基於STM32F的嵌入式系統原理與套用

《基於STM32F的嵌入式系統原理與套用》是2023年清華大學出版社出版的圖書，作者是周杰、周北平、喬傑、李致金。

基本介紹

• 中文名：基於STM32F的嵌入式系統原理與套用
• 作者：周杰、周北平、喬傑、李致金
• 出版時間：2023年10月1日
• 出版社：清華大學出版社
• ISBN：9787302637349 
• 定價：79 元

內容簡介

本書首先介紹微型計算機相關基礎知識和套用，然後系統論述 ARM Cortex-M3 微處理器架構、開發方法及基本編程彙編語言和程式設計方法，並提供以 STM32Z103VET6 晶片為核心的基礎實驗平台以及拓展模組。本書詳細介紹微處理器多種接口技術，如 GPIO、定時計數器、異步/同步串列通信、DAC/ADC、中斷處理以及實時作業系統 FreeRTOS 移植等各種嵌入式接口技術的原理和套用。 根據高等工程專業教育和專業認證的需求，以及對動手能力的培養，本書配有“最小系統”“擴展系統”“高級拓展系統”三種實驗平台，緊密結合實驗平台，配套基礎實驗和綜合實驗。

圖書目錄

目錄

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第1章微計算機系統基礎知識

1.1概述

1.2微計算機的基本構成

1.2.1基本概念

1.2.2馮·諾伊曼和哈佛結構

1.2.38086/8088與ARM體系

1.2.4微計算機編程與作業系統

1.3數制與編碼

1.3.1二進制/十進制/十六進制

1.3.2數制間的轉換

1.3.3數值數據編碼

1.3.4字元數據編碼

1.4微計算機套用領域

第2章CortexM3體系結構與晶片

2.1概述

2.2CortexM3核心結構

2.2.1CortexM3核心組成與特點

2.2.2CortexM3匯流排

2.3基於CortexM3核心的處理器體系結構

2.3.1工作模式

2.3.2三級流水線

2.3.3暫存器

2.4存儲器結構及其管理機制

2.4.1存儲器分類與特點

2.4.2CortexM3存儲器分區

2.4.3CortexM3非對齊訪問和互斥訪問

2.5中斷以及異常

2.5.1中斷及異常的概念

2.5.2CortexM3中斷控制器NVIC

2.5.3CortexM3系統級中斷與異常特點

2.5.4CortexM3中斷及異常嵌套與返回途徑

2.5.5高級中斷技術

2.6基於CortexM3核心的STM32處理器

2.6.1STM32處理器特點

2.6.2編程模式與調試工具簡述

第3章STM32F1系列處理器

3.1STM32F1系列處理器簡介

3.2STM32F103ZET6處理器架構和主要特性

3.2.1晶片和引腳定義

3.2.2系統架構

3.2.3主要特性

3.3STM32F103ZET6的時鐘樹

3.4STM32F103ZET6存儲器組織及其映像

3.5最小系統

3.5.1復位電路

3.5.2時鐘電路

3.5.3電源DCDC轉換電路

3.5.4系統調試電路JTAG

3.5.5其他輔助電路

3.6STM32最小系統和拓展實驗平台

3.7STM32實驗環境構建

3.8STM32軟體開發與仿真環境構建

第4章STM32程式設計

4.1彙編語言簡介

4.1.1計算機語言

4.1.2彙編語言的語法結構

4.2定址方式與指令系統

4.2.1CortexM3指令組成結構

4.2.2定址方式

4.2.3CortexM3指令集

4.3基於CortexM3處理器的彙編語言程式設計

4.3.1ARM彙編語言中的常量、變數、表達式及運算符

4.3.2偽指令

4.3.3程式設計思想

4.3.4程式示例

4.4C固件庫使用與編程

4.4.1直接操作暫存器與固件庫開發

4.4.2CMSIS標準與STM32標準庫

4.4.3固件庫的C語言知識

4.4.4固件庫函式使用與編程

第5章通用輸入/輸出接口

5.1GPIO接口概述

5.2GPIO接口基本功能

5.2.1GPIO

5.2.2接口位設定或位清除

5.2.3外部中斷/喚醒線

5.2.4接口復用功能及其配置

5.2.5軟體重新映射GPIO復用功能

5.2.6GPIO接口的鎖定機制

5.2.7輸入和輸出配置

5.3GPIO暫存器及其功能配置

5.3.1x接口配置低暫存器GPIOx_CRL

5.3.2x接口配置高暫存器GPIOx_CRH

5.3.3x接口輸入/輸出數據暫存器GPIOx_IDR和GPIOx_ODR

5.3.4接口位設定/清除暫存器GPIOx_BSRR

5.3.5接口位清除暫存器GPIOx_BRR

5.3.6接口配置鎖定暫存器GPIOx_LCKR

