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Arm嵌入式系統案例實戰(手把手教你掌握STM32F103微控制器項目開發)/電腦科學與技術叢書

  • 作者：編者:李正軍|責編:盛東亮//吳彤雲
  • 出版社：清華大學
  • ISBN：9787302653783
  • 出版日期：2024/02/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：312
人民幣：RMB 79 元      售價：元
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內容大鋼
    本書從科研、教學和工程實際應用出發，理論聯繫實際，全面系統地講述了基於STM32系列單片機的嵌入式系統應用實例；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，全面重構教材內容，將產業界的最新技術引入教學和科研。全書共13章，主要內容包括STM32嵌入式微控制器最小系統設計、人機介面設計與應用實例、DGUS彩色液晶顯示屏應用實例、旋轉編碼器設計實例、PWM輸出與看門狗定時器應用實例、USART與Modbus通信協議應用實例、SPI與鐵電存儲器介面應用實例、I2C與日曆時鐘介面應用實例、CAN通信轉換器設計實例、電力網路儀錶設計實例、μC/OS-Ⅱ在STM32上的移植與應用實例、RTC與萬年曆應用實例和新型分散式控制系統設計實例。全書內容豐富，體系先進，結構合理，理論與實踐相結合，尤其注重工程應用技術。
    本書可作為高等院校各類自動化、機器人、自動檢測、機電一體化、人工智慧、電子與電氣工程、電腦應用、信息工程、物聯網等相關專業的本、專科學生及研究生的教學參考書，也適合從事STM32嵌人式系統開發的工程技術人員參考。
作者介紹
編者:李正軍|責編:盛東亮//吳彤雲
    李正軍，山東大學教授，碩士研究生導師。1984年畢業於山東大學數學系，同年留山東大學數學系任教；先後擔任「211工程」重點建設項目「現場匯流排技術實驗室」負責人、控制科學與工程學院「微機原理」課程負責人，並獲山東大學優秀教師榮譽稱號。擔任中國電氣工業協會設備網現場匯流排分會理事、中華人民共和國機械行業標準《低壓電氣通信規約》審稿人，全國電器設備網路通信介面標準化委員會委員。發表科研與教學論文50余篇，出版著作15部。承擔省部級與企業科研課題30余項，主要研究方向包括嵌入式系統、電腦控制技術、現場匯流排應用技術、電力電子技術等，
目錄
第1章  STM32嵌入式微控制器最小系統設計
  1.1  STM32微控制器概述
    1.1.1  STM32微控制器產品介紹
    1.1.2  STM32系統性能分析
    1.1.3  STM32微控制器的命名規則
    1.1.4  STM32微控制器內部資源
    1.1.5  STM32微控制器的選型
  1.2  STM32F1系列產品系統構架和STM32F103ZET6內部架構
    1.2.1  STM32F1系列產品系統架構
    1.2.2  STM32F103ZET6內部架構
  1.3  STM32F103ZET6的存儲器映像
    1.3.1  STM32F103ZET6內置外設的地址範圍
    1.3.2  嵌入式SRAM
    1.3.3  嵌入式Flash
  1.4  STM32F103ZET6的時鐘結構
  1.5  STM32F103VET6的引腳
  1.6  STM32F103VET6最小系統設計
第2章  人機介面設計與應用實例
  2.1  獨立式鍵盤介面設計
    2.1.1  鍵盤的特點及按鍵確認
    2.1.2  獨立式按鍵擴展實例
  2.2  矩陣式鍵盤介面設計
    2.2.1  矩陣式鍵盤工作原理
    2.2.2  按鍵的識別方法
    2.2.3  鍵盤的編碼
  2.3  矩陣式鍵盤的介面實例
    2.3.1  4×4矩陣式鍵盤的硬體設計
    2.3.2  4×4矩陣式鍵盤的軟體設計
  2.4  顯示技術的發展及其特點
    2.4.1  顯示技術的發展
    2.4.2  顯示器件的主要參數
  2.5  LED顯示器介面設計
    2.5.1  LED顯示器的結構
    2.5.2  LED顯示器的掃描方式
  2.6  觸摸屏技術及其在工程中的應用
    2.6.1  觸摸屏發展歷程
    2.6.2  觸摸屏的工作原理
    2.6.3  工業用觸摸屏產品介紹
    2.6.4  觸摸屏在工程中的應用
第3章  DGUS彩色液晶顯示屏應用實例
  3.1  屏存儲空間
    3.1.1  數據變數空間
    3.1.2  字型檔（圖標）空間
    3.1.3  圖片空間
    3.1.4  寄存器
  3.2  硬體配置文件
  3.3  DGUS組態軟體安裝
  3.4  DGUS組態軟體使用說明
    3.4.1  界面介紹
    3.4.2  背景圖片製作方法

