嵌入式系統原理及應用——基於STM32微控制器與Proteus

屈霞、劉麟、王維、張玉、趙曉峰

嵌入式系統原理及應用——基於STM32微控制器與Proteus 預覽內頁
  • 出版商: 清華大學
  • 出版日期: 2025-09-01
  • 售價: $354
  • 語言: 簡體中文
  • ISBN: 7302703361
  • ISBN-13: 9787302703365
  • 相關分類: STM32

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商品描述

"本書講述目前較新的占據國內大部分32位微控制器市場的ST(意法半導體)公司推出的基於ARM CortexM3處理器的STM32F103微控制器及應用。 全書共分3部分: 第一部分(第1～3章)介紹嵌入式系統的概念、ARM CortexM3處理器的體系結構、STM32F103微控制器工作原理等，還介紹Keil μVision5(Keil5)結合Proteus 8.17對STM32F103微控制器進行開發和仿真的方法。第二部分(第4～8章)講述STM32F103片上外設的原理及應用，包括GPIO、中斷、EXTI、定時器、USART、ADC等，並分別利用Keil5和Proteus 8.17對片上外設典型工程應用進行設計和仿真。第三部分(第9章)講述STM32F103典型的開發應用實例，包括STM32F103與十多種常用傳感器、通信模塊和顯示器等接口的軟硬件設計，給出了硬件電路原理圖和程序流程圖。 本書適合作為高等院校計算機、電子信息、自動化、機電工程等相關專業的本科生、研究生嵌入式相關課程的教材或實驗教學、課程設計的教材；也可供高職學校同類專業使用，可供從事嵌入式開發的技術和研究人員參考。 "

作者簡介

"屈霞,1991年本科畢業於中國農業大學應用電子技術專業，2004年碩士畢業於蘭州交通大學交通信息工程及控制專業。常州大學機械與軌道交通學院副教授，軌道交通信號與控制專業系主任。主持並完成常州市科技支撐項目1項、教育部產學合作協同育人項目2項。在《計算機仿真》、《計算機工程與設計》、《材料熱處理學報》等刊物發表論文10余篇。主編《單片機原理及接口技術》教材（第一主編）；獲授權發明專利4項、獲國家軟件註冊登記多項；榮獲甘肅省科技進步二等獎1項（排名第3）。在常州大學有20年《嵌入式系統及應用》課程的授課經歷。主講單片機原理及應用、微機原理、現代通信技術、列車運行控制技術、現代控制理論等課程。近年來，獲常州大學教學成果一等獎2項（排名第一）、二等獎1項（排名第一）。2019年，獲常州大學優秀教育工作者；8次獲得常州大學優秀畢業設計指導教師；指導學生參加中國機器人大賽、中國高校智能機器人大賽、全國大學生智能汽車競賽獲得國獎及省級近30項。指導學生參加江蘇省和常州大學課外創新創業基金項目近10項。2024年，獲得中國機器人大賽優秀指導老師。"

