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Arm Cortex-M4嵌人式系统基于STM32Cube和HAL库的开发方法

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作者李正军,李潇然编

出版社清华大学出版社

ISBN9787302669425

出版时间2024-08

装帧平装

开本32开

定价79元

货号1203388137

上书时间2024-12-03

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商品详情

品相描述：全新

商品描述: 作者简介
李正军山东大学教授，硕士研究生导师。1984年毕业于山东大学数学系，同年留山东大学数学系任教；先后担任“211工程”重点建设项目“现场总线技术实验室”负责人、控制学院微机原理课程负责人。中国电气工业协会设备网现场总线分会理事、中华人民共和国机械行业标准《低压电气通信规约》审稿人，全国电器设备网络通信接口标准化委员会委员。发表科研与教学论文50余篇，出版著作15部，并获山东大学优秀教师等荣誉称号。承担省部级与企业科研课题30余项，主要研究方向包括嵌入式系统、计算机控制技术、现场总线应用技术、电力电子技术等。

目录
第1章绪论

1.1嵌入式系统

1.1.1嵌入式系统概述

1.1.2嵌入式系统和通用计算机系统比较

1.1.3嵌入式系统的特点

1.2嵌入式系统的组成

1.3嵌入式系统的软件

1.3.1无操作系统的嵌入式软件

1.3.2带操作系统的嵌入式软件

1.3.3嵌入式操作系统的分类

1.3.4嵌入式实时操作系统的功能

1.3.5典型嵌入式操作系统

1.4嵌入式系统的应用领域

1.5嵌入式系统的体系

1.5.1硬件架构

1.5.2软件层次

1.6Arm嵌入式微处理器

1.6.1Arm处理器的特点

1.6.2Arm体系结构的版本和系列

1.6.3Arm的RISC结构特性

1.7存储器系统

1.7.1存储器系统概述

1.7.2嵌入式系统存储器的分类

1.8嵌入式处理器的分类和特点

第2章STM32系列微控制器

2.1STM32 微控制器概述

2.1.1STM32 微控制器产品介绍

2.1.2STM32系统性能分析

2.1.3CortexM4的三级流水线

2.1.4STM32微控制器的命名规则

2.1.5STM32F1和STM32F4的区别

2.1.6STM32微控制器的选型

2.2STM32F407ZGT6概述

2.2.1STM32F407的主要特性

2.2.2STM32F407的主要功能

2.3STM32F407ZGT6芯片内部结构

2.4STM32F407VGT6芯片引脚和功能

2.5STM32F407VGT6最小系统设计

第3章STM32CubeMX和HAL库

3.1安装STM32CubeMX

3.2安装MCU固件包

3.2.1软件库文件夹设置

3.2.2管理嵌入式软件包

3.3软件功能与基本使用

3.3.1软件界面

3.3.2新建项目

3.3.3MCU图形化配置界面总览

3.3.4MCU配置

3.3.5时钟配置

3.3.6项目管理

3.3.7生成报告和代码

3.4HAL库

3.4.1HAL库简介

3.4.2HAL库与标准外设库和LL库的区别

3.4.3回调函数

3.4.4MSP的作用

3.4.5HAL库的基本问题

第4章STM32CubeIDE开发平台

4.1安装STM32CubeIDE

4.2STM32CubeIDE的操作

4.2.1新建和导入工程

4.2.2项目管理

4.2.3打开/关闭/删除/切换/导出工程

4.2.4固件库管理

4.2.5代码编译

4.2.6调试及运行配置

4.2.7启动调试

4.3STM32CubeProgrammer软件

4.4STM32CubeMonitor软件

4.5STM32F407开发板的选择

4.6STM32仿真器的选择

第5章STM32 GPIO

5.1STM32 GPIO接口概述

5.1.1输入通道

5.1.2输出通道

5.2STM32的GPIO功能

5.2.1普通I/O功能

