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嵌入式单片机STM32原理及应用

嵌入式单片机STM32原理及应用
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作者: 著 , 著 , 著
出版社: 机械工业出版社
2019-10
版次: 1
ISBN: 9787111633525
定价: 39.80
装帧: 平装
开本: 16开
纸张: 胶版纸
页数: 248页
分类: 教材教辅考试>教材>大学教材>工程技术
  • 本书共 13 章, 内容包括: 嵌入式系统简介, 嵌入式单片机 STM32 的硬件基础; 软件开发基础; 通用功能输入输出 ( GPIO) ; 外部中断 EXTI;通用同步/异步通信; 通用定时器; 直接存储器存取; 模/数转换器; 集成电路总线; 串行外设接口, 基于机智云平台的 STM32 嵌入式物联网应用设计, 基于以太网的 STM32 嵌入式系统应用设计, 并在第 4 ~ 13 章给出了应用实例; 
    为了便于读者理解, 实例中给出了两种工程文件结构: 一种是单结构文件, 是较简单结构的工程文件, 书中均给出了程序代码, 利于读者快速掌握; 第二种是结构化的编程方法, 更适用于实际工程应用, 在第 4 章的 GPIO 功能设计中详细给出了编程方法和调试结果, 可帮助读者培养良好的编程习惯; 本书全部实例都经过调试, 可正常运行; 
    本书适合作为高等工科院校电子信息; 计算机; 自动化; 测控; 机电一体化等专业的嵌入式控制; 单片机原理及设计等课程的教材; 由于本书涉及大量工程领域相关内容, 也适于嵌入式单片机 STM32 的初学者及有一定嵌入式应用基础的电子工程技术人员使用; 前 言 

