STM32嵌入式单片机原理与应用
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作者李正军 李潇然
出版社机械工业
ISBN9787111751977
出版时间2024-04
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定价59元
货号1203255735
上书时间2024-06-09
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目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 微型计算机概述 1
1.1.1 微型计算机的基本构成 2
1.1.2 微处理器、微型计算机和微型
计算机系统的关系 4
1.1.3 微处理器的常用技术 5
1.1.4 微处理器的应用 8
1.2 ARM概述 10
1.2.1 ARM简介 10
1.2.2 ARM架构的演变 11
1.2.3 ARM体系结构与特点 12
1.2.4 Cortex-M3微处理器的主要特性 14
1.2.5 Cortex-M3微处理器的结构 16
1.3 嵌入式系统 17
1.3.1 嵌入式系统概述 18
1.3.2 嵌入式系统和通用计算机
系统比较 19
1.3.3 嵌入式系统的特点 20
1.4 嵌入式系统的软件 21
1.4.1 无操作系统的嵌入式软件 21
1.4.2 带操作系统的嵌入式软件 22
1.4.3 典型嵌入式操作系统 22
1.4.4 软件架构选择建议 23
1.5 嵌入式系统的应用领域 24
1.6 嵌入式控制系统 24
习题 26
第2章 STM32 微控制器 27
2.1 STM32微控制器概述 27
2.1.1 STM32微控制器产品线 28
2.1.2 STM32微控制器的命名规则 31
2.1.3 STM32微控制器的选型 34
2.2 STM32F1系列产品系统架构和STM32F103ZET6内部架构 35
2.2.1 STM32F1系列产品系统架构 36
2.2.2 STM32F103ZET6内部架构 38
2.3 STM32F103ZET6的存储器映像 41
2.3.1 STM32F103ZET6内置外设的
地址范围 42
2.3.2 嵌入式SRAM 43
2.3.3 嵌入式闪存 44
2.4 STM32F103ZET6的时钟结构 45
2.5 STM32F103VET6的引脚 48
2.6 STM32F103VET6最小系统设计 53
习题 56
第3章 嵌入式开发环境的搭建 57
3.1 Keil MDK安装配置 57
3.1.1 Keil MDK简介 57
3.1.2 Keil MDK下载 59
3.1.3 Keil MDK安装 61
3.1.4 安装库文件 63
3.2 Keil MDK下新工程的创建 64
3.2.1 建立文件夹 64
3.2.2 打开Keil μVision 65
3.2.3 新建工程 65
3.3 Cortex微控制器软件接口
标准CMSIS 68
3.3.1 CMSIS介绍 68
3.3.2 STM32F10x标准函数库 69
3.4 STM32F103开发板的选择 72
3.5 STM32仿真器的选择 74
习题 76
第4章 中断系统 77
4.1 中断的基本概念 77
4.1.1 中断的定义 77
4.1.2 中断的应用 78
4.1.3 中断源与中断屏蔽 79
4.1.4 中断处理过程 79
4.1.5 中断优先级与中断嵌套 80
4.2 STM32F103的中断系统 81
4.2.1 嵌套向量中断控制器（NVIC） 81
4.2.2 STM32F103的中断优先级 81
4.2.3 STM32F103的中断向量表 82
4.2.4 STM32F103的中断服务程序 85
4.3 STM32F103的外部中断/事件控制器（EXTI） 85
4.3.1 EXTI的内部结构 86
4.3.2 EXTI的工作原理 87
4.3.3 EXTI的主要特性 88
4.4 STM32F10x的中断系统库函数 88
4.4.1 STM32F10x的NVIC相关库
函数 89
4.4.2 STM32F10x的EXTI相关库
函数 93
4.4.3 EXTI中断线GPIO引脚映射库
函数 96
4.5 外部中断设计流程 97
4.5.1 NVIC设置 97
4.5.2 中断接口配置 98
4.5.3 中断处理 98
4.6 外部中断设计实例 99
4.6.1 外部中断的硬件设计 99
4.6.2 外部中断的软件设计 100
习题 105
第5章 通用输入/输出接口 106
5.1 通用输入/输出接口概述 106
5.1.1 输入通道 107
5.1.2 输出通道 108
5.2 GPIO的功能 108
5.2.1 普通I/O功能 108
5.2.2 单独的位设置或位清除 108
5.2.3 外部中断/唤醒线 108
5.2.4 复用功能（AF） 108
5.2.5 软件重新映射I/O复用功能 109
5.2.6 GPIO锁定机制 109
5.2.7 输入配置 109
5.2.8 输出配置 110
5.2.9 复用功能配置 110
5.2.10 模拟输入配置 111
5.3 GPIO常用库函数 111
5.4 GPIO使用流程 119
5.4.1 普通GPIO配置 119
5.4.2 I/O复用功能AFIO配置 119
5.5 GPIO输出应用实例 120
5.5.1 GPIO输出应用的硬件设计 120
5.5.2 GPIO输出应用的软件设计 120
5.6 GPIO输入应用实例 126
