STM32 單片機原理與應用實驗教程

本書是 STM32 單片機實驗課程的配套教材，既可以與理論教材配套使用，也可以單獨針對實驗課程使用，內容包括實驗硬件、實驗基礎、實驗實戰三篇。本書以 STM32 單片機實驗程序開發認知過程為導向、循序漸進地組織教程內容，首先從 STM32 單片機概述和實驗開發板硬件構成講起，為實驗鋪墊硬件平臺；隨後對開發環境創建、開發工具使用、編程基礎與固件庫、工程模板與應用項目創建、程序模擬調試與編程進行詳細講解，為實驗鋪墊軟件開發平臺；最後針對 STM32 單片機的系統時鐘、GPIO、外部中斷 EXTI、USART 串行通信、通用定時器、I 2 C 串行通信、DMA 數據傳輸和模數轉換等功能單元精心設計實驗內容，為實驗鋪墊應用實例。 本書適合作為高等院校電子信息類、自動化類、電腦類、電氣類等專業本科生 STM32單片機課程的實驗教材，也可作為嵌入式開發初學者或技術開發人員參考用書。

 

 

 

 

 

目錄

 

 

 

第一篇實驗硬件

 

第1章STM32單片機概述

 

1．1STM32單片機

 

1．2STM32單片機命名規則

 

1．3STM32F1系列單片機

 

1．4STM32F103C8T6單片機

 

1．4．1引腳定義

 

1．4．2片內資源

 

1．4．3啟動模式

 

1．5STM32單片機最小系統構成

 

1．5．1電源電路

 

1．5．2復位電路

 

1．5．3時鐘電路

 

1．5．4啟動模式電路

 

1．5．5編程接口電路

 

1．6本章小結

 

第2章STM32單片機實驗硬件平臺

 

2．1實驗硬件平臺概述

 

2．2最小系統硬件電路

 

2．2．1電源電路

 

2．2．2復位電路

 

2．2．3時鐘電路

 

2．2．4啟動模式電路

 

2．2．5編程接口電路

 

2．3實驗項目硬件電路

 

2．3．1LED燈驅動電路

 

2．3．2按鍵驅動電路

 

2．3．3UART串行通信電路

 

2．3．4I2C接口E2PROM電路

 

2．3．5SPI接口E2PROM電路

 

2．3．6DS18B20溫度採集電路

 

2．3．7紅外傳感器接收電路

 

2．3．8ADC採樣與熱敏電阻測溫電路

 

2．3．9nRF24L01無線通信接口電路

 

2．3．10I/O引腳外接擴展接口電路

 

2．3．11外擴電源接口電路

 

2．4STM32F103C8T6單片機引腳連接電路

 

2．5本章小結

 

 

 

 

 

第二篇實驗基礎

 

第3章STM32單片機開發環境創建

 

3．1MDKARM簡介

 

3．2MDKARM安裝

 

3．3芯片支持包安裝

 

3．3．1在線安裝

 

3．3．2離線安裝

 

3．4本章小結

 

第4章STM32單片機開發工具

 

4．1模擬調試工具

 

4．1．1JLink模擬器

 

4．1．2CMSISDAP模擬器

 

4．1．3ULink模擬器

 

4．1．4STLink模擬器

 

4．2ISP串行編程工具

 

4．2．1FlyMcu編程客戶端

 

4．2．2STM32CubeProgrammer編程客戶端

 

4．3串口通信調試工具

 

4．4本章小結

 

第5章STM32單片機編程基礎

 

5．1C語言關鍵字

 

5．2支持數據類型

 

5．3常用布爾型變量

 

5．4C語言編程基礎

 

5．4．1位運算

 

5．4．2邏輯運算

 

5．4．3宏定義

 

5．4．4條件編譯

 

5．4．5結構體

 

5．4．6類型定義

 

5．4．7外部變量聲明

 

5．5本章小結

 

第6章STM32F10x固件庫概述

 

6．1固件庫概述

 

6．1．1寄存器程序開發

 

6．1．2固件庫程序開發

 

6．2CMSIS概述

 

6．3STM32F10x固件庫

 

6．3．1STM32F10x固件庫概述

 

6．3．2STM32F10x固件庫介紹

 

6．3．3STM32F10x固件庫使用說明

 

6．4固件庫應用程序開發說明

 

6．4．1外設驅動庫資源啟用

 

6．4．2目標芯片類型指定

 

6．4．3外設驅動庫函數命名規則

 

6．5啟動文件說明

 

6．6系統時鐘初始化

 

6．7本章小結

 

第7章固件庫工程項目模板構建

 

7．1工程項目文件夾創建

 

7．2工程項目驅動庫文件移植

 

7．3創建MDK工程項目模板

 

7．4本章小結

 

第8章應用項目創建與模擬調試

 

8．1基於模板的應用項目創建

 

8．2程序模擬調試與編程下載

 

8．2．1模擬工具參數配置

 

8．2．2應用程序在線調試

 

8．2．3應用程序編程下載

 

8．2．4軟件模擬模擬調試

 

8．3程序ISP下載

 

8．3．1USB轉串口驅動安裝

 

8．3．2ISP下載設置與操作

 

