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STM32CubeIDE嵌入式開發教程(普通高等教育電子信息類系列教材)

  • 作者：編者:高延增|責編:吉玲//張振霞
  • 出版社：機械工業
  • ISBN：9787111782629
  • 出版日期：2025/11/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：300
人民幣：RMB 65 元      售價：元
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內容大鋼
    本書內容涵蓋嵌入式系統的概念、開發環境準備、GPIO操作、Cortex-M3微處理器架構、中斷、定時器與看門狗、USART、I2C、SPI、DMA、ADC、DAC等核心知識點。本書配有豐富的實驗案例，案例均基於一款性價比高的STM32F103VET6開發板，這款開發板外設介面豐富，含旋轉編碼器、用戶按鍵、觸摸按鍵、ST-Link下載調試介面、USB轉TTL介面、蜂鳴器、1.3in OLED顯示屏、Micro SD卡槽、舵機介面等，還預留了FSMC介面以連接觸摸屏，為讀者提供良好的硬體學習平台。
    本書設計了一個舵機控制器的綜合案例，通過這個綜合案例，讀者可以系統性地學習嵌入式系統設計與實現的完整過程，包括需求分析、硬體原理介紹、軟體設計與實現、系統測試與優化等環節。這個綜合案例不僅幫助讀者加深對各知識點的理解，還能提高動手實踐能力。
    本書可作為普通高校電腦、電子信息、自動化、人工智慧等相關專業的教材，也可作為從事嵌入式開發的工程技術人員的參考書。
作者介紹
編者:高延增|責編:吉玲//張振霞
目錄
前言
第1章  概述
第2章  初識嵌入式系統
  2.1  嵌入式系統概念
    2.1.1  嵌入式系統的定義
    2.1.2  嵌入式系統的關鍵特點
    2.1.3  常見的嵌入式系統分類標準
    2.1.4  嵌入式學習路線圖
  2.2  嵌入式系統的處理器技術簡介
    2.2.1  ARM的發展歷程
    2.2.2  STM32系列晶元簡介
  2.3  小結
  2.4  習題
第3章  準備開發環境
  3.1  常用的ARM單片機集成開發環境
    3.1.1  Keil MDK
    3.1.2  IAR Embedded Workbench
    3.1.3  VS Code加插件
    3.1.4  STM32CubeIDE
  3.2  安裝STM32CubeIDE
    3.2.1  下載
    3.2.2  安裝
    3.2.3  ST-Link固件升級
  3.3  創建一個簡單的STM32CubeIDE工程
    3.3.1  新建工程
    3.3.2  配置I/O介面
    3.3.3  下載程序到開發板
  3.4  小結
  3.5  習題
第4章  通用輸入/輸出埠
  4.1  STM32F10x系列常用封裝
    4.1.1  一般的常用封裝
    4.1.2  STM32F103VET6的封裝
  4.2  GPIO工作原理
    4.2.1  內部結構框圖
    4.2.2  輸入模式
    4.2.3  輸出模式
  4.3  GPIO的寄存器
    4.3.1  埠配置寄存器GPIOx_CRL和GPIOx_CRH
    4.3.2  埠輸入數據寄存器GPIOx_IDR
    4.3.3  埠輸出數據寄存器GPIOx_ODR
    4.3.4  埠設置/清除寄存器GPIOx_BSRR
    4.3.5  埠位清除寄存器GPIOx_BRR
    4.3.6  埠配置鎖定寄存器GPIOx_LCKR
  4.4  案例：按鍵控制LED燈
    4.4.1  案例目標
    4.4.2  案例方法
    4.4.3  實現過程
    4.4.4  案例效果
  4.5  小結