    3.4.3  圖標製作方法及圖標文件的生成
    3.4.4  新建一個工程並進行界面配置
    3.4.5  工程文件說明
  3.5  工程下載
  3.6  DGUS屏顯示變數配置方法及其指令詳解
    3.6.1  串口數據幀架構
    3.6.2  數據變數
    3.6.3  文本變數
    3.6.4  圖標變數
    3.6.5  基本圖形變數
  3.7  通過USB對DGUS屏進行調試
第4章  旋轉編碼器設計實例
  4.1  旋轉編碼器的介面設計
    4.1.1  旋轉編碼器的工作原理
    4.1.2  旋轉編碼器的介面電路設計
    4.1.3  旋轉編碼器的時序分析
  4.2  呼吸機按鍵與旋轉編碼器程序結構
  4.3  按鍵掃描與旋轉編碼器中斷檢測程序
    4.3.1  KEY1與KEY5的按鍵掃描程序
    4.3.2  KEY2與KEY3的中斷檢測程序
  4.4  鍵值存取程序
    4.4.1  環形FIFO按鍵緩衝區
    4.4.2  鍵值存取程序相關函數
第5章  PWM輸出與看門狗定時器應用實例
  5.1  STM32F103定時器概述
  5.2  STM32通用定時器
    5.2.1  通用定時器簡介
    5.2.2  通用定時器的主要功能
    5.2.3  通用定時器的功能描述
    5.2.4  通用定時器的工作模式
  5.3  STM32 PWM輸出應用實例
    5.3.1  PWM輸出硬體設計
    5.3.2  PWM輸出軟體設計
  5.4  看門狗定時器
    5.4.1  看門狗應用介紹
    5.4.2  獨立看門狗
    5.4.3  窗口看門狗
    5.4.4  看門狗操作相關的庫函數
    5.4.5  獨立看門狗程序設計
    5.4.6  窗口看門狗程序設計
第6章  USART與Modbus通信協議應用實例
  6.1  串列通信基礎
    6.1.1  串列非同步通信數據格式
    6.1.2  連接握手
    6.1.3  確認
    6.1.4  中斷
    6.1.5  輪詢
  6.2  STM32的USART工作原理
    6.2.1  USART介紹
    6.2.2  USART主要特性

    6.2.3  USART功能概述
    6.2.4  USART通信時序
    6.2.5  USART中斷
    6.2.6  USART相關寄存器
  6.3  STM32的USART串列通信應用實例
    6.3.1  STM32的USART的基本配置流程
    6.3.2  STM32的USART串列通信應用硬體設計
    6.3.3  STM32的USART串列通信應用軟體設計
  6.4  外部匯流排
    6.4.1  RS-232C串列通信介面
    6.4.2  RS-485串列通信介面
  6.5  Modbus通信協議
    6.5.1  概述
    6.5.2  兩種傳輸模式
    6.5.3  Modbus消息幀
    6.5.4  錯誤檢測方法
    6.5.5  Modbus的編程方法
  6.6  PMM2000電力網路儀錶Modbus-RTU通信協議
    6.6.1  串口初始化參數
    6.6.2  開關量輸入
    6.6.3  繼電器控制
    6.6.4  錯誤處理
    6.6.5  讀取標準電力參數
第7章  SPI與鐵電存儲器介面應用實例
  7.1  STM32的SPI通信原理
    7.1.1  SPI概述
    7.1.2  SPI互連
  7.2  STM32F103的SPI工作原理
    7.2.1  SPI主要特徵
    7.2.2  SPI內部結構
    7.2.3  時鐘信號的相位和極性
    7.2.4  數據幀格式
    7.2.5  配置SPI為主模式
  7.3  STM32的SPI與鐵電存儲器介面應用實例
    7.3.1  STM32的SPI配置流程
    7.3.2  SPI與鐵電存儲器介面的硬體設計
    7.3.3  SPI與鐵電存儲器介面的軟體設計
第8章  I2C與日曆時鐘介面應用實例
  8.1  STM32的I2C通信原理
    8.1.1  I2C控制器概述
    8.1.2  I2C匯流排的數據傳輸
  8.2  STM32F103的I2C介面
    8.2.1  STM32F103的I2C主要特性
    8.2.2  STM32F103的I2C內部結構
    8.2.3  STM32F103的模式選擇
  8.3  STM32的I2C與日曆時鐘介面應用實例
    8.3.1  STM32的I2C配置流程
    8.3.2  I2C與日曆時鐘介面的硬體設計
    8.3.3  I2C與日曆時鐘介面的軟體設計
第9章  CAN通信轉換器設計實例

