从零开始设计你的智能小车
出版时间:
2022-05
版次:
1
ISBN:
9787302598930
定价:
59.00
装帧:
其他
开本:
16开
纸张:
胶版纸
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《从零开始设计你的智能小车》从“实战”出发，以STM32F103VET6单片机为对象，以C语言为开发语言，详细讲解如何在CMSIS固件库基础上完成嵌入式应用系统的开发。通过本书的学习，读者能够初步了解嵌入式系统设计中的硬件设计和软件设计，掌握硬件和软件调试技巧，具备设计、规划和实现一个简单嵌入式应用系统的能力。 全书以“智能小车设计”作为主线，内容分为基础篇、提高篇和实践篇三个层次。“基础篇”介绍嵌入式开发的基本常识、系统架构等。“提高篇”以小车功能需求为目标来组织各章节内容，每一章实现智能小车的一个功能。“实践篇”从应用系统设计规划的角度出发，通过两个不同的“智能小车”系统设计实例，从功能设计规划开始，经过硬件需求分析与选型、硬件设计与供电设计，到软件设计、系统测试，详细讲解从设计规划到开发实现的完整过程。侧重分析设计思路、设计方法，以及项目的组织架构，培养作为系统开发工程师而应该具备的“全局观”和从系统层面分析、分解系统功能的能力。 本书可作为高等院校自动化、电气工程等相关专业的教材，也可作为嵌入式开发爱好者的入门书籍。 胡青，工学博士，现为重庆大学自动化学院副教授。作为主研人员，参与重庆市精品课程“计算机硬件技术基础”系列课程的建设。参与多项市级、校级教改项目，获得重庆市高等教育教学成果三等奖一项。在《计算机教育》《实验室研究与探索》等期刊上发表教改文章10余篇。参编教材4部，其中《单片机原理及应用》为普通高等教育“十一五”国家级规划教材。在嵌入式开发方面积累了丰富的工程经验以及教学经验。
第1章嵌入式系统概述
1．1单片机概述
1．1．1单片机的定义
1．1．2单片机与PC的对比
1．2嵌入式系统
1．3ARM是什么
1．3．1ARM公司简介
1．3．2ARM架构、ARM内核与ARM单片机
1．3．3ARM CortexM3内核概述
第2章STM32F103单片机概述
2．1单片机的手册
2．2STM32F103单片机体系结构概述
2．2．1ARM CortexM3内核
2．2．2STM32F103单片机系统架构
2．3什么是CMSIS
2．4STM32固件库
基础篇
第3章嵌入式程序设计中的C语言
3．1整型
3．1．1整型的位宽
3．1．2访问硬件模块的寄存器
3．2volatile关键字
3．2．1C语言编译器的优化功能
3．2．2用volatile关键字避免优化
3．3结构体数据类型
3．3．1struct关键字
3．3．2访问单片机片上外设寄存器
3．4枚举数据类型
3．5static关键字
3．5．1静态全局变量
3．5．2静态局部变量
3．5．3静态函数
3．6宏定义
3．7条件编译与头文件
3．7．1条件编译指令
3．7．2头文件
3．8变量在哪里
3．8．1堆、栈和静态区
3．8．2单片机中变量的存储空间分配
第4章第一个STM32 项目
4．1开发环境与所需硬件
4．1．1搭建开发环境
4．1．2所需硬件
4．1．3所需工具
4．2创建第一个项目
4．3下载与调试程序
4．3．1安装仿真器驱动
4．3．2在Keil软件中配置仿真器
4．3．3编译下载程序
4．3．4Debug调试程序
第5章深入了解项目模板
5．1启动文件的作用
5．1．1定义栈和堆
5．1．2定义中断向量表
5．1．3定义复位中断子程序
5．2单片机的时钟初始化
5．3stm32f10x．h头文件的作用
5．4项目中的文件管理
5．4．1CMSIS固件库文件
5．4．2项目中的系统文件
5．4．3项目中的用户文件
第6章按键与小灯的控制——GPIO模块
6．1GPIO的输入/输出模式
6．1．1小灯与GPIO输出模式
6．1．2按键与GPIO输入模式
6．2GPIO的编程操作
6．2．1GPIO寄存器
6．2．2GPIO库函数
6．2．3GPIO的按位操作——位带别名区