    第 1 章 嵌入式系统简介 1 

    1. 1 嵌入式系统特点及发展趋势 1 

    1. 1. 1 嵌入式系统特点及应用领域 1 

    1. 1. 2 嵌入式系统发展趋势 2 

    1. 2 嵌入式处理器 ARM Cortex - M3 

    特点 3 

    1. 3 STM32 系列微控制器 4 

    1. 3. 1 STM32 系列单片机 4 

    1. 3. 2 STM32F10x 系列单片机 5 

    1. 3. 3 STM32 系列单片机开发工具 6 

    思考与练习 6 

    第 2 章 嵌入式单片机 STM32 

    硬件基础 8 

    2. 1 STM32 系列单片机外部结构 8 

    2. 1. 1 STM32 系列单片机命名规则 8 

    2. 1. 2 STM32 系列单片机引脚功能 9 

    2. 2 STM32 系列单片机内部结构 10 

    2. 2. 1 STM32F103 处理器内部总线 

    结构 10 

    2. 2. 2 STM32F103 处理器内部时钟 

    系统 12 

    2. 2. 3 STM32F103 处理器内部复位 

    系统 13 

    2. 2. 4 STM32F103 处理器内部存储器 

    结构 14 

    2. 3 STM32F103 单片机输入输出口 16 

    2. 4 STM32F103 最小系统设计 18 

    思考与练习 20 

    第 3 章 嵌入式单片机 STM32 软件开发 

    基础 21 

    3. 1 Cortex - M3 微控制器软件接口标准 

    CMSIS 21 

    3. 1. 1 CMSIS 概述 21 

    3. 1. 2 STM32F10x 标准外设库 22 

    3. 2 基于 MDK 和标准库的 STM32 软件开发 

    过程 25 

    3. 3 基于 MDK5 的 STM32 软件开发过程 32 

    思考与练习 35 

    第 4 章 STM32 单片机的通用功能输入 

    输出 ( GPIO) 37 

    4. 1 STM32F10x 的 IO 端口的组成及功能 37 

    4. 1. 1 STM32F10x 的 IO 端口的基本组成 

    结构 37 

    4. 1. 2 通用功能输入输出 ( GPIO) 38 

    4. 1. 3 复用功能输入输出 ( AFIO) 38 

    4. 1. 4 外部中断/唤醒功能 38 

    4. 2 GPIO 常用库函数 39 

    4. 3 GPIO 使用流程 43 

    4. 3. 1 普通 GPIO 配置 43 

    4. 3. 2 IO 复用功能 AFIO 配置 43 

    4. 4 GPIO 应用设计实例 45 

    4. 4. 1 GPIO 应用实例 1: 系统工作 

    指示灯 46 

    4. 4. 2 GPIO 应用实例 2: 开关量状态 

    监测 49 

    思考与练习 58 

    第 5 章 STM32 单片机外部中断 

    EXTI 59 

    5. 1 中断的相关概念 59 

    5. 2 STM32F103 中断系统组成结构 60 

    5. 2. 1 中断源及中断向量 60 

    5. 2. 2 外部中断系统结构 63 

    5. 3 中断控制 64 

    5. 3. 1 中断屏蔽控制 64 

    5. 3. 2 中断优先级控制 65 

    5. 4 STM32 中断控制库函数 66 

    5. 4. 1 嵌套向量中断控制器 ( NVIC) 库 

    函数 66 

    Ⅳ 

    目 录 

    5. 4. 2 STM32 外部中断 EXTI 库函数 70 

    5. 5 外部中断使用流程 72 

    5. 5. 1 NVIC 设置 72 

    5. 5. 2 中断端口配置 73 

    5. 5. 3 中断处理 73 

    5. 6 STM32 外部中断应用设计实例 75 

    5. 6. 1 外部中断应用实例 1: 按键控制 

    LED 模拟手术室工作状态指示 75 

    5. 6. 2 外部中断应用实例 2: 烟雾监测 

    紧急报警 79 

    思考与练习 81 

    第 6 章 STM32 通用同步/异步通信 82 

    6. 1 串行通信简介 82 

    6. 1. 1 串行通信与并行通信 82 

    6. 1. 2 串行通信方式 82 

    6. 1. 3 串行异步通信和串行同步通信 82 

    6. 1. 4 串行异步通信的数据传输形式 83 

    6. 1. 5 波特率 83 

    6. 2 STM32 的 USART 的结构及工作方式 83 

