嵌入式技术及应用(STM32CubeMX版) 9787121462085
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作者李文华
出版社电子工业出版社
ISBN9787121462085
出版时间2023-09
装帧平装
开本16开
定价59元
货号1203074003
上书时间2024-04-28
商品详情
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作者简介
李文华，男，教授，就职于浙江工贸职业技术学院，中国电子学会高级会员，长期致力于电子信息、物联网技术的相关教学
目录
项目1搭建开发环境1
学习目标1
任务1安装开发工具1
任务要求1
知识储备2
1．STM32微控制器2
2．STM32的软件开发方式4
实现方法与步骤4
1．准备开发工具4
2．解压工具软件9
3．安装MDK10
4．安装Keil包13
5．激活MDK15
6．安装JRE16
7．安装STM32CubeMX17
8．安装STM32CubeMX库19
9．安装CH340驱动程序22
10．查看USB口映射的串口号23
11．安装STLink驱动程序24
12．安装程序下载软件25
实践总结与拓展27
习题127
任务2点亮LED灯28
任务要求28
知识储备28
1．初识GPIO口28
2．STM32的时钟源29
3．STM32的程序启动模式30
4．STM32的程序调试模式31
5．发光二极管的控制电路31
实现方法与步骤32
1．搭建硬件电路32
2．新建STM32CubeMX工程33
3．配置STM32的硬件资源34
4．管理STM32CubeMX工程39
5．生成Keil工程代码41
6．配置Keil工程42
7．编译连接程序43
8．下载程序44
实践总结与拓展46
习题246
项目2GPIO口的应用设计48
学习目标48
任务3控制LED闪烁48
任务要求48
知识储备49
1．Keil工程的结构49
2．程序编写规范50
3．GPIO口输出特性52
4．GPIO口的输出函数54
5．延时函数56
实现方法与步骤56
1．搭建电路56
2．生成GPIO口的初始化代码56
3．编写LED闪烁程序57
4．编译与下载程序58
实践总结与拓展60
习题361
任务4制作跑马灯62
任务要求62
知识储备63
1．位操作运算的应用63
2．GPIO口的并行输出65
实现方法与步骤66
1．搭建电路66
2．生成GPIO口的初始化代码66
3．编写跑马灯程序66
4．配置Keil工程67
5．调试与下载程序69
实践总结与拓展72
1．用查表法实现跑马灯显示72
2．用访问ODR寄存器的方式
实现跑马灯显示74
习题475
任务5显示按键的状态77
任务要求77
知识储备77
1．GPIO口的输入特性77
2．GPIO口的输入函数78
3．GPIO口的并行输入79
4．按键电路79
实现方法与步骤80
1．搭建电路80
2．生成GPIO口的初始化代码80
3．编写显示按键状态程序81
4．调试与下载程序82
实践总结与拓展83
习题583
项目3外部中断和定时器的应用设计85
学习目标85
任务6统计按键按下的次数85
任务要求85
知识储备86
1．中断的相关知识86
2．嵌套中断向量控制器NVIC86
3．STM32的外部中断控制器87
4．HAL库中GPIO口的外部中断函数89
实现方法与步骤91
1．搭建电路91
2．生成外部中断的初始化代码91
3．编写统计按键按下次数的程序95
4．调试与下载程序97
程序分析97
实践总结与拓展98
习题698
任务7制作简易秒表100
任务要求100
知识储备100
1．定时器的分类100
2．定时器的基本结构101
3．计数模式102
4．定时时长的计算102
5．HAL库中有关定时器的常用函数102
实现方法与步骤104
1．搭建电路104
2．生成定时器的初始化代码104
3．编写简易秒表程序106
程序分析109
实践总结与拓展110
习题7111
任务8制作呼吸灯112
任务要求112
知识储备113
1．PWM的基本概念113
