嵌入式系統綜合實踐教程——STM32體系結構、程序設計及綜合實踐

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第1章ARM微處理器概述1

1.1ARM簡介1

1.2ARM微處理器的應用領域及特點1

1.2.1ARM微處理器的應用領域1

1.2.2ARM微處理器的特點2

1.3ARM微處理器系列2

1.4ARM微處理器結構2

1.4.1RISC結構2

1.4.2ARM微處理器的寄存器結構3

1.4.3ARM微處理器的指令結構3

1.5ARM微處理器的應用選型4

1.6本章小結4第2章STM32最小系統設計5

2.1電源電路5

2.1.1供電方案5

2.1.2電源管理器7

2.1.3低功耗模式7

2.2復位電路8

2.3STM32啟動及下載8

2.4固件庫9

2.4.1FWLib固件庫9

2.4.2STM32標準外設庫10

2.4.3固件庫命名規則12

2.4.4數據類型12

2.4.5固件庫的應用14

2.5新建工程及配置17

2.6寄存器操作21

2.7時鐘配置22◆嵌入式系統綜合實踐教程——STM32體系結構、程序設計及綜合實踐目錄2.7.1時鐘樹22

2.7.2時鐘源24

2.7.3APB2外設時鐘使能寄存器24

2.8I/O端口配置25

2.8.1I/O端口的基本情況26

2.8.2GPIO配置寄存器描述26

2.8.3端口輸出數據寄存器27

2.9庫函數操作27

2.9.1GPIO_Init函數28

2.9.2RCC_APB2PeriphClockCmd函數30

2.9.3控制I/O端口輸出電平30

2.10程序下載及最小系統32

2.11本章小結33第3章中斷系統34

3.1STM32中斷和異常34

3.2與STM32中斷相關的基本概念36

3.2.1中斷優先級36

3.2.2NVIC37

3.2.3NVIC的中斷向量優先級分組38

3.3外部中斷39

3.3.1外部中斷基本情況39

3.3.2配置外部中斷的基本步驟40

3.4單個按鍵中斷操作實例42

3.5多個按鍵中斷操作實例43

3.6本章小結49第4章定時器50

4.1定時器基礎知識50

4.1.1高級定時器50

4.1.2基本定時器51

4.1.3通用定時器51

4.2STM32定時器操作52

4.2.1寄存器方式操作定時器52

4.2.2庫函數方式操作定時器57

4.2.3定時器初始化代碼63

4.2.4代碼分析和實驗結果63

4.3本章小結65第5章ADC66

5.1ADC基礎知識66

5.1.1ADC的主要特征66

5.1.2ADC模塊框圖及引腳67

5.1.3通道選擇68

5.1.4ADC的轉換模式68

5.2操作ADC69

5.2.1寄存器方式操作ADC69

5.2.2庫函數方式操作ADC77

5.2.3ADC設置步驟83

5.3ADC操作實例83

5.3.1主程序83

5.3.2ADC初始化代碼84

5.3.3代碼分析和實驗結果85

5.4本章小結87第6章CAN總線設計88

6.1STM32的CAN總線基礎知識88

6.1.1CAN物理層特性89

6.1.2CAN的位時序92

6.1.3CAN總線仲裁93

6.1.4STM32的CAN控制器93

6.1.5STM32的CAN過濾器94

6.1.6CAN發送流程95

6.1.7CAN接收流程96

6.1.8STM32的CAN位時間特性97

6.2STM32的CAN總線操作98

6.2.1寄存器方式操作CAN總線98

6.2.2庫函數方式操作CAN總線102

6.2.3CAN總線設置步驟110

6.3CAN通信示例110

6.4本章小結113第7章基礎實訓114

7.1實訓項目1——按鍵控制LED亮滅114

7.1.1STM32F103微控制器GPIO端口的基本結構114

7.1.2GPIO的工作模式115

7.1.3GPIO端口編程涉及的標準外設庫函數117

7.1.4硬件電路實現117

7.1.5程序設計思路117

7.1.6程序代碼分析118

7.1.7拓展項目——按鍵控制LED閃爍頻率121

7.2實訓項目2——按鍵控制LED閃爍頻率(外部中斷)122