6．3应用实例——8段LED显示控制
6．3．1一位8段LED显示控制
6．3．2多位8段LED显示控制
6．4IO引脚的电气特性
6．4．1TTL电平
6．4．2CMOS电平
6．4．3IO引脚的电气特性
6．4．4IO引脚控制外设
6．5IO引脚的复用功能AFIO
6．5．1IO引脚的复用功能
6．5．2AFIO重映射功能的编程操作
6．5．3调试端口的重映射功能
第7章秒表的实现——基本定时器
7．1定时器原理概述
7．2基本定时器的工作原理
7．2．1基本定时器的结构
7．2．2基本定时器的时钟源
7．2．3基本定时器的计数模式
7．2．4定时时间的计算
7．2．5ARR寄存器的预装载功能
7．3基本定时器的编程操作
7．3．1TIM6、TIM7的相关寄存器
7．3．2基本定时器的相关库函数
7．4秒表的设计与实现
7．4．1秒表功能分析
7．4．2硬件选型
7．4．3硬件设计
7．4．4软件设计
第8章中断及中断管理器NVIC
8．1中断基本概念
8．1．1中断的定义
8．1．2中断向量表
8．1．3中断优先级与中断嵌套
8．2STM32单片机的中断管理
8．2．1中断源与中断向量表
8．2．2内核中开放/禁止中断
8．2．3中断控制器NVIC
8．3中断处理过程及相关接口库
8．3．1片上硬件中断处理过程
8．3．2中断处理库函数总结
8．4应用实例——中断方式实现秒表计时
8．4．1定时器的更新中断
8．4．2中断机制实现计时
第9章按键触发中断——EXTI模块
9．1外部中断/事件模块EXTI
9．1．1EXTI功能
9．1．2EXTI寄存器
9．1．3EXTI的相关库函数
9．1．4EXTI初始化步骤及中断响应过程
9．2设计实例——中断方式处理秒表按键
9．2．1分段计时功能
9．2．2硬件设计
9．2．3软件设计
提高篇
第10章让小车跑起来——PWM调速
10．1通用定时器的基本定时功能
10．1．1通用定时器概述
10．1．2通用定时器的时钟源
10．1．3通用定时器的计数模式
10．1．4通用定时器的从模式
10．1．5相关寄存器
10．1．6相关库函数
10．1．7设计实例——检测信号频率
10．2通用定时器的PWM输出模式
10．2．1PWM信号
10．2．2捕获比较通道
10．2．3PWM输出模式
10．2．4相关寄存器
10．2．5相关库函数
10．3电动机驱动芯片L298N
10．3．1直流电动机驱动模块L298N
10．3．2单片机控制L298N
10．4应用实例——小车设计
10．4．1小车的硬件设计
10．4．2小车的软件设计
实践篇
第11章避障小车——超声波测距
11．1超声波测距原理
11．1．1基本原理
11．1．2HCSRF05测距模块
11．1．3单片机控制超声波测距模块
11．2通用定时器的输入捕获功能
11．2．1输入捕获的基本原理
11．2．2相关寄存器
11．2．3相关库函数
11．2．4应用实例——捕获方式实现测距
11．3嘀嗒定时器实现定时测距
11．3．1嘀嗒定时器
11．3．2嘀嗒定时器的寄存器
11．3．3相关库函数
11．3．4嘀嗒定时器实现定时测距
第12章遥控小车——蓝牙遥控
12．1蓝牙技术
12．1．1发展历史
12．1．2基本特性
12．2HC05蓝牙模块
12．2．1功能概述
12．2．2工作原理
12．2．3AT命令
12．2．4PC串口配置蓝牙模块
12．3UART串口通信
12．3．1串口通信基本概念
12．3．2UART模块概述
12．3．3相关寄存器
12．3．4相关库函数
12．4应用实例
12．4．1单片机与PC之间的串口通信
12．4．2单片机与手机之间的蓝牙通信
第13章智能小车设计方案分析
13．1避障小车设计方案
13．1．1小车功能规划
13．1．2硬件选型
13．1．3硬件设计分析
13．1．4软件设计分析
13．2遥控小车设计方案
13．2．1小车功能规划
13．2．2硬件需求分析
13．2．3硬件设计分析
13．2．4软件设计分析
习题
参考文献
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内容简介:
《从零开始设计你的智能小车》从“实战”出发，以STM32F103VET6单片机为对象，以C语言为开发语言，详细讲解如何在CMSIS固件库基础上完成嵌入式应用系统的开发。通过本书的学习，读者能够初步了解嵌入式系统设计中的硬件设计和软件设计，掌握硬件和软件调试技巧，具备设计、规划和实现一个简单嵌入式应用系统的能力。 全书以“智能小车设计”作为主线，内容分为基础篇、提高篇和实践篇三个层次。“基础篇”介绍嵌入式开发的基本常识、系统架构等。“提高篇”以小车功能需求为目标来组织各章节内容，每一章实现智能小车的一个功能。“实践篇”从应用系统设计规划的角度出发，通过两个不同的“智能小车”系统设计实例，从功能设计规划开始，经过硬件需求分析与选型、硬件设计与供电设计，到软件设计、系统测试，详细讲解从设计规划到开发实现的完整过程。侧重分析设计思路、设计方法，以及项目的组织架构，培养作为系统开发工程师而应该具备的“全局观”和从系统层面分析、分解系统功能的能力。 本书可作为高等院校自动化、电气工程等相关专业的教材，也可作为嵌入式开发爱好者的入门书籍。
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作者简介:
胡青，工学博士，现为重庆大学自动化学院副教授。作为主研人员，参与重庆市精品课程“计算机硬件技术基础”系列课程的建设。参与多项市级、校级教改项目，获得重庆市高等教育教学成果三等奖一项。在《计算机教育》《实验室研究与探索》等期刊上发表教改文章10余篇。参编教材4部，其中《单片机原理及应用》为普通高等教育“十一五”国家级规划教材。在嵌入式开发方面积累了丰富的工程经验以及教学经验。
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目录:
第1章嵌入式系统概述
1．1单片机概述
1．1．1单片机的定义
1．1．2单片机与PC的对比
1．2嵌入式系统
1．3ARM是什么
1．3．1ARM公司简介
1．3．2ARM架构、ARM内核与ARM单片机
1．3．3ARM CortexM3内核概述
第2章STM32F103单片机概述
2．1单片机的手册
2．2STM32F103单片机体系结构概述
2．2．1ARM CortexM3内核
2．2．2STM32F103单片机系统架构
2．3什么是CMSIS
2．4STM32固件库
基础篇
第3章嵌入式程序设计中的C语言
3．1整型
3．1．1整型的位宽
3．1．2访问硬件模块的寄存器
3．2volatile关键字
3．2．1C语言编译器的优化功能
3．2．2用volatile关键字避免优化
3．3结构体数据类型
3．3．1struct关键字
3．3．2访问单片机片上外设寄存器
3．4枚举数据类型
3．5static关键字
3．5．1静态全局变量
3．5．2静态局部变量
3．5．3静态函数
3．6宏定义
3．7条件编译与头文件
3．7．1条件编译指令
3．7．2头文件
3．8变量在哪里
3．8．1堆、栈和静态区
3．8．2单片机中变量的存储空间分配
第4章第一个STM32 项目
4．1开发环境与所需硬件
4．1．1搭建开发环境
4．1．2所需硬件
4．1．3所需工具
4．2创建第一个项目
4．3下载与调试程序
4．3．1安装仿真器驱动
4．3．2在Keil软件中配置仿真器
4．3．3编译下载程序
4．3．4Debug调试程序
第5章深入了解项目模板
5．1启动文件的作用
5．1．1定义栈和堆
5．1．2定义中断向量表
5．1．3定义复位中断子程序
5．2单片机的时钟初始化
5．3stm32f10x．h头文件的作用
5．4项目中的文件管理
5．4．1CMSIS固件库文件
5．4．2项目中的系统文件
5．4．3项目中的用户文件
第6章按键与小灯的控制——GPIO模块
6．1GPIO的输入/输出模式
6．1．1小灯与GPIO输出模式
6．1．2按键与GPIO输入模式
6．2GPIO的编程操作
6．2．1GPIO寄存器
6．2．2GPIO库函数
6．2．3GPIO的按位操作——位带别名区