2．STM32中PWM的结构113
3．PWM的工作模式114
4．定时器各通道的引脚分布114
5．HAL库中PWM的函数和宏115
实现方法与步骤116
1．搭建电路116
2．生成PWM的初始化代码116
3．编写呼吸灯程序120
4．调试与下载程序122
实践总结与拓展122
习题8123
项目4串口通信的应用设计124
学习目标124
任务9用串口与计算机交换数据124
任务要求124
知识储备125
1．串行通信的基本知识125
2．STM32F103中通用串行口的结构126
3．通用串行口的引脚127
4．双机通信电路128
5．HAL库中串行通信的常用函数132
实现方法与步骤134
1．搭建电路134
2．生成串口1的初始化代码135
3．编写串行通信程序137
4．调试与下载程序139
程序分析140
实践总结与拓展143
习题9144
任务10用空闲中断处理串口接收数据145
任务要求145
知识储备146
1．串口的空闲中断146
2．HAL库中操作空闲中断的宏146
3．空闲中断的编程方法147
4．常用的串操作函数149
实现方法与步骤150
1．搭建电路150
2．生成硬件初始化代码150
3．编写数据接收程序151
4．编写数据处理程序154
5．增加include目录156
6．调试与下载程序157
程序分析158
实践总结与拓展160
习题10161
项目5显示与键盘的应用设计163
学习目标163
任务11制作数码管显示的秒表163
任务要求163
知识储备164
1．数码管的显示原理164
2．数码管的静态显示165
3．数码管的动态扫描显示166
实现方法与步骤172
1．搭建电路172
2．生成硬件初始化代码172
3．编写数码管显示程序173
4．编写秒表应用程序174
实践总结与拓展175
习题11179
任务12用键盘控制秒表的运行181
任务要求181
知识储备182
1．键盘处理流程182
2．独立式键盘接口182
3．矩阵式键盘接口188
实现方法与步骤191
1．搭建电路191
2．生成硬件初始化代码191
3．修改秒表程序191
4．添加键盘处理程序193
实践总结与拓展195
习题12195
任务13用OLED屏显示字符196
任务要求196
知识储备196
1．OLED屏与STM32的接口电路196
2．SSD1306的显存198
3．SSD1306的地址模式199
4．OLED的访问程序200
实现方法与步骤205
1．搭建电路205
2．生成硬件初始化代码205
3．移植OLED程序205
4．制作字库206
5．编写字符显示程序210
实践总结与拓展210
习题13213
任务14用OLED显示图片215
任务要求215
知识储备215
1．图片显示函数215
2．图片的显示方法216
实现方法与步骤216
1．搭建电路216
2．用图片处理软件编辑图片文件217
3．用Image2Lcd软件制作位图文件220
4．用PCtoLCD软件制作图库文件221
5．生成硬件初始化代码222
6．编写显示图片的应用程序223
7．完善bmp.h头文件223
8．调试与下载程序224
实践总结与拓展224
习题14225
项目6A/D与D/A转换器的应用设计226
学习目标226
任务15制作电压监测器226
任务要求226
知识储备227
1．A/D转换的基础知识227
2．STM32中ADC的结构227
3．ADC的应用特性230
4．HAL库中有关ADC的常用函数和宏232
实现方法与步骤235
1．搭建电路235
2．生成ADC的初始化代码235
3．编写电压监测器的程序238
4．调试与下载程序239
程序分析239
实践总结与拓展240
习题15240
任务16制作电压信号发生器241
任务要求241
知识储备242
1．D/A转换的基础知识242
2．STM32中DAC的应用特性242
3．HAL库中有关DAC的常用函数244
实现方法与步骤246
1．搭建电路246
2．生成DAC的初始化代码246
3．编写信号发生器的程序246
4．调试与下载程序248
实践总结与拓展249
习题16250
项目7外设接口的应用设计252