    6. 2. 1 STM32 的 USART 的结构 83 

    6. 2. 2 STM32 串行异步通信的工作 

    方式 85 

    6. 3 USART 常用库函数 86 

    6. 4 USART 使用流程 89 

    6. 5 USART 应用设计实例 91 

    6. 5. 1 串行异步通信应用实例 1: 收发 

    信息 91 

    6. 5. 2 串行异步通信应用实例 2: 上位 

    机控制 LED 亮灭 94 

    6. 6 串行通信接口抗干扰设计 97 

    6. 6. 1 TTL 电平通信接口 97 

    6. 6. 2 标准串行通信接口 RS - 232C 97 

    6. 6. 3 RS - 485 双机通信接口 98 

    思考与练习 99 

    第 7 章 STM32 通用定时器 100 

    7. 1 STM32 定时/计数器概述 100 

    7. 2 STM32 通用定时器的结构 102 

    7. 2. 1 时钟源 102 

    7. 2. 2 通用定时器的功能寄存器 103 

    7. 2. 3 通用定时器的外部触发及 

    输入/输出通道 104 

    7. 3 STM32 通用定时器的功能 104 

    7. 3. 1 定时功能 105 

    7. 3. 2 计数功能 106 

    7. 4 通用定时器常用库函数 107 

    7. 5 通用定时器使用流程 113 

    7. 5. 1 NVIC 设置 113 

    7. 5. 2 TIM 中断配置 113 

    7. 5. 3 定时器中断处理程序 114 

    7. 6 通用定时器应用设计 114 

    7. 6. 1 定时器设计实例 1: 精确 

    延时 114 

    7. 6. 2 定时器设计实例 2: 串行口定时 

    上传信息 119 

    思考与练习 121 

    第 8 章 STM32 直接存储器存取 

    DMA 122 

    8. 1 DMA 简介 122 

    8. 2 STM32 的 DMA 结构 122 

    8. 3 DMA 的工作过程 124 

    8. 4 DMA 常用库函数 125 

    8. 5 DMA 使用流程 130 

    8. 6 DMA 应用设计实例: 数据传输 131 

    思考与练习 141 

    第 9 章 STM32 的模/数转换器 142 

    9. 1 STM32 应用系统简介 142 

    9. 1. 1 STM32 应用系统输入/输出 

    通道 142 

    9. 1. 2 ADC 的性能指标 143 

    9. 2 STM32 的 ADC 结构 144 

    9. 3 ADC 的工作模式 146 

    9. 3. 1 开关; 时钟及通道 146 

    9. 3. 2 模式控制 147 

    9. 3. 3 中断和 DMA 请求 148 

    9. 3. 4 其他功能 148 

    9. 4 ADC 常用库函数 149 

    9. 5 ADC 使用流程 155 

    9. 6 ADC 应用设计 156 

    9. 6. 1 ADC 应用实例 1: 电压采集及 

    传输 156 

    9. 6. 2 ADC 应用实例 2: 模拟数字量 

    综合测控系统 163 

    思考与练习 167 

    第 10 章 STM32 的集成电路总线 

    I2 C 168 

    10. 1 I2 C 总线通信简介
  • 内容简介:
    本书共 13 章, 内容包括: 嵌入式系统简介, 嵌入式单片机 STM32 的硬件基础; 软件开发基础; 通用功能输入输出 ( GPIO) ; 外部中断 EXTI;通用同步/异步通信; 通用定时器; 直接存储器存取; 模/数转换器; 集成电路总线; 串行外设接口, 基于机智云平台的 STM32 嵌入式物联网应用设计, 基于以太网的 STM32 嵌入式系统应用设计, 并在第 4 ~ 13 章给出了应用实例; 
    为了便于读者理解, 实例中给出了两种工程文件结构: 一种是单结构文件, 是较简单结构的工程文件, 书中均给出了程序代码, 利于读者快速掌握; 第二种是结构化的编程方法, 更适用于实际工程应用, 在第 4 章的 GPIO 功能设计中详细给出了编程方法和调试结果, 可帮助读者培养良好的编程习惯; 本书全部实例都经过调试, 可正常运行; 
    本书适合作为高等工科院校电子信息; 计算机; 自动化; 测控; 机电一体化等专业的嵌入式控制; 单片机原理及设计等课程的教材; 由于本书涉及大量工程领域相关内容, 也适于嵌入式单片机 STM32 的初学者及有一定嵌入式应用基础的电子工程技术人员使用;
  • 目录:
    前 言 