7.2.1STM32F103微控制器的中斷系統122

7.2.2STM32F103微控制器的外部中斷125

7.2.3外部中斷編程涉及的標準外設庫函數127

7.2.4硬件電路設計127

7.2.5程序設計思路128

7.2.6程序代碼分析128

7.2.7拓展項目——LED顯示與按鍵動作的同步132

7.3實訓項目3——彩色LCD顯示圖片與文字133

7.3.1STM32F103ZE微控制器的FSMC133

7.3.2FSMC編程涉及的標準外設庫函數135

7.3.3彩色LCD的驅動135

7.3.4硬件電路設計136

7.3.5程序代碼分析137

7.3.6拓展項目——按鍵控制字符串移動141

7.4實訓項目4——按鍵控制LED閃爍頻率(定時器中斷)141

7.4.1STM32F103微控制器的定時器資源141

7.4.2STM32F103微控制器的通用定時器142

7.4.3通用定時器編程涉及的STM32標準外設庫函數143

7.4.4硬件電路實現143

7.4.5程序設計思路143

7.4.6程序代碼分析145

7.4.7拓展項目——LED1呼吸燈(定時器中斷)149

7.5實訓項目5——風扇轉速的PWM控制149

7.5.1脈沖寬度調制的基本原理149

7.5.2四線制散熱風扇的控制方法150

7.5.3STM32通用定時器的PWM150

7.5.4STM32引腳的重映射151

7.5.5通用定時器PWM輸出編程涉及的標準外設庫函數151

7.5.6硬件電路設計152

7.5.7程序設計思路152

7.5.8程序代碼分析153

7.6實訓項目6——帆板角度與芯片溫度檢測155

7.6.1電阻式角度傳感器的原理155

7.6.2模數轉換的過程156

7.6.3模數轉換的技術指標157

7.6.4逐次逼近型ADC157

7.6.5STM32F103ZE微控制器的ADC159

7.6.6ADC編程涉及的標準外設庫函數161

7.6.7硬件電路設計161

7.6.8程序設計思路161

7.6.9程序代碼分析162

7.6.10拓展項目——利用規則通道檢測芯片內部溫度與參考電壓166

7.7實訓項目7——帆板角度與芯片溫度檢測(DMA方式)167

7.7.1DMA的基本概念167

7.7.2STM32F103ZE微控制器的DMA167

7.7.3DMA編程涉及的標準外設庫函數171

7.7.4硬件電路設計172

7.7.5程序設計思路172

7.7.6程序代碼分析172

7.7.7拓展項目——存儲器到存儲器數據傳輸176第8章進階實訓177

8.1實訓項目8——WiFi控制風扇轉速並獲取帆板角度177

8.1.1OSI參考模型與TCP/IP模型177

8.1.2TCP/IP相關知識點178

8.1.3WiFi及其3種工作模式179

8.1.4WiFi模塊ESP8266179

8.1.5ESP8266模塊的控制指令180

8.1.6硬件電路設計181

8.1.7程序設計思路181

8.1.8程序代碼分析181

8.1.9使用手機端“網絡調試助手”App進行遙控操作188

8.2實訓項目9——基於STM32的物聯網雲平臺溫度檢測189

8.2.1雲服務及其分類189

8.2.2物聯網雲平臺190

8.2.3中國移動物聯網雲平臺OneNET191

8.2.4數據傳輸過程192

8.2.5本項目使用的ESP8266模塊控制指令194

8.2.6在OneNET上創建設備和應用195

8.3實訓項目10——平衡車設計196

8.3.1設計要求196

8.3.2設計分析196

8.3.3環境檢測傳感器電路設計197

8.3.4人機交互電路設計197

8.3.5MPU6050使用方法198

8.3.6軟件設計204

8.4實訓項目11——電子秤設計212

8.4.1設計要求212

8.4.2設計分析213

8.4.3主控制器相關電路213

8.4.4TFT液晶屏相關電路設計213

8.4.5模數轉換芯片HX711相關電路設計216

8.4.6WT588D語音模塊相關電路設計218

8.4.7稱重傳感器相關電路設計218

8.4.8軟件設計思路及代碼分析220