学习目标252
任务17用硬件SPI口控制OLED屏252
任务要求252
知识储备253
1．SPI接口的信号线253
2．STM32中SPI口的应用特性253
3．SPI口的设置方法257
4．HAL库中常用的SPI操作函数258
实现方法与步骤260
1．搭建电路260
2．生成SPI口的初始化代码260
3．完善SPI通信程序263
4．编写显示程序265
5．调试与下载程序266
实践总结与拓展266
习题17267
任务18用硬件I2C接口访问AT24C02269
任务要求269
知识储备269
1．I2C总线的基本知识269
2．STM32中I2C接口的应用特性271
3．HAL库中的I2C访问函数272
4．AT24C02的应用特性273
实现方法与步骤277
1．搭建电路277
2．生成I2C接口的初始化代码278
3．编写AT24C02的应用程序279
4．在main.c文件中编写应用程序280
5．调试与下载程序281
实践总结与拓展281
习题18282
任务19读写FLASH存储器283
任务要求283
知识储备283
1．STM32的FLASH存储器283
2．HAL库中有关FLASH操作的函数284
3．读写FLASH存储器的方法286
实现方法与步骤288
1．搭建电路288
2．生成硬件初始化代码288
3．编写读写FLASH存储器的应用程序288
4．调试与下载程序291
实践总结与拓展291
习题19291
任务20用RTC制作数字钟293
任务要求293
知识储备294
1．STM32中RTC的应用特性294
2．HAL库中有关RTC的操作函数294
实现方法与步骤300
1．搭建电路300
2．生成RTC的初始化代码300
3．编写数字钟的应用程序302
4．调试与下载程序306
实践总结与拓展306
习题20307
附录ASTM32开发板电路图309
附录B全国职业院校“物联网应用开发”大赛试题（STM32部分）311
附录C1+X传感网应用开发（中级）试题（有关STM32部分）314
参考文献317
内容摘要
本书采用STM32CubeMX的开发方式，选用20个基于STM32嵌入式技术开发的实例，按照“理论够用，突出应用”的原则，采取项目化教学的方式，以作品制作为载体，在作品制作过程中讲解STM32嵌入式技术的基础知识、基本技能和方法，培养学生的爱岗敬业、耐心仔细、抗压抗挫等优良品质和精神，由浅入深地讲解STM32嵌入式技术应用，包括安装开发工具、点亮LED灯、控制LED灯闪烁、制作跑马灯、显示按键的状态、统计按键按下的次数、制作简易秒表、制作呼吸灯、用串口与计算机交换数据、用空闲中断处理串口接收数据、制作用数码管显示的秒表、用键盘控制秒表的运行、用OLED屏显示字符、用OLED屏显示图片、制作电压监测器、制作电压信号发生器、用硬件SPI口控制OLED屏、用硬件I2C接口访问AT24C02、读写Flash存储器、用RTC制作数字钟以及C程序设计技巧。本书立足于应用实践，融入了近年来全国职业技能大赛中有关STM32嵌入式应用技术的内容和1+X职业技能等级考试内容，适于用作高等职业院校物联网、电子信息、智能产品设计、应用电子、机电一体化、机械电子、汽车电子等专业嵌入式技术应用课程的教材，也可作为应用型本科和1+X“传感网应用开发”职业技能等级考试培训教材或者供参加物联网大赛和从事STM32嵌入式技术应用的工程技术人员学习和参考。
主编推荐
"1．融入思政元素，强化了教材的德育性
教材主要从2方面实施课程思政。一是在每个项目的学习目标中明确地提出了思政目标。二是根据项目任务的内容分别在知识储备、实现方法与步骤、实践总结与拓展或者课后习题中无缝地融入若干思政元素，做到润物无声。例如，在程序调试实践中要学生保持良好的心态，通过仔细观察、耐心实践、努力尝试，从而锻炼学生的意志力，增强学生的抗挫能力；再如在任务9的习题中，我们要求学生利用串口输出社会主义核心价值观的内容，既训练了学生的串口编程技术，又强化了学生的正确价值观。
2．用二维码嵌入讲解视频，方便读者自主学习
