嵌入式設計與開發實訓指導

本書以STM32G4系列32位Flash MCU為例，以“藍橋杯”嵌入式設計與開發競賽實訓平臺CT117E-M4（V1.2）為硬件平臺，以“一切從簡單開始”為宗旨，介紹嵌入式系統的設計與開發。全書分為12章，第1章簡單介紹STM32 MCU和Cortex-M4，第2章介紹軟件開發環境與工具，第3～10章介紹GPIO、USART、SPI、I2C、ADC、TIM、NVIC和DMA的配置、HAL和LL庫函數及設計實例，第11章介紹擴展板模塊的設計，第12章對2020—2023年省賽和國賽試題進行設計和解析。書後附有STM32引腳功能、常用庫函數和實訓平臺簡介，還附有實驗指導。本書所有設計程序均為原創，並經過多輪實驗改進，內容簡單易懂，特別適合初學者學習參考。本書可以作為嵌入式系統設計教材供電子信息類與電氣類各專業使用。

目 錄
第1章 STM32 MCU （1）
1.1 STM32 MCU結構 （1）
1.2 STM32 MCU存儲器映像 （2）
1.3 STM32 MCU系統時鐘樹 （4）
1.4 Cortex-M4簡介 （7）
第2章 軟件開發環境與工具 （10）
2.1 軟件開發包（SDK） （10）
2.2 MCU配置工具（STM32CubeMX） （11）
2.3 集成開發環境（IDE） （17）
第3章 通用並行接口GPIO （22）
3.1 GPIO簡介 （22）
3.2 GPIO配置 （23）
3.3 GPIO庫函數 （25）
3.3.1 GPIO HAL庫函數 （25）
3.3.2 GPIO LL庫函數 （26）
3.4 GPIO設計實例 （28）
3.4.1 HAL庫函數軟件設計與實現 （29）
3.4.2 LL庫函數軟件設計與實現 （34）
3.5 GPIO設計調試 （38）
3.5.1 HAL庫函數軟件設計調試 （39）
3.5.2 LL庫函數軟件設計調試 （41）
3.6 LCD使用 （41）
3.6.1 LCD功能簡介 （42）
3.6.2 LCD軟件設計與實現 （43）
第4章 通用同步/異步收發器接口USART （50）
4.1 USART簡介 （50）
4.2 USART配置 （52）
4.3 USART庫函數 （55）
4.3.1 USART HAL庫函數 （55）
4.3.2 USART LL庫函數 （56）
4.4 USART設計實例 （58）
4.4.1 軟件設計與實現 （59）
4.4.2 軟件調試與分析 （61）
第5章 串行設備接口SPI （64）
5.1 SPI簡介 （64）
5.2 SPI配置 （66）
5.3 SPI庫函數 （68）
5.3.1 SPI HAL庫函數 （69）
5.3.2 SPI LL庫函數 （69）
5.4 SPI設計實例 （71）
5.4.1 軟件設計與實現 （72）
5.4.2 軟件調試與分析 （76）
第6章 內部集成電路總線接口I2C （78）
6.1 I2C簡介 （78）
6.2 I2C配置 （79）
6.3 I2C庫函數 （81）
6.3.1 I2C HAL庫函數 （81）
6.3.2 I2C LL庫函數 （83）
6.4 I2C設計實例 （85）
6.4.1 軟件設計與實現 （86）
6.4.2 軟件調試與分析 （88）
第7章 模數轉換器ADC （91）
7.1 ADC簡介 （91）
7.2 ADC配置 （94）
7.3 ADC庫函數 （97）
7.3.1 ADC HAL庫函數 （97）
7.3.2 ADC LL庫函數 （99）
7.4 ADC設計實例 （102）
7.4.1 軟件設計與實現 （103）
7.4.2 軟件調試與分析 （107）
第8章 定時器TIM （110）
8.1 TIM簡介 （110）
8.2 TIM配置 （112）
8.3 TIM庫函數 （117）
8.3.1 TIM HAL庫函數 （117）
8.3.2 TIM LL庫函數 （120）
8.4 TIM設計實例 （122）
8.4.1 軟件設計與實現 （122）
8.4.2 軟件調試與分析 （125）
第9章 嵌套向量中斷控制器NVIC （128）
9.1 NVIC簡介 （128）
9.2 外部中斷EXTI使用 （133）
9.3 USART中斷使用 （139）
第10章 直接存儲器存取DMA （143）
10.1 DMA簡介 （143）
10.2 USART DMA使用 （146）
第11章 擴展板模塊 （151）
11.1 數碼管 （151）
11.2 ADC按鍵 （153）
11.3 濕度傳感器DHT11 （156）
11.4 溫度傳感器DS18B20 （160）
第12章 往屆試題 （164）
12.1 第十一屆省賽試題1 （164）
12.1.1 系統設計 （166）
12.1.2 系統測試 （171）
12.1.3 客觀題解析 （172）
12.2 第十一屆省賽試題2 （173）
12.2.1 系統設計 （175）
12.2.2 系統測試 （181）
12.2.3 客觀題解析 （181）
12.3 第十二屆省賽試題1 （182）
12.3.1 系統設計 （184）
12.3.2 系統測試 （192）
12.3.3 客觀題解析 （192）
12.4 第十二屆省賽試題2 （193）
12.4.1 系統設計 （195）
12.4.2 系統測試 （200）
12.4.3 客觀題解析 （201）
12.5 第十三屆省賽試題1 （202）
12.5.1 系統設計 （204）
12.5.2 系統測試 （211）
12.5.3 客觀題解析 （211）
12.6 第十三屆省賽試題2 （212）
12.6.1 系統設計 （215）
12.6.2 系統測試 （222）
12.6.3 客觀題解析 （222）
12.7 第十四屆省賽試題 （224）
12.7.1 系統設計 （227）
12.7.2 系統測試 （236）
12.7.3 客觀題解析 （236）
12.8 第十四屆國賽試題 （237）
12.8.1 系統設計 （242）
12.8.2 系統測試 （253）
12.8.3 客觀題解析 （254）
附錄A STM32引腳功能 （257）
附錄B STM32常用庫函數 （269）
附錄C 嵌入式競賽實訓平臺簡介 （276）
附錄D 嵌入式競賽擴展板簡介 （281）
附錄E ASCII碼表 （285）
附錄F C語言運算符 （286）
附錄G 實驗指導 （287）
參考文獻 （293）