    第 1 章 嵌入式系统简介 1 

    1. 1 嵌入式系统特点及发展趋势 1 

    1. 1. 1 嵌入式系统特点及应用领域 1 

    1. 1. 2 嵌入式系统发展趋势 2 

    1. 2 嵌入式处理器 ARM Cortex - M3 

    特点 3 

    1. 3 STM32 系列微控制器 4 

    1. 3. 1 STM32 系列单片机 4 

    1. 3. 2 STM32F10x 系列单片机 5 

    1. 3. 3 STM32 系列单片机开发工具 6 

    思考与练习 6 

    第 2 章 嵌入式单片机 STM32 

    硬件基础 8 

    2. 1 STM32 系列单片机外部结构 8 

    2. 1. 1 STM32 系列单片机命名规则 8 

    2. 1. 2 STM32 系列单片机引脚功能 9 

    2. 2 STM32 系列单片机内部结构 10 

    2. 2. 1 STM32F103 处理器内部总线 

    结构 10 

    2. 2. 2 STM32F103 处理器内部时钟 

    系统 12 

    2. 2. 3 STM32F103 处理器内部复位 

    系统 13 

    2. 2. 4 STM32F103 处理器内部存储器 

    结构 14 

    2. 3 STM32F103 单片机输入输出口 16 

    2. 4 STM32F103 最小系统设计 18 

    思考与练习 20 

    第 3 章 嵌入式单片机 STM32 软件开发 

    基础 21 

    3. 1 Cortex - M3 微控制器软件接口标准 

    CMSIS 21 

    3. 1. 1 CMSIS 概述 21 

    3. 1. 2 STM32F10x 标准外设库 22 

    3. 2 基于 MDK 和标准库的 STM32 软件开发 

    过程 25 

    3. 3 基于 MDK5 的 STM32 软件开发过程 32 

    思考与练习 35 

    第 4 章 STM32 单片机的通用功能输入 

    输出 ( GPIO) 37 

    4. 1 STM32F10x 的 IO 端口的组成及功能 37 

    4. 1. 1 STM32F10x 的 IO 端口的基本组成 

    结构 37 

    4. 1. 2 通用功能输入输出 ( GPIO) 38 

    4. 1. 3 复用功能输入输出 ( AFIO) 38 

    4. 1. 4 外部中断/唤醒功能 38 

    4. 2 GPIO 常用库函数 39 

    4. 3 GPIO 使用流程 43 

    4. 3. 1 普通 GPIO 配置 43 

    4. 3. 2 IO 复用功能 AFIO 配置 43 

    4. 4 GPIO 应用设计实例 45 

    4. 4. 1 GPIO 应用实例 1: 系统工作 

    指示灯 46 

    4. 4. 2 GPIO 应用实例 2: 开关量状态 

    监测 49 

    思考与练习 58 

    第 5 章 STM32 单片机外部中断 

    EXTI 59 

    5. 1 中断的相关概念 59 

    5. 2 STM32F103 中断系统组成结构 60 

    5. 2. 1 中断源及中断向量 60 

    5. 2. 2 外部中断系统结构 63 

    5. 3 中断控制 64 

    5. 3. 1 中断屏蔽控制 64 

    5. 3. 2 中断优先级控制 65 

    5. 4 STM32 中断控制库函数 66 

    5. 4. 1 嵌套向量中断控制器 ( NVIC) 库 

    函数 66 

    Ⅳ 

    目 录 

    5. 4. 2 STM32 外部中断 EXTI 库函数 70 

    5. 5 外部中断使用流程 72 

    5. 5. 1 NVIC 设置 72 

    5. 5. 2 中断端口配置 73 

    5. 5. 3 中断处理 73 

    5. 6 STM32 外部中断应用设计实例 75 

    5. 6. 1 外部中断应用实例 1: 按键控制 

    LED 模拟手术室工作状态指示 75 

    5. 6. 2 外部中断应用实例 2: 烟雾监测 

    紧急报警 79 

    思考与练习 81 

    第 6 章 STM32 通用同步/异步通信 82 

    6. 1 串行通信简介 82 

    6. 1. 1 串行通信与并行通信 82 

    6. 1. 2 串行通信方式 82 

    6. 1. 3 串行异步通信和串行同步通信 82 

    6. 1. 4 串行异步通信的数据传输形式 83 

    6. 1. 5 波特率 83 

    6. 2 STM32 的 USART 的结构及工作方式 83 

    6. 2. 1 STM32 的 USART 的结构 83 

    6. 2. 2 STM32 串行异步通信的工作 

    方式 85 

    6. 3 USART 常用库函数 86 

    6. 4 USART 使用流程 89 

    6. 5 USART 应用设计实例 91 

    6. 5. 1 串行异步通信应用实例 1: 收发 

    信息 91 

    6. 5. 2 串行异步通信应用实例 2: 上位 

    机控制 LED 亮灭 94 

    6. 6 串行通信接口抗干扰设计 97 

    6. 6. 1 TTL 电平通信接口 97 

    6. 6. 2 标准串行通信接口 RS - 232C 97 

    6. 6. 3 RS - 485 双机通信接口 98 

    思考与练习 99 

    第 7 章 STM32 通用定时器 100 

    7. 1 STM32 定时/计数器概述 100 

    7. 2 STM32 通用定时器的结构 102 

    7. 2. 1 时钟源 102 

    7. 2. 2 通用定时器的功能寄存器 103 

    7. 2. 3 通用定时器的外部触发及 

    输入/输出通道 104 

    7. 3 STM32 通用定时器的功能 104 

    7. 3. 1 定时功能 105 

    7. 3. 2 计数功能 106 

    7. 4 通用定时器常用库函数 107 

    7. 5 通用定时器使用流程 113 

    7. 5. 1 NVIC 设置 113 

    7. 5. 2 TIM 中断配置 113 

    7. 5. 3 定时器中断处理程序 114 

    7. 6 通用定时器应用设计 114 

    7. 6. 1 定时器设计实例 1: 精确 

    延时 114 

    7. 6. 2 定时器设计实例 2: 串行口定时 

    上传信息 119 

    思考与练习 121 

    第 8 章 STM32 直接存储器存取 

    DMA 122 

    8. 1 DMA 简介 122 

    8. 2 STM32 的 DMA 结构 122 

    8. 3 DMA 的工作过程 124 

    8. 4 DMA 常用库函数 125 

    8. 5 DMA 使用流程 130 

    8. 6 DMA 应用设计实例: 数据传输 131 

    思考与练习 141 

    第 9 章 STM32 的模/数转换器 142 

    9. 1 STM32 应用系统简介 142 

    9. 1. 1 STM32 应用系统输入/输出 

    通道 142 

    9. 1. 2 ADC 的性能指标 143 

    9. 2 STM32 的 ADC 结构 144 

    9. 3 ADC 的工作模式 146 

    9. 3. 1 开关; 时钟及通道 146 

    9. 3. 2 模式控制 147 

    9. 3. 3 中断和 DMA 请求 148 

    9. 3. 4 其他功能 148 

    9. 4 ADC 常用库函数 149 

    9. 5 ADC 使用流程 155 

    9. 6 ADC 应用设计 156 

    9. 6. 1 ADC 应用实例 1: 电压采集及 

    传输 156 

    9. 6. 2 ADC 应用实例 2: 模拟数字量 

    综合测控系统 163 

    思考与练习 167 

    第 10 章 STM32 的集成电路总线 

    I2 C 168 

    10. 1 I2 C 总线通信简介
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