嵌入式系統原理與應用(基於Arm Cortex-M4\STM32Cube與FreeRTOS的開發方法

李正軍 李瀟然

  • 出版商: 清華大學
  • 出版日期: 2025-06-01
  • 售價: $474
  • 語言: 簡體中文
  • 頁數: 331
  • ISBN: 7302688702
  • ISBN-13: 9787302688709
  • 相關分類: 嵌入式系統
  • 下單後立即進貨 (約4週~6週)

相關主題

商品描述

本書以“新工科”教育理 念為指導,以產教融合為突 破口,面向產業需求,全面 重構課程內容,將產業界的 技術引入教學。從科研 、教學和工程實際應用出發 ,理論聯系實際,全面系統 地講述了基於 STM32CubeMX+Keil MDK 和STM32Cube (STM32CubeMX和 sTM32CubeIDE)開發方式 的嵌入式系統設計與應用實 例。 全書共12章,選擇 STM32F407ZGT6為模型機 ,主要內容包括緒論、ArIn 處理器體系架構、STM32嵌 入式微控制器、 STM32CubeMX和HAL庫、 STM32CubeIDE開發平臺、 STM32通用輸入輸出接口、 STM32中斷系統、STM32定 時器系統、STM32通用同步 /異步收發器、STM32模數 轉換器、STM32 DMA控制 器和嵌入式實時操作系統 FreeRTOS。全書內容豐富 ,體系 ,結構合理,理 論與實踐相結合,尤其註重 工程應用技術。 本書是作者在教學與科 研實踐經驗的基礎上,結合 多年的STM32嵌入式系統的 發展編寫而成的。通過閱讀 本書,讀者可以掌握 STM32Cube開發方式和工 具軟件的使用,掌握基於 HAL庫的STM32F407系統功 能、常用外設的編程開發方 法和嵌入式實時操作系統 FreeRTOS。本書具有全面 性、實踐導向性、系統性, 將 技術的應用、理論與 實踐結合,適用範圍廣。 本書可作為高等院校自 動化、機器人、自動檢測、 機電一體化、人工智能、電 子與電氣工程、計算機應用 、信息工程、物聯網等相關 專業的學生及研究生的教材 ,也適合從事STM32嵌入式 系統開發的工程技術人員參 考。