5.2.2单独的位设置或位清除

5.2.3外部中断/唤醒线

5.2.4复用功能

5.2.5软件重新映射I/O复用功能

5.2.6GPIO锁定机制

5.2.7输入配置

5.2.8输出配置

5.2.9复用功能配置

5.2.10模拟输入配置

5.2.11STM32 的GPIO操作

5.2.12外部中断映射和事件输出

5.2.13GPIO的主要特性

5.3GPIO的HAL驱动程序

5.4STM32的GPIO使用流程

5.4.1普通GPIO配置

5.4.2I/O复用功能AFIO配置

5.5采用STM32CubeMX和HAL库的GPIO输出应用实例

5.5.1STM32的GPIO输出应用硬件设计

5.5.2STM32的GPIO输出应用软件设计

5.6采用STM32CubeMX和HAL库的GPIO输入应用实例

5.6.1STM32的GPIO输入应用硬件设计

5.6.2STM32的GPIO输入应用软件设计

第6章STM32中断

6.1中断概述

6.1.1中断

6.1.2中断的功能

6.1.3中断源与中断屏蔽

6.1.4中断处理过程

6.1.5中断优先级与中断嵌套

6.2STM32F4中断系统

6.2.1STM32F4嵌套向量中断控制器

6.2.2STM32F4中断优先级

6.2.3STM32F4中断向量表

6.2.4STM32F4中断服务程序

6.3STM32F4外部中断/事件控制器

6.3.1STM32F4的 EXTI内部结构

6.3.2STM32F4的EXTI主要特性

6.4STM32F4中断HAL驱动程序

6.4.1中断设置相关HAL驱动函数

6.4.2外部中断相关HAL函数

6.5STM32F4外部中断设计流程

6.6采用STM32CubeMX和HAL库的外部中断设计实例

6.6.1STM32F4外部中断的硬件设计

6.6.2STM32F4外部中断的软件设计

第7章STM32定时器

7.1STM32定时器概述

7.2STM32基本定时器

7.2.1基本定时器介绍

7.2.2基本定时器的功能

7.2.3STM32基本定时器的寄存器

7.3STM32通用定时器

7.3.1通用定时器介绍

7.3.2通用定时器的功能

7.3.3通用定时器的工作模式

7.3.4通用定时器的寄存器

7.4STM32定时器HAL库函数

7.4.1基础定时器 HAL驱动程序

7.4.2外设的中断处理概念小结

7.5采用STM32CubeMX和HAL库的定时器应用实例

7.5.1STM32的通用定时器配置流程

7.5.2定时器应用的硬件设计

7.5.3定时器应用的软件设计

第8章STM32 通用同步/异步收发器

8.1串行通信基础

8.1.1串行异步通信数据格式

8.1.2串行同步通信数据格式

8.2STM32的USART工作原理

8.2.1USART介绍

8.2.2USART的主要特性

8.2.3USART的功能

8.2.4USART的通信时序

8.2.5USART的中断

8.2.6USART的相关寄存器

8.3USART的HAL驱动程序

8.3.1常用功能函数

8.3.2常用宏函数

8.3.3中断事件与回调函数

8.4采用STM32CubeMX和HAL库的USART串行通信应用实例

8.4.1STM32的USART配置流程

8.4.2STM32的USART串行通信应用的硬件设计

8.4.3STM32的USART串行通信应用的软件设计

第9章STM32 SPI串行总线

9.1STM32 SPI通信原理

9.1.1SPI串行总线概述

9.1.2SPI串行总线互连方式

9.2STM32F4 SPI串行总线的工作原理

9.2.1SPI串行总线的特征

9.2.2SPI串行总线的内部结构

9.2.3SPI串行总线时钟信号的相位和极性

9.2.4STM32的SPI配置

9.2.5STM32的SPI数据发送与接收过程

9.3SPI的HAL 驱动程序

9.3.1SPI寄存器操作的宏函数

9.3.2SPI初始化和阻塞式数据传输

9.3.3SPI中断方式数据传输

9.3.4SPI DMA方式数据传输

9.4采用STM32CubeMX和HAL库的 SPI应用实例

9.4.1STM32的SPI配置流程