本教材提供了大量讲解视频，每个视频时长5分钟左右，从而将教材中的知识点碎片化。这些视频的主要内容是各个任务中重点知识的讲解或者各个任务的实践操作过程的演示。读者只需用手机扫描教材中的对应二维码，就可以观看对应的视频讲解，从而方便读者课前预习和课后复习。
3．按项目构建课程内容，用实例组织单元教学
本书分为7个项目，共20个任务，包括搭建开发环境、GPIO口的应用设计、外部中断和定时器的应用设计、串口通信的应用设计、显示与键盘的应用设计、A/D与D/A的应用设计、外设接口的应用设计。每个项目包含若干个任务。全书采用STM32CubeMX开发方式讲解了STM32嵌入式系统的开发过程、设计方法和基本技能。全书按项目编排，STM32嵌入式应用系统开发所需要的基本知识和基本技能穿插在各个任务的完成过程中进行讲解，每一个任务只讲解完成本任务所需要的基本知识、基本方法和基本技能，从而将知识化整为零，降低了学习的难度。
4．融“教、学、做”于一体，突出了教材的实践性
书中的每一个任务都是按照以下方式组织编排的：①任务要求，②知识储备，③实现方法与步骤，④程序分析，⑤实践总结与拓展。其中，任务要求部分主要介绍做什么和做到什么程度，是读者实践时的目标要求，后续部分都是围绕着任务的实现而展开的。知识储备部分主要介绍STM32嵌入式应用中的一些基本概念、HAL库中所提供的有关函数及其用法，这一部分供读者在完成任务前阅读之用，也是本任务完成后所要掌握的基本知识。实现方法与步骤部分主要介绍怎么做，这一部分详细地讲解了本项目的实施过程，包括电路的搭建、用STM32CubeMX生成初始化代码的方法和步骤、应用程序的编写、程序的编译下载等，读者按照书中所介绍的方法和步骤逐步实施，就可以实现任务要求，这一部分是读者实践时必须亲手做的事情。程序分析部分（目录中未体现，书中有）主要介绍了为什么要这样做，这一部分详细地讲解了程序设计的思路、原则和方法。实践总结与拓展部分主要对知识和技能进行梳理与总结，并适当进行拓展。
5．融入职业技能标准，内容反映了“1+X”考证要求和职业院校技能大赛的要求
《传感网开发职业技能等级标准》是由北京新大陆时代科技有限公司组织编写的，该公司的黄敏恒高级工程师参与了本书的规划和编写；另外，本书的作者多年来一直从事STM32嵌入式技术及应用课程的教学工作、“1+X”传感网应用开发考证指导和全国物联网技术应用技能大赛辅导工作，书中许多制作任务或习题来源于考证试题或者竞赛试题，每个任务中都设置了至少一道与技能大赛、“1+X”考证试题难度相当、题型相似的综合练习题。本书融入了《传感网开发职业技能等级标准》，反映了“1+X”考证要求和物联网技术应用技能大赛的要求。
6．提供了配套的实训平台，避免了教材与实训系统相互脱节
STM32嵌入式技术应用是一门实践性非常强的课程，除了要进行课堂学习之外，还需要强有力的实践性环节与之配合。因此，我们研制并推出了MFIoT实训平台及相关的实训模块，包括ZigBee开发板、CCDebug仿真器、相关传感器模块以及STM32开发板、STLink仿真器、NBIoT开发板、LORA开发板、智能网关等。其中，STM32开发板、STLink仿真器和传感器模块与本书配套，避免了以往出现的教材与实训系统相互脱节的情况，真正做到课堂内外相互统一。如果使用本书的院校在准备器件时有困难，可以与编者联系（E-mail：lizhuqing_ 123@163.com），也可以进入淘宝网，搜索“青竹电子”店铺购买。
7．提供了丰富的教学资源，方便教师备课和读者学习
本书提供了9种教学资源：7个项目中各任务的源程序文件；STM32开发板的电路图；书中所有芯片和传感器的PDF文档；教学课件；STM32嵌入式应用常用的工具软件；近年来全国物联网应用技术技能大赛试题；传感网应用开发“1+X”考证试题；部分习题解答；课程思政活页。其中，各任务的源程序文件供读者学习前观察任务的实现效果之用，各芯片和传感器的PDF文档供读者学习查阅之用，提供常用的工具软件可以节省读者收集开发工具的时间。所有资源可直接从电子工业出版社教材服务网站上下载，也可以与编者联系，部分资源只要扫描书中的二维码就可以直接下载。"
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