目錄大綱

目錄Contents

第1章嵌入式系統概述1

1.1嵌入式系統的概念和特點1

1.1.1嵌入式系統的概念1

1.1.2嵌入式系統的特點2

1.2嵌入式系統的組成3

1.3嵌入式處理器ARM8

習題19

第2章基於ARM CortexM3處理器的

STM32F103微控制器102.1CortexM3處理器結構10

2.2CortexM3總線接口11

2.3CortexM3編程模型13

2.3.1CortexM3數據類型13

2.3.2CortexM3處理器工作狀態13

2.3.3CortexM3特權分級和工作模式13

2.3.4CortexM3的寄存器組織14

2.3.5CortexM3匯編指令16

2.3.6CortexM3異常和中斷18

2.4CortexM3存儲結構21

2.4.1存儲格式21

2.4.2存儲器映射22

2.5基於ARM CortexM3的STM32微控制器23

2.6STM32F103微控制器概述25

2.7STM32F103微控制器的最小系統27

2.8STM32F103微控制器的時鐘系統31

2.8.1STM32F103微控制器的時鐘樹31

2.8.2STM32F103微控制器的時鐘系統相關庫函數342.9STM32F103微控制器的低功耗模式36

2.10STM32F103微控制器的安全檢測37

習題238

第3章STM32F103應用工程的建立和仿真40

3.1嵌入式開發工具MDKARM40

3.1.1認識MDKARM40

3.1.2安裝MDKARM40

3.1.3註冊MDKARM45

3.1.4配置ARMCC編譯器46

3.2下載STM32F10x標準外設庫47

3.3新建一個STM32F103應用工程50

3.3.1新建工程文件夾並添加STM32F10x標準外設庫文件51

3.3.2新建工程和設置組52

3.3.3配置工程環境57

3.3.4編寫用戶程序源代碼58

3.3.5編譯和鏈接STM32F103工程61

3.4Proteus仿真工程61

3.5仿真器調試工程62

習題368

◆嵌入式系統原理及應用——基於STM32微控制器與Proteus目錄第4章STM32F103的GPIO69

4.1GPIO概述69

4.2STM32F103GPIO引腳的內部結構69

4.3STM32F103GPIO的工作模式與輸出頻率70

4.4STM32F103GPIO的復用功能和重映射71

4.5STM32F103GPIO的寄存器72

4.6STM32F103GPIO的外部中斷映射和事件輸出75

4.7STM32F10x的GPIO相關庫函數76

4.8STM32F103的GPIO設計實例84

4.8.1GPIO應用基礎84

4.8.2GPIO跑馬燈設計84

4.8.3GPIO按鍵計數顯示設計85

習題490

第5章STM32F103的中斷91

5.1中斷的概念91

5.2STM32F103的中斷系統91

5.2.1中斷源91

5.2.2中斷通道92

5.2.3嵌套向量中斷控制器92

5.2.4STM32的中斷優先級92

5.2.5STM32F103的中斷向量表94

5.2.6STM32F103的中斷服務函數98

5.3STM32F103的外部中斷/事件控制器98

5.3.1外部中斷/事件控制器的硬件結構98

5.3.2EXTI的寄存器100

5.4STM32F10x的NVIC相關庫函數102

5.5STM32F10x的EXTI相關庫函數105

5.6STM32F103的中斷設計實例109

5.6.1中斷的應用基礎109

5.6.2外部中斷的按鍵計數和LED控制設計110

習題5114

第6章STM32F103的定時器115

6.1定時器概述115

6.2STM32F103的通用定時器116

6.3STM32F103的高級定時器120

6.4STM32F103的基本定時器122

6.5STM32F10x的定時器相關庫函數123

6.6STM32F103的定時器設計實例131

6.6.1定時器應用基礎131

6.6.2定時器中斷方式控制數碼管和LED設計132

6.6.3定時器PWM輸出控制LED設計136

習題6140

第7章STM32F103的USART142

7.1USART概述142

7.2STM32F103 USART的寄存器145

7.3STM32F103 USART的工作原理146

7.3.1USART的內部結構146

7.3.2USART的波特率設計147

7.3.3STM32F103的USART中斷149

7.4STM32F10x的USART相關庫函數150

7.5STM32F103的 USART設計實例156

7.5.1USART應用基礎156

7.5.2USART中斷方式接收和發送設計157

7.5.3USART利用JY60傳感器采集加速度設計161

習題7165

第8章STM32F103的ADC166

8.1ADC概述166

8.2STM32F103 ADC的內部結構166

8.3STM32F103 ADC的工作過程172

8.4STM32F103 ADC的工作模式173

8.5STM32F103 ADC的寄存器177

8.6STM32F10x的ADC相關庫函數178

8.7STM32F103的ADC設計實例188

8.7.1ADC應用基礎188

8.7.2查詢方式的多通道ADC采集電壓設計190

8.7.3中斷方式的多通道ADC采集電壓設計194

8.7.4ADC利用 MQ135傳感器采集有害氣體設計197

習題8199

第9章STM32F103微控制器開發實例201

9.1基於DHT11的環境溫濕度控制實例201

9.2基於WiFi和Gizwits的環境無線監測系統設計206

9.3基於WiFi和MQTT的水位監測報警系統設計213

9.4基於光強度傳感器BH1750和顏色傳感器TCS3472的照明舒適度

檢測系統設計220

9.5基於WiFi和加速度傳感器JY60的乘客舒適度檢測系統設計232

9.6基於熱成像傳感器MLX90640的熱成像測溫系統設計244

9.7基於藍牙模塊JDY31和閃電傳感器SEN0290的靜電檢測系統設計249

9.8基於藍牙模塊HC05和土壤濕度傳感器YL69的盆栽灌溉系統設計257

9.9基於UWB和DWM1000的定位系統設計267

9.10基於藍牙模塊JDY31和超聲波傳感器HCSR04的站臺門監測

系統設計271

9.11基於DS18B20和PWM的溫度控制系統設計280

習題9287

附錄ASTM32F103微控制器大容量產品引腳定義表

(STM32F103xC/D/E)289附錄BSTM32F103微控制器中容量產品引腳定義表

(STM32F103x8/B)296附錄CSTM32F103微控制器小容量產品引腳定義表

(STM32F103x4/6)301附錄D課程知識模塊與思政映射304

參考文獻307

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