目錄大綱

第1章 緒論
1.1 嵌入式系統
1.1.1 嵌入式系統概述
1.1.2 嵌入式系統和通用計算機系統比較
1.1.3 嵌入式系統的特點
1.2 嵌入式系統的組成
1.2.1 嵌入式系統的架構
1.2.2 嵌入式系統硬件組成
1.2.3 嵌入式系統軟件組成
1.3 典型嵌入式操作系統
1.3.1 FreeRTOS
1.3.2 RT-Thread
1.3.3 μC/OS-Ⅱ
1.3.4 嵌入式Linux
1.4 嵌入式系統的分類
1.4.1 按應用對象分類
1.4.2 按功能和性能分類
1.4.3 按結構覆雜度分類
1.5 嵌入式系統的應用領域
1.6 嵌入式系統應用實例
1.6.1 智能機器人
1.6.2 智能終端
1.6.3 VR/AR產品
1.6.4 蘋果Vision Pro的功能
1.6.5 老年人健康監護系統
1.6.6 自動駕駛
1.6.7 APAX-5580/AMAX-5580邊緣智能控制器
1.6.8 縫紉機器人
1.6.9 智能家用呼吸機
1.6.10 智能家居控制系統
1.6.11 國防工業嵌入式應用實例
1.7 嵌入式微處理器
1.7.1 嵌入式處理器分類
1.7.2 嵌入式處理器內核架構
第2章 Arm處理器體系架構
2.1 嵌入式處理器概述
2.1.1 微處理器的結構
2.1.2 微處理器指令執行過程
2.1.3 微處理器的體系結構
2.2 Arm體系架構與編程模型
2.2.1 Arm處理器體系架構概述
2.2.2 Arm編程模型
2.3 Arm處理器內存管理
2.3.1 內存映射
2.3.2 集成外設寄存器訪問方法
2.4 Arm架構異常處理
2.4.1 Arm處理器異常類型
2.4.2 Arm處理器對異常的響應
2.5 Cortex-M4處理器的內部結構
第3章 STM32嵌入式微控制器
3.1 STM32微控制器概述
3.1.1 STM32微控制器產品線
3.1.2 STM32微控制器的命名規則
3.2 STM32F407ZGT6概述
3.2.1 STM32F407的主要特性
3.2.2 STM32F407的主要功能
3.3 STM32F407ZGT6芯片內部結構
3.4 STM32F407VGT6芯片引腳和功能
3.5 STM32F407VGT6 小系統設計
第4章 STM32CubeMX和HAL庫
4.1 安裝STM32CubeMX
4.2 安裝MCU固件包
4.2.1 軟件庫文件夾設置
4.2.2 管理嵌入式軟件包
4.3 軟件功能與基本使用
4.3.1 軟件界面
4.3.2 新建項目
4.3.3 MCU圖形化配置界面總覽
4.3.4 MCU配置
4.3.5 時鐘配置
4.3.6 項目管理
4.3.7 生成報告和代碼
第5章 STM32CubeIDE開發平臺
5.1 安裝STM32CubeIDE
5.2 STM32CubeIDE的操作
5.2.1 新建和導入工程
5.2.2 項目管理
5.2.3 打開/關閉/刪除/切換/導出工程
5.2.4 固件庫管理
5.2.5 代碼編譯
5.2.6 調試及運行配置
5.2.7 啟動調試
5.3 STM32CubeProgrammer軟件
5.4 STM32CubeMonitor軟件
5.5 STM32F407開發板的選擇
5.6 STM32仿真器的選擇
第6章 STM32通用輸入輸出接口
6.1 STM32通用輸入輸出接口概述
6.1.1 輸入通道
6.1.2 輸出通道
6.2 STM32的GPIO功能
6.2.1 普通I/O功能
6.2.2 單獨的位設置或位清除
6.2.3 外部中斷/喚醒線
6.2.4 覆用功能
6.2.5 軟件重新映射I/O覆用功能
6.2.6 GPIO鎖定機制
6.2.7 輸入配置
6.2.8 輸出配置
6.2.9 覆用功能配置
6.2.10 模擬輸入配置
6.2.11 STM32的GPIO操作
6.2.12 外部中斷映射和事件輸出
6.2.13 GPIO的主要特性
6.3 GPIO的HAL驅動程序
6.4 STM32的GPIO使用流程
6.4.1 普通GPIO配置
6.4.2 I/O覆用功能AFIO配置
6.5 采用STM32Cube和HAL庫的GPIO輸出應用實例
6.5.1 STM32的GPIO輸出應用硬件設計
6.5.2 STM32的GPIO輸出應用軟件設計
6.6 采用STM32Cube和HAL庫的GPIO輸入應用實例
6.6.1 STM32的GPIO輸入應用硬件設計
6.6.2 STM32的GPIO輸入應用軟件設計
第7章 STM32中斷系統
7.1 中斷概述
7.1.1 中斷
7.1.2 中斷的功能
7.1.3 中斷源與中斷屏蔽
7.1.4 中斷處理過程
7.1.5 中斷優先級與中斷嵌套
7.2 STM32F4中斷系統
7.2.1 STM32F4的嵌套向量中斷控制器NVIC
7.2.2 STM32F4中斷優先級
7.2.3 STM32F4中斷向量表
7.2.4 STM32F4中斷服務程序
7.3 STM32F4外部中斷/事件控制器EXTI
7.3.1 STM32F4的EXTI內部結構
7.3.2 STM32F4的EXTI主要特性
7.4 STM32F4中斷HAL驅動程序
7.4.1 中斷設置相關HAL驅動程序
7.4.2 外部中斷相關HAL函數
7.5 STM32F4外部中斷設計流程
7.6 采用STM32Cube和HAL庫的外部中斷設計實例
7.6.1 STM32F4外部中斷的硬件設計
7.6.2 STM32F4外部中斷的軟件設計
第8章 STM32定時器系統
8.1 STM32定時器概述
8.2 STM32基本定時器
8.2.1 基
本書以“新工科”教育理 念為指導,以產教融合為突 破口,面向產業需求,全面 重構課程內容,將產業界的 技術引入教學。從科研 、教學和工程實際應用出發 ,理論聯系實際,全面系統 地講述了基於 STM32CubeMX+Keil MDK 和STM32Cube (STM32CubeMX和 sTM32CubeIDE)開發方式 的嵌入式系統設計與應用實 例。 全書共12章,選擇 STM32F407ZGT6為模型機 ,主要內容包括緒論、ArIn 處理器體系架構、STM32嵌 入式微控制器、 STM32CubeMX和HAL庫、 STM32CubeIDE開發平臺、 STM32通用輸入輸出接口、 STM32中斷系統、STM32定 時器系統、STM32通用同步 /異步收發器、STM32模數 轉換器、STM32 DMA控制 器和嵌入式實時操作系統 FreeRTOS。全書內容豐富 ,體系 ,結構合理,理 論與實踐相結合,尤其註重 工程應用技術。 本書是作者在教學與科 研實踐經驗的基礎上,結合 多年的STM32嵌入式系統的 發展編寫而成的。通過閱讀 本書,讀者可以掌握 STM32Cube開發方式和工 具軟件的使用,掌握基於 HAL庫的STM32F407系統功 能、常用外設的編程開發方 法和嵌入式實時操作系統 FreeRTOS。本書具有全面 性、實踐導向性、系統性, 將 技術的應用、理論與 實踐結合,適用範圍廣。 本書可作為高等院校自 動化、機器人、自動檢測、 機電一體化、人工智能、電 子與電氣工程、計算機應用 、信息工程、物聯網等相關 專業的學生及研究生的教材 ,也適合從事STM32嵌入式 系統開發的工程技術人員參 考。