STM32微控制器原理及应用

本书围绕STM32微处理器的基本原理，深入浅出地分析了STM32微处理器的基本原理和内部结构；同时，结合作者指导大学生创新创业训练计划项目及竞赛案例，将实际应用案例设计融合在各章节，以便让读者更加深入地掌握STM32微处理器的原理和应用技巧，提高学生的实际动手能力。全书共8章，第1～2章主要讲述STM32微处理器的基本原理，第3～8章分别讲述GPIO、USART、TIM、ADC、DMA、I2C的结构与功能，并结合工程应用案例进行程序设计。

本书实践性强，可以作为高等院校相关专业的教学用书，也可以作为科研机构研究人员的参考书，还可供从事相关工作的工程技术人员参考。

目 录

第1章 概述 1

1.1 单片微型处理器概述 1

1.2 嵌入式系统简介 2

1.3 ARM处理器概述 6

1.4 μC/OS-II系统 10

1.4.1 嵌入式系统概述 10

1.4.2 μC/OS-II操作系统概述 12

1.4.3 μC/OS-II操作系统任务管理 13

1.4.4 μC/OS-II操作系统时间管理 14

1.4.5 μC/OS-II操作系统移植 17

1.4.6 μC/OS-II操作系统运行步骤 18

本章小结 19

第2章 STM32体系结构 20

2.1 微处理器核结构 20

2.1.1 核结构 20

2.1.2 处理器的工作模式及状态 22

2.1.3 寄存器 23

2.1.4 总线接口 27

2.2 存储器映射 28

2.2.1 存储器格式 28

2.2.2 存储器结构 28

2.2.3 Cortex-M3存储器的组织 29

2.2.4 STM32存储器映射 30

2.3 电源、时钟及复位电路 34

2.3.1 电源电路 34

2.3.2 时钟电路 38

2.3.3 复位电路 43

2.4 指令集 44

2.4.1 ARM指令集 44

2.4.2 Thumb指令集 45

2.4.3 Thumb-2指令集 46

2.5 流水线 51

2.6 异常与中断 52

2.6.1 异常与中断的概念 52

2.6.2 STM32的中断通道 53

2.6.3 STM32的中断过程 58

2.6.4 STM32的中断优先级 59

2.6.5 STM32的中断向量表 60

2.6.6 NVIC简介 61

2.6.7 NVIC的基本功能 62

2.6.8 NVIC的硬件结构 63

2.6.9 NVIC的库函数 64

2.6.10 EXTI的硬件结构 65

2.6.11 EXTI中断 66

2.6.12 USART中断 69

2.6.13 TIM中断 70

2.6.14 ADC中断 72

2.6.15 中断实例 74

本章小结 85

第3章 通用并行接口 86

3.1 GPIO的结构及寄存器 86

3.1.1 GPIO的基本结构及工作方式 86

3.1.2 与GPIO相关的寄存器 91

3.2 GPIO库函数 100

3.3 GPIO设计实例 105

本章小结 112

第4章 通用同步/异步收发器 113

4.1 USART简介 113

4.2 结构及功能 113

4.3 USART帧格式 115

4.4 波特率设置 116

4.5 硬件流控制 117

4.6 USART中断请求 118

4.7 USART寄存器 119

4.8 应用实例 123

本章小结 128

第5章 定时器 129

5.1 STM32定时器概述 129

5.2 通用定时器TIMx的功能 130

5.3 通用定时器TIMx的结构 130

5.3.1 时钟源的选择 132

5.3.2 时基单元 134

5.3.3 捕获和比较通道 135

5.3.4 计数器模式 137

5.3.5 定时时间的计算 139

5.3.6 定时器中断 139

5.4 通用定时器TIMx寄存器及库函数 140

5.4.1 寄存器 140

5.4.2 库函数 142

5.5 TIM2应用实例 143

本章小结 146

第6章 模数转换器 147

6.1 ADC概述 147

6.2 ADC的结构和功能 148

6.2.1 ADC的结构 148

6.2.2 ADC的功能 151

6.2.3 寄存器 154

6.3 库函数说明 166

6.4 应用实例 169

本章小结 174

第7章 直接存储器存取 175

7.1 DMA概述 175

7.2 DMA的结构和功能 177

7.2.1 DMA的功能 177

7.2.2 DMA的结构 178

7.3 DMA寄存器 180

7.4 DMA库函数 181

7.5 应用实例 184

本章小结 188

第8章 内部集成电路总线 189

8.1 I2C概述 189

8.2 I2C结构及寄存器 190

8.2.1 I2C结构 190

8.2.2 I2C寄存器 191

8.3 库函数说明 194

8.4 应用实例 196

本章小结 206

附录 STM32嵌入式开发常用词汇词组及缩写词汇总 207

参考文献 212