  4.6  習題
  4.7  實驗：物理按鍵的軟體消抖
    4.7.1  實驗目標
    4.7.2  實驗過程
    4.7.3  實驗結果
第5章  STM32F10x微處理器架構
  5.1  電腦架構簡介
    5.1.1  由圖靈機模型開始理解電腦
    5.1.2  馮·諾依曼結構與哈佛結構介紹
    5.1.3  算術邏輯單元
  5.2  嵌入式系統晶元架構
    5.2.1  Cortex-M3架構
    5.2.2  ARM指令集與流水線
    5.2.3  操作模式和特權等級
    5.2.4  異常、中斷和向量表
    5.2.5  存儲器映射
    5.2.6  調試支持
  5.3  STM32F1系列對Cortex-M3的實現
    5.3.1  系統架構
    5.3.2  存儲器與映射
    5.3.3  嵌入式快閃記憶體
    5.3.4  啟動配置
    5.3.5  電源控制
    5.3.6  複位
    5.3.7  時鐘控制
  5.4  小結
  5.5  習題
  5.6  實驗：流水燈的實現
    5.6.1  實驗目標
    5.6.2  實驗步驟
    5.6.3  實驗結果
第6章  中斷和事件
  6.1  中斷的思想
    6.1.1  中斷與事件
    6.1.2  應用場景
  6.2  中斷控制器
    6.2.1  NVIC簡介
    6.2.2  優先順序
    6.2.3  NVIC使用方法
  6.3  外部中斷/事件控制器
    6.3.1  EXTI框圖
    6.3.2  EXTI GPIO映像
    6.3.3  EXTI使用步驟
  6.4  案例：中斷方式的按鍵控制LED
    6.4.1  案例目標
    6.4.2  案例方法
    6.4.3  實現過程
    6.4.4  案例效果
  6.5  小結
  6.6  習題

  6.7  實驗：上升沿和雙邊沿觸發的中斷
    6.7.1  實驗目標
    6.7.2  實驗方法
    6.7.3  實驗代碼
    6.7.4  實驗現象
第7章  系統定時器與看門狗定時器
  7.1  可編程計時器
    7.1.1  計時器與計數器
    7.1.2  ARM單片機的時鐘樹
  7.2  系統定時器
    7.2.1  工作原理
    7.2.2  寄存器
    7.2.3  配置與使用
  7.3  案例：SysTick實現微秒級延時函數
    7.3.1  案例目標
    7.3.2  案例方法
    7.3.3  實現過程
    7.3.4  案例現象
  7.4  看門狗定時器基礎
    7.4.1  獨立看門狗
    7.4.2  獨立看門狗配置與使用
    7.4.3  窗口看門狗
    7.4.4  窗口看門狗配置與使用
  7.5  案例：獨立看門狗演示
    7.5.1  案例目標
    7.5.2  案例方法
    7.5.3  實現過程
    7.5.4  案例現象
  7.6  小結
  7.7  習題
  7.8  實驗：窗口看門狗實驗
    7.8.1  實驗目標
    7.8.2  實驗方法
    7.8.3  實驗過程
    7.8.4  實驗現象
第8章  通用同步/非同步通信
  8.1  通信概述
    8.1.1  單工和雙工通信
    8.1.2  串列通信與並行通信
    8.1.3  串列通信的硬體連接
    8.1.4  非同步串列通信的數據幀
  8.2  STM32F103xx的串口工作原理
    8.2.1  USART的結構框圖
    8.2.2  使用HAL庫函數操作USART
  8.3  案例：串口以查詢方式收發數據
    8.3.1  案例目標
    8.3.2  案例方法
    8.3.3  實現過程
    8.3.4  案例現象
  8.4  小結

  8.5  習題
  8.6  實驗：串口中斷方式接收
    8.6.1  實驗目標
    8.6.2  實驗方法
    8.6.3  實驗過程
    8.6.4  實驗現象
第9章  實時時鐘與定時器
  9.1  實時時鐘
    9.1.1  RTC的原理
    9.1.2  RTC相關的寄存器
    9.1.3  RTC的使用方法
  9.2  案例：使用RTC的時間功能
    9.2.1  案例目標
    9.2.2  案例方法
    9.2.3  實現過程
    9.2.4  案例效果
  9.3  定時器
    9.3.1  基本定時器
    9.3.2  通用定時器
    9.3.3  高級定時器
    9.3.4  定時器使用
  9.4  小結
  9.5  習題
  9.6  實驗：PWM控制LED的亮度
    9.6.1  實驗目標
    9.6.2  實驗方法
    9.6.3  實驗過程
    9.6.4  實驗現象
第10章  集成電路間匯流排
  10.1  I2C通信協議
    10.1.1  I2C的物理層
    10.1.2  I2C的協議層
  10.2  STM32F103的I2C外設
    10.2.1  總體介紹
    10.2.2  I2C從模式
    10.2.3  I2C主模式
    10.2.4  中斷請求
  10.3  I2C的HAL庫用法
    10.3.1  阻塞式傳輸
    10.3.2  中斷式傳輸
  10.4  小結
  10.5  習題
  10.6  實驗：OLED屏的顯示驅動
    10.6.1  實驗目標
    10.6.2  實驗方法
    10.6.3  實驗過程
    10.6.4  實驗現象
第11章  串列外設介面
  11.1  SPI通信協議
    11.1.1  簡介