  9.1  CAN的特點
  9.2  STM32的CAN匯流排概述
    9.2.1  bxCAN的主要特點
    9.2.2  CAN物理層特性
    9.2.3  STM32的CAN控制器
    9.2.4  STM32的CAN過濾器
  9.3  STM32的bxCAN工作模式
    9.3.1  初始化模式
    9.3.2  正常模式
  9.4  STM32的bxCAN功能描述
    9.4.1  CAN發送流程
    9.4.2  CAN接收流程
  9.5  CAN匯流排收發器
    9.5.1  PCA82C250/251 CAN匯流排收發器
    9.5.2  TJA1051 CAN匯流排收發器
  9.6  CAN通信轉換器概述
  9.7  CAN通信轉換器微控制器主電路的設計
  9.8  CAN通信轉換器UART驅動電路的設計
  9.9  CAN通信轉換器CAN匯流排隔離驅動電路的設計
  9.10  CAN通信轉換器USB介面電路的設計
  9.11  CAN通信轉換器的程序設計
第10章  電力網路儀錶設計實例
  10.1  PMM2000電力網路儀錶概述
  10.2  PMM2000電力網路儀錶的硬體設計
    10.2.1  主板的硬體電路設計
    10.2.2  電壓輸入電路的硬體設計
    10.2.3  電流輸入電路的硬體設計
    10.2.4  RS-485通信電路的硬體設計
    10.2.5  4?20mA模擬信號輸出的硬體電路設計
  10.3  周期和頻率測量
  10.4  STM32F103VBT6初始化程序
    10.4.1  NVIC中斷初始化程序
    10.4.2  GPIO初始化程序
    10.4.3  ADC初始化程序
    10.4.4  DMA初始化程序
    10.4.5  定時器初始化程序
  10.5  電力網路儀錶的演算法
  10.6  LED數碼管動態顯示程序設計
    10.6.1  LED數碼管段碼表
    10.6.2  LED指示燈狀態編碼表
    10.6.3  1ms系統滴答定時器中斷服務程序
  10.7  PMM2000電力網路儀錶在數字化變電站中的應用
    10.7.1  應用領域
    10.7.2  iMeaCon數字化變電站後台電腦監控網路系統
第11章  μC/OS-Ⅱ在STM32上的移植與應用實例
  11.1  μC/OS-Ⅱ介紹
  11.2  嵌入式控制系統的軟體平台
    11.2.1  軟體平台的選擇
    11.2.2  μC/OS-Ⅱ內核調度基本原理
  11.3  μC/OS-Ⅱ的移植與應用

