5  下载验证172

7.5  项目总结173

7.6  动手实践173

7.7  润物无声：6G争夺战已然打响174

7.8  知识巩固174

项目8  使用定时器生成PWM信号176

任务8.1  理解使用定时器生成PWM信号的原理176

任务8.2  熟悉STM32系列微控制器的定时器179

8.2.1  TIM2～TIM5的主要特性179

8.2.2  TIM9～TIM14的主要特性180

8.2.3  通用定时器的功能181

任务8.3  学会使用定时器的结构体和标准固件库函数189

任务8.4  使用定时器生成PWM信号的软件设计192

8.4.1  任务描述192

8.4.2  编程要点192

8.4.3  实例代码196

8.4.4  下载验证198

8.5  项目总结199

8.6  项目拓展199

8.7  动手实践199

8.8  润物无声：精益求精199

8.9  知识巩固199

项目9  使用I2C总线驱动OLED201

任务9.1  理解I2C总线协议201

9.1.1  I2C总线的物理层201

9.1.2  I2C总线的协议层203

任务9.2  熟悉STM32系列微控制器的I2C总线205

9.2.1  I2C总线接口的特性205

9.2.2  I2C总线接口的功能206

9.2.3  I2C总线的通信过程208

任务9.3  学会使用I2C总线的结构体及标准固件库函数209

任务9.4  使用I2C总线驱动OLED的软件设计216

9.4.1  编程任务216

9.4.2  编程要点217

9.4.3  硬件设计217

9.4.4  软件设计217

9.4.5  实例代码223

9.4.6  下载验证236

9.5  项目总结236

9.6  动手实践236

9.7  润物无声：柔性OLED237

9.8  知识巩固237

项目10  通过ADC采集光敏传感器输出电压值241

任务10.1  熟悉STM32系列微控制器的ADC241

10.1.1  ADC的特性243

10.1.2  ADC的功能243

任务10.2  学会使用ADC的结构体及标准固件库函数249

任务10.3  通过ADC单通道采集光敏传感器的输出电压258

10.3.1  独立模式下ADC单通道数据采集的硬件连接258

10.3.2  独立模式下ADC单通道数据采集的编程要点259

10.3.3  实例代码261

10.3.4  下载验证263

10.4  项目总结264

10.5  动手实践264

10.6  润物无声：集成电路工程技术人员264

10.7  知识巩固265

项目11  嵌入式操作系统μC/OS-Ⅲ的移植267

任务11.1  了解嵌入式操作系统267

11.1.1  嵌入式系统的特点267

11.1.2  常用的嵌入式操作系统268

任务11.2  如何将μC/OS-Ⅲ移植到STM32F407开发板270

11.2.1  裸机系统和多任务操作系统的区别270

11.2.2  μCOS-Ⅲ的移植方法272

任务11.3  如何在μC/OS-Ⅲ上实现单任务——LED闪烁278

11.3.1  如何创建任务279

11.3.2  启动任务281

11.3.3  任务总结281

11.4  项目总结281

11.5  动手实践281

11.6  润物无声：华为鸿蒙系统282

11.7  知识巩固282

参考文献283