    11.1.2  一主一從的SPI通信過程
    11.1.3  一主多從的SPI連接方式
  11.2  STM32F10x的SPI外設
    11.2.1  原理框圖
    11.2.2  時序圖
    11.2.3  SPI外設的引腳
  11.3  SPI的HAL庫用法
    11.3.1  阻塞式數據傳輸函數
    11.3.2  中斷式數據傳輸函數
  11.4  W25Qxx原理
    11.4.1  一般原理
    11.4.2  數據讀寫方法
  11.5  小結
  11.6  習題
  11.7  實驗：SPI讀寫W25Q
    11.7.1  實驗目標
    11.7.2  實驗方法
    11.7.3  實驗過程
    11.7.4  實驗現象
第12章  直接存儲器訪問
  12.1  DMA一般原理
    12.1.1  DMA思想
    12.1.2  DMA內部結構
  12.2  STM32F10x中的DMA控制器
    12.2.1  DMA整體框圖和DMA控制器外設框圖
    12.2.2  DMA的通道與映像
    12.2.3  一次DMA傳輸流程
  12.3  DMA的HAL庫用法
    12.3.1  初始化配置
    12.3.2  啟動DMA傳輸
    12.3.3  DMA傳輸相關的中斷
  12.4  小結
  12.5  習題
  12.6  實驗：串口接收數據的DMA實現
    12.6.1  實驗目標
    12.6.2  實驗方法
    12.6.3  實驗過程
    12.6.4  實驗現象
第13章  模-數轉換器
  13.1  ADC基本原理
    13.1.1  模擬信號與數字信號
    13.1.2  常見的ADC
  13.2  STM32F103的ADC模塊
    13.2.1  ADC電源與時鐘
    13.2.2  ADC的通道和轉換順序
    13.2.3  轉換模式
    13.2.4  採樣時間與外部觸發配置
    13.2.5  數據對齊
    13.2.6  模擬看門狗
    13.2.7  轉換結果電壓計算

  13.3  ADC的HAL庫用法
    13.3.1  規則通道
    13.3.2  注入通道
  13.4  小結
  13.5  習題
  13.6  實驗：光敏電阻和可調電阻的ADC實驗
    13.6.1  實驗目標
    13.6.2  實驗方法
    13.6.3  實驗過程
    13.6.4  實驗現象
第14章  數-模轉換器
  14.1  DAC基本原理
    14.1.1  轉換原理
    14.1.2  常用的參數
  14.2  STM32F103的DAC模塊
    14.2.1  結構框圖
    14.2.2  功能描述
  14.3  DAC的HAL庫用法
    14.3.1  常用函數介紹
    14.3.2  使用方法
  14.4  小結
  14.5  習題
  14.6  實驗：DAC通道1輸出正弦波形
    14.6.1  實驗目標
    14.6.2  實驗方法
    14.6.3  實驗過程
    14.6.4  實驗現象
第15章  綜合案例
  15.1  需求分析
    15.1.1  功能需求
    15.1.2  硬體需求
    15.1.3  軟體需求
    15.1.4  性能需求
  15.2  硬體準備
    15.2.1  舵機工作原理
    15.2.2  旋轉編碼器工作原理
  15.3  軟體設計與實現
    15.3.1  系統模塊劃分
    15.3.2  軟體實現
    15.3.3  系統測試
    15.3.4  系統優化
  15.4  小結
參考文獻

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