5.6.1 硬件设计 126
5.6.2 软件设计 126
习题 129
第6章 定时器 130
6.1 STM32F103定时器概述 130
6.2 基本定时器 131
6.2.1 基本定时器简介 131
6.2.2 基本定时器的主要特性 131
6.2.3 基本定时器的功能 132
6.2.4 基本定时器的寄存器 134
6.3 通用定时器 134
6.3.1 通用定时器简介 134
6.3.2 通用定时器的主要功能 134
6.3.3 通用定时器的功能描述 135
6.3.4 通用定时器的工作模式 138
6.3.5 通用定时器的寄存器 142
6.4 高级定时器 143
6.4.1 高级定时器简介 143
6.4.2 高级定时器的结构 143
6.5 定时器库函数 144
6.6 定时器应用实例 156
6.6.1 通用定时器配置流程 156
6.6.2 定时器应用的硬件设计 157
6.6.3 定时器应用的软件设计 157
习题 161
第7章 模/数转换器（ADC） 162
7.1 模拟量输入通道 162
7.2 模拟量输入信号类型与量程
自动转换 163
7.2.1 模拟量输入信号类型 163
7.2.2 量程自动转换 163
7.3 STM32F103VET6集成的
ADC模块 163
7.3.1 STM32的ADC概述 164
7.3.2 STM32的ADC模块结构 164
7.3.3 STM32的ADC配置 164
7.3.4 STM32的ADC应用特征 169
7.4 ADC库函数 172
7.5 ADC应用实例 181
7.5.1 A/D转换配置流程 181
7.5.2 ADC应用的硬件设计 182
7.5.3 ADC应用的软件设计 182
习题 188
第8章 USART串行通信 189
8.1 串行通信基础 189
8.1.1 串行异步通信数据格式 189
8.1.2 连接握手 190
8.1.3 确认 190
8.1.4 中断 190
8.1.5 轮询 191
8.2 USART工作原理 191
8.2.1 USART介绍 191
8.2.2 USART主要特性 191
8.2.3 USART功能概述 192
8.2.4 USART通信时序 194
8.2.5 USART中断 194
8.2.6 USART相关寄存器 195
8.3 USART库函数 195
8.4 USART串行通信应用实例 203
8.4.1 USART的基本配置流程 203
8.4.2 USART串行通信应用的
硬件设计 205
8.4.3 USART串行通信应用的
软件设计 205
习题 212
第9章 SPI与I2C串行总线 213
9.1 SPI通信原理 213
9.1.1 SPI介绍 213
9.1.2 SPI互连 214
9.2 STM32F103的SPI工作原理 215
9.2.1 SPI主要特征 215
9.2.2 SPI内部结构 216
9.2.3 时钟信号的相位和极性 217
9.2.4 数据帧格式 218
9.2.5 配置SPI为主设备模式 219
9.2.6 配置SPI为从设备模式 220
9.2.7 SPI状态标志和中断 220
9.2.8 SPI发送数据和接收数据 221
9.3 SPI库函数 222
9.4 SPI串行总线应用实例 225
9.4.1 SPI配置流程 225
9.4.2 SPI串行总线应用的硬件设计 225
9.4.3 SPI串行总线应用的软件设计 227
9.5 I2C通信原理 234
9.5.1 I2C串行总线概述 234
9.5.2 I2C总线的数据传送 235
9.6 STM32F103的I2C接口 239
9.6.1 STM32F103的I2C主要特性 239
9.6.2 STM32F103的I2C内部结构 239
9.6.3 STM32F103的I2C模式选择 240
9.7 STM32F103的I2C库函数 241
9.8 I2C串行总线应用实例 246
9.8.1 I2C配置流程 247
9.8.2 I2C串行总线应用的硬件设计 247
9.8.3 I2C串行总线应用的软件设计 247
习题 254
第10章 DMA控制器 255
10.1 DMA的结构和主要特征 255
10.2 DMA的功能描述 256
10.2.1 DMA处理 256
10.2.2 仲裁器 257
10.2.3 DMA通道 257
10.2.4 DMA中断 258
10.3 DMA库函数 259
10.4 DMA应用实例 265
10.4.1 DMA配置流程 265
10.4.2 DMA应用的硬件设计 266
10.4.3 DMA应用的软件设计 267
习题 271
参考文献 272
内容摘要
本书秉承“新工科”理念，从科研、教学和工程实际应用出发，理论联系实际，全面系统地讲述了STM32嵌入式单片机的原理与应用实例。
本书共分10章，包括：绪论、STM32微控制器、嵌入式开发环境的搭建、中断系统、通用输入/输出接口、定时器、模/数转换器（ADC）、USART串行通信、SPI与I2C串行总线和DMA控制器。本书内容丰富，体系先进，结构合理，理论与实践相结合，尤其注重工程应用技术。
本书可作为高等院校自动化、机器人、仪器、人工智能、电子信息和物联网等专业的教材，也可供从事STM32系列嵌入式单片机开发的工程技术人员参考。
本书配有电子课件、教学大纲、习题答案、试卷及答案和其他电子配套资源，选用本书作为教材的教师可登录www.cmpedu.com注册下载，或发邮件至jinacmp@163.com索取。
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