6．3应用实例——8段LED显示控制
6．3．1一位8段LED显示控制
6．3．2多位8段LED显示控制
6．4IO引脚的电气特性
6．4．1TTL电平
6．4．2CMOS电平
6．4．3IO引脚的电气特性
6．4．4IO引脚控制外设
6．5IO引脚的复用功能AFIO
6．5．1IO引脚的复用功能
6．5．2AFIO重映射功能的编程操作
6．5．3调试端口的重映射功能
第7章秒表的实现——基本定时器
7．1定时器原理概述
7．2基本定时器的工作原理
7．2．1基本定时器的结构
7．2．2基本定时器的时钟源
7．2．3基本定时器的计数模式
7．2．4定时时间的计算
7．2．5ARR寄存器的预装载功能
7．3基本定时器的编程操作
7．3．1TIM6、TIM7的相关寄存器
7．3．2基本定时器的相关库函数
7．4秒表的设计与实现
7．4．1秒表功能分析
7．4．2硬件选型
7．4．3硬件设计
7．4．4软件设计
第8章中断及中断管理器NVIC
8．1中断基本概念
8．1．1中断的定义
8．1．2中断向量表
8．1．3中断优先级与中断嵌套
8．2STM32单片机的中断管理
8．2．1中断源与中断向量表
8．2．2内核中开放/禁止中断
8．2．3中断控制器NVIC
8．3中断处理过程及相关接口库
8．3．1片上硬件中断处理过程
8．3．2中断处理库函数总结
8．4应用实例——中断方式实现秒表计时
8．4．1定时器的更新中断
8．4．2中断机制实现计时
第9章按键触发中断——EXTI模块
9．1外部中断/事件模块EXTI
9．1．1EXTI功能
9．1．2EXTI寄存器
9．1．3EXTI的相关库函数
9．1．4EXTI初始化步骤及中断响应过程
9．2设计实例——中断方式处理秒表按键
9．2．1分段计时功能
9．2．2硬件设计
9．2．3软件设计
提高篇
第10章让小车跑起来——PWM调速
10．1通用定时器的基本定时功能
10．1．1通用定时器概述
10．1．2通用定时器的时钟源
10．1．3通用定时器的计数模式
10．1．4通用定时器的从模式
10．1．5相关寄存器
10．1．6相关库函数
10．1．7设计实例——检测信号频率
10．2通用定时器的PWM输出模式
10．2．1PWM信号
10．2．2捕获比较通道
10．2．3PWM输出模式
10．2．4相关寄存器
10．2．5相关库函数
10．3电动机驱动芯片L298N
10．3．1直流电动机驱动模块L298N
10．3．2单片机控制L298N
10．4应用实例——小车设计
10．4．1小车的硬件设计
10．4．2小车的软件设计
实践篇
第11章避障小车——超声波测距
11．1超声波测距原理
11．1．1基本原理
11．1．2HCSRF05测距模块
11．1．3单片机控制超声波测距模块
11．2通用定时器的输入捕获功能
11．2．1输入捕获的基本原理
11．2．2相关寄存器
11．2．3相关库函数
11．2．4应用实例——捕获方式实现测距
11．3嘀嗒定时器实现定时测距
11．3．1嘀嗒定时器
11．3．2嘀嗒定时器的寄存器
11．3．3相关库函数
11．3．4嘀嗒定时器实现定时测距
第12章遥控小车——蓝牙遥控
12．1蓝牙技术
12．1．1发展历史
12．1．2基本特性
12．2HC05蓝牙模块
12．2．1功能概述
12．2．2工作原理
12．2．3AT命令
12．2．4PC串口配置蓝牙模块
12．3UART串口通信
12．3．1串口通信基本概念
12．3．2UART模块概述
12．3．3相关寄存器
12．3．4相关库函数
12．4应用实例
12．4．1单片机与PC之间的串口通信
12．4．2单片机与手机之间的蓝牙通信
第13章智能小车设计方案分析
13．1避障小车设计方案
13．1．1小车功能规划
13．1．2硬件选型
13．1．3硬件设计分析
13．1．4软件设计分析
13．2遥控小车设计方案
13．2．1小车功能规划
13．2．2硬件需求分析
13．2．3硬件设计分析
13．2．4软件设计分析
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