8．4MDK5編程應用技巧

 

8．4．1編輯窗口文本美化

 

8．4．2語法檢測與代碼提示

 

8．4．3代碼編輯技巧

 

8．4．4其他操作技巧

 

8．5本章小結

 

第三篇實驗實戰

 

第9章系統時鐘配置與時鐘輸出實驗

 

9．1實驗背景

 

9．2實驗原理

 

9．2．1時鐘輸出MCO

 

9．2．2系統時鐘構成

 

9．2．3RCC庫函數

 

9．3實驗內容

 

9．3．1實驗內容一

 

9．3．2實驗內容二

 

9．3．3實驗內容三

 

9．4本章小結

 

第10章系統定時器SysTick實驗

 

10．1實驗背景

 

10．2實驗原理

 

10．3實驗內容

 

10．3．1實驗內容一

 

10．3．2實驗內容二

 

10．4本章小結

 

第11章GPIO控制實驗

 

11．1實驗背景

 

11．2實驗原理

 

11．2．1GPIO輸入/輸出工作模式

 

11．2．2GPIO寄存器

 

11．2．3GPIO埠存儲器映射

 

11．2．4GPIO庫函數

 

11．2．5LED接口電路原理圖

 

11．3實驗內容

 

11．3．1實驗內容一

 

11．3．2實驗內容二

 

11．3．3實驗內容三

 

11．4本章小結

 

第12章EXTI外部中斷實驗

 

12．1實驗背景

 

12．2實驗原理

 

12．2．1中斷系統結構

 

12．2．2片外中斷與中斷線映射

 

12．2．3EXTI配置

 

12．2．4NVIC配置

 

12．2．5中斷向量表及中斷通道號

 

12．3實驗內容

 

12．4本章小結

 

第13章USART通信實驗

 

13．1實驗背景

 

13．2實驗原理

 

13．2．1功能引腳復用

 

13．2．2串行通信連接方式

 

13．2．3數據收發控制

 

13．2．4奇偶校驗與硬件流控制

 

13．2．5USART庫函數

 

13．2．6實驗開發板USART通信電路連接

 

13．3實驗內容

 

13．3．1實驗內容一

 

13．3．2實驗內容二

 

13．3．3實驗內容三

 

13．3．4實驗內容四

 

13．3．5實驗內容五

 

13．3．6實驗內容六

 

13．4本章小結

 

第14章通用定時器定時實驗

 

14．1實驗背景

 

14．2實驗原理

 

14．2．1定時時鐘源選擇

 

14．2．2時基單元

 

14．2．3計數模式選擇

 

14．2．4定時時間計算

 

14．2．5TIMx庫函數

 

14．3實驗內容

 

14．3．1實驗內容一

 

14．3．2實驗內容二

 

14．3．3實驗內容三

 

14．4本章小結

 

第15章通用定時器比較輸出實驗

 

15．1實驗背景

 

15．2實驗原理

 

15．2．1定時比較輸出硬件結構

 

15．2．2定時比較輸出工作模式

 

15．5．3定時比較輸出庫函數

 

15．3實驗內容

 

15．3．1實驗內容一

 

15．3．2實驗內容二

 

15．3．3實驗內容三

 

15．3．4實驗內容四

 

15．3．5實驗內容五

 

15．4本章小結

 

第16章串口時鐘實驗

 

16．1實驗背景

 

16．2實驗原理

 

16．3實驗內容

 

16．4本章小結

 

第17章I2C串行通信實驗

 

17．1實驗背景

 

17．2實驗原理

 

17．2．1I2C總線結構

 

17．2．2I2C總線信號時序

 

17．2．3I2C總線數據傳輸

 

17．2．4STM32片上I2C特性

 

17．2．5I2C固件庫函數

 

17．2．6AT24C02接口電路

 

17．2．7AT24CXX讀寫操作

 

17．3實驗內容

 

17．3．1實驗內容一

 

17．3．2實驗內容二

 

17．4本章小結

 

第18章DMA數據傳輸實驗

 

18．1實驗背景

 

18．2實驗原理

 

18．2．1DMA傳輸配置

 

18．2．2DMA存儲器映射

 

18．2．3DMA庫函數

 

18．3實驗內容

 

18．3．1實驗內容一

 

18．3．2實驗內容二

 

18．3．3實驗內容三

 

18．4本章小結

 

第19章模/數轉換實驗

 

19．1實驗背景

 

19．2實驗原理

 

19．2．1ADC電氣特性與模擬輸入通道

 

19．2．2ADC硬件結構及工作原理

 

19．2．3ADC轉換時鐘及轉換時間

 

19．2．4ADC轉換分組

 

19．2．5ADC轉換模式

 

19．2．6ADC埠存儲器映射

 

19．2．7ADC庫函數

 

19．2．8ADC模擬通道電路

 

19．3實驗內容

 

19．3．1實驗內容一

 

19．3．2實驗內容二

 

19．3．3實驗內容三

 

19．3．4實驗內容四

 

19．3．5實驗內容五

 

19．3．6實驗內容六

 

19．3．7實驗內容七

 

19．3．8實驗內容八

 

19．4本章小結

 

參考文獻