9.4.2STM32 SPI与Flash接口的硬件设计

9.4.3STM32 SPI与Flash接口的软件设计

第10章STM32 I2C串行总线

10.1STM32 I2C串行总线的通信原理

10.1.1STM32 I2C串行总线概述

10.1.2I2C总线的数据传输

10.2STM32 I2C串行总线接口

10.2.1STM32 I2C串行总线的主要特性

10.2.2STM32 I2C串行总线的内部结构

10.2.3STM32 I2C串行总线的功能描述

10.3I2C的HAL驱动程序

10.3.1I2C接口的初始化

10.3.2I2C阻塞式数据传输

10.3.3I2C中断方式数据传输

10.3.4I2C DMA方式数据传输

10.4采用STM32CubeMX和HAL库的 I2C应用实例

10.4.1STM32的I2C配置流程

10.4.2STM32 I2C与EEPROM接口的硬件设计

10.4.3STM32 I2C与EEPROM接口的软件设计

第11章STM32模数转换器

11.1模拟量输入通道

11.1.1模拟量输入通道的组成

11.1.2ADC简介

11.2模拟量输入信号类型与量程自动转换

11.2.1模拟量输入信号类型

11.2.2量程自动转换

11.3STM32F407微控制器的ADC结构

11.4STM32F407 微控制器的ADC功能

11.4.1ADC使能和启动

11.4.2时钟配置

11.4.3转换模式

11.4.4DMA 控制

11.4.5STM32的ADC应用特征

11.5ADC的HAL驱动程序

11.5.1常规通道

11.5.2注入通道

11.5.3多重ADC

11.6采用STM32CubeMX和HAL库的ADC应用实例

11.6.1STM32的ADC配置流程

11.6.2STM32的ADC应用硬件设计

11.6.3STM32的ADC应用软件设计

第12章STM32 DMA控制器

12.1STM32 DMA的基本概念

12.1.1DMA的定义

12.1.2DMA在嵌入式实时系统中的价值

12.1.3DMA传输的基本要素

12.1.4DMA传输过程

12.1.5DMA的优点与应用

12.2STM32 DMA的结构和主要特征

12.3STM32 DMA的功能描述

12.3.1DMA处理

12.3.2仲裁器

12.3.3DMA通道

12.3.4DMA中断

12.4DMA的HAL驱动程序

12.4.1DMA的HAL库函数概述

12.4.2DMA传输初始化配置

12.4.3启动DMA数据传输

12.4.4DMA的中断

12.5采用STM32CubeMX和HAL库的DMA应用实例

12.5.1STM32的DMA配置流程

12.5.2DMA应用的硬件设计

12.5.3DMA应用的软件设计

参考文献

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，全面系统地讲述基于STM32CubeMX、STM32CubeIDE和HAL库的嵌入式系统设计与应用实例。STM32CubeMX和STM32CubeIDE是ST公司提供的用于STM32开发的免费工具软件，是STM32Cube生态系统的核心工具软件。本书从市场上畅销的STM32F4系列微控制器入手，利用STM32CubeMX快速生成STM32F4系列的开发环境，并在STM32CubeIDE上对代码进行进一步修改补充，直至生成最终的开发项目。全书共12章，主要内容包括绪论、STM32系列微控制器、STM32CubeMX和HAL库、STM32CubeIDE开发平台、STM32 GPIO、STM32中断、STM32定时器、STM32通用同步/异步收发器、STM32 SPI串行总线、STM32 I2C串行总线、STM32 A/D转换器和STM32 DMA控制器。全书内容丰富，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各类自动化、软件工程、机器人、自动检测、机电一体化、人工智能、电子与电气工程、计算机应用、信息工程、物联网等相关专业的本科生、研究生授课教材，也可作为广大从事嵌入式系统开发的工程技术人员的参考用书。