    11.3.1  μC/OS-Ⅱ的移植
    11.3.2  μC/OS-Ⅱ的應用
第12章  RTC與萬年曆應用實例
  12.1  RTC
    12.1.1  RTC簡介
    12.1.2  RTC主要特性
    12.1.3  RTC內部結構
    12.1.4  RTC複位過程
  12.2  備份寄存器（BKP）
    12.2.1  BKP簡介
    12.2.2  BKP特性
    12.2.3  BKP入侵檢測
  12.3  RTC的操作
    12.3.1  RTC的初始化
    12.3.2  RTC時間寫入初始化
  12.4  萬年曆應用實例
第13章  新型分散式控制系統設計實例
  13.1  新型DCS概述
    13.1.1  通信網路的要求
    13.1.2  通信網路的要求控制功能的要求
    13.1.3  系統可靠性的要求
    13.1.4  其他方面的要求
  13.2  現場控制站的組成
    13.2.1  兩個控制站的DCS結構
    13.2.2  DCS測控板卡的類型
  13.3  新型DCS通信網路
    13.3.1  乙太網實際連接網路
    13.3.2  雙CAN通信網路
  13.4  新型DCS控制卡的硬體設計
    13.4.1  控制卡的硬體組成
    13.4.2  W5100網路介面晶元
    13.4.3  雙機冗余電路的設計
    13.4.4  存儲器擴展電路的設計
  13.5  新型DCS控制卡的軟體設計
    13.5.1  控制卡軟體的框架設計
    13.5.2  雙機熱備程序的設計
    13.5.3  CAN通信程序的設計
    13.5.4  乙太網通信程序的設計
  13.6  控制演算法的設計
    13.6.1  控制演算法的解析與運行
    13.6.2  控制演算法的存儲與恢復
  13.7  8通道模擬量輸入板卡（8AI）的設計
    13.7.1  8通道模擬量輸入板卡的功能概述
    13.7.2  8通道模擬量輸入板卡的硬體組成
    13.7.3  8通道模擬量輸入板卡微控制器主電路設計
    13.7.4  22位Σ-Δ型A/D轉換器ADS1213
    13.7.5  8通道模擬量輸入板卡測量與斷線檢測電路設計
    13.7.6  8通道模擬量輸入板卡信號調理與通道切換電路設計
    13.7.7  8通道模擬量輸入板卡程序設計
  13.8  8通道熱電偶輸入板卡（8TC）的設計

    13.8.1  8通道熱電偶輸入板卡的功能概述
    13.8.2  8通道熱電偶輸入板卡的硬體組成
    13.8.3  8通道熱電偶輸入板卡測量與斷線檢測電路設計
    13.8.4  8通道熱電偶輸入板卡程序設計
  13.9  8通道熱電阻輸入板卡（8RTD）的設計
    13.9.1  8通道熱電阻輸入板卡的功能概述
    13.9.2  8通道熱電阻輸入板卡的硬體組成
    13.9.3  8通道熱電阻輸入板卡測量與斷線檢測電路設計
    13.9.4  8通道熱電阻輸入板卡的程序設計
  13.10  4通道模擬量輸出板卡（4AO）的設計
    13.10.1  4通道模擬量輸出板卡的功能概述
    13.10.2  4通道模擬量輸出板卡的硬體組成
    13.10.3  4通道模擬量輸出板卡PWM輸出與斷線檢測電路設計
    13.10.4  4通道模擬量輸出板卡自檢電路設計
    13.10.5  4通道模擬量板卡輸出演算法設計
    13.10.6  4通道模擬量板卡程序設計
  13.11  16通道數字量輸入板卡（16DI）的設計
    13.11.1  16通道數字量輸入板卡的功能概述
    13.11.2  16通道數字量輸入板卡的硬體組成
    13.11.3  16通道數字量輸入板卡信號預處理電路的設計
    13.11.4  16通道數字量輸入板卡信號檢測電路設計
    13.11.5  16通道數字量輸入板卡程序設計
  13.12  16通道數字量輸出板卡（16DO）的設計
    13.12.1  16通道數字量輸出板卡的功能概述
    13.12.2  16通道數字量輸出板卡的硬體組成
    13.12.3  16通道數字量輸出板卡開漏極輸出電路設計
    13.12.4  16通道數字量輸出板卡輸出自檢電路設計
    13.12.5  16通道數字量輸出板卡外配電壓檢測電路設計
    13.12.6  16通道數字量輸出板卡的程序設計
  13.13  8通道脈衝量輸入板卡（8PI）的設計
    13.13.1  8通道脈衝量輸入板卡的功能概述
    13.13.2  8通道脈衝量輸入板卡的硬體組成
    13.13.3  8通道脈衝量輸入板卡的程序設計
  13.14  嵌入式控制系統可靠性與安全性技術
    13.14.1  可靠性技術的發展過程
    13.14.2  可靠性基本概念和術語
    13.14.3  可靠性設計的內容
    13.14.4  系統安全性
    13.14.5  軟體可靠性
參考文獻

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