5.4RCC時鐘模組暫存器

5.4.1時鐘控制和配置暫存器RCC_CR和RCC_CFGR

5.4.2時鐘中斷暫存器RCC_CIR

5.4.3APB1/2外設復位暫存器RCC_APB1RSTR和RCC_APB2RSTR

5.4.4AHB外設時鐘使能暫存器RCC_AHBENR

5.4.5APB1/2外設時鐘使能暫存器RCC_APB1ENR和RCC_APB2ENR

5.4.6備份域控制暫存器RCC_BDCR

5.4.7控制/狀態暫存器RCC_CSR

5.5通用輸入輸出GPIO接口使用

5.5.1利用C語言直接操作暫存器方法訪問GPIO方法

5.5.2利用固件庫函式方法訪問GPIO接口方法

第6章中斷和事件

6.1ARM STM32的中斷源

6.1.1STM32F103ZET6中斷和異常向量

6.1.2ARM STM32中斷優先權

6.2ARM STM32中斷管理機制

6.2.1向量中斷暫存器

6.2.2中斷設定流程

6.3外部中斷/事件控制器EXTI

6.3.1EXTI結構與管理機制

6.3.2外部中斷/事件控制器EXTI相關暫存器

6.4外部中斷的使用

第7章STM32定時器

7.1定時器原理

7.1.1基本定時器

7.1.2通用定時器

7.1.3高級定時器

7.1.4滴答定時器

7.2定時器中斷套用

7.2.1硬體設計

7.2.2軟體設計

7.3定時器PWM輸出套用

7.3.1脈寬調製

7.3.2實現PWM輸出相關暫存器

7.3.3硬體配置

7.3.4軟體設計

7.4定時器輸入捕獲套用

7.4.1定時器輸入捕獲簡介

7.4.2硬體配置

7.4.3軟體設計

第8章串列通信

8.1串列通信的相關概念

8.1.1串列通信與並行通信

8.1.2串列通信的分類

8.1.3串列異步通信的數據傳輸形式

8.2STM32通用同步/異步收發器

8.2.1USART概述

8.2.2USART通信

8.2.3USART固件庫函式

8.2.4USART套用示例

8.3STM32處理器的SPI

8.3.1SPI概述

8.3.2SPI通信

8.3.3SPI固件庫函式

8.3.4SPI接口套用例

8.4STM32處理器的I2C接口

8.4.1I2C接口概述

8.4.2I2C接口通信

8.4.3I2C接口固件庫函式

8.4.4I2C接口套用示例

第9章ADC和DAC接口

9.1模擬量

9.2ADC工作原理及性能指標

9.2.1ADC原理

9.2.2ADC的性能指標

9.3STM32處理器ADC的構造及特性

9.3.1硬體結構

9.3.2功能特性

9.4STM32處理器ADC功能配置

9.5STM32處理器ADC暫存器

9.6STM32 ADC套用

9.6.1STM32 ADC固件庫函式

9.6.2STM32 ADC套用示例

9.7DAC工作原理及性能指標

9.7.1DAC工作原理

9.7.2DAC性能指標

9.8STM32處理器DAC模組硬體及特性

9.8.1STM32 DAC硬體

9.8.2功能特性

9.9STM32 DAC功能配置

9.10STM32 DAC暫存器

9.11STM32處理器的DAC套用

9.11.1STM32 處理器的DAC固件庫函式

9.11.2STM32 DAC套用示例

第10章DMA和FSMC控制器

10.1DMA簡介

10.2DMA結構與功能

10.2.1DMA主要特徵

10.2.2DMA暫存器

10.2.3DMA通道

10.2.4DMA中斷請求

10.2.5DMA仲裁器

10.2.6DMA請求映射

10.3DMA重要固件庫函式

10.4DMA存儲器到外設模式操作示例

10.5FSMC簡介

10.6FSMC結構與功能

10.6.1FSMC功能特點

10.6.2AHB匯流排接口

10.6.3外部設備接口

10.6.4FSMC暫存器

10.6.5FSMC的地址映射

10.7FSMC重要固件庫函式

10.8FSMC對TFTLCD液晶螢幕操作例

第11章FreeRTOS實時作業系統

11.1FreeRTOS簡介

11.2FreeRTOS基礎知識

11.2.1FreeRTOS系統配置

11.2.2FreeRTOS中斷配置

11.2.3FreeRTOS臨界段代碼保護

11.2.4FreeRTOS任務基礎知識

11.3FreeRTOS開發重要函式

11.3.1任務創建和刪除函式

11.3.2任務掛起和恢複函數

11.4FreeRTOS信號量

11.4.1信號量簡介

11.4.2二值信號量

11.4.3計數信號量

11.4.4互斥信號量

11.4.5遞歸互斥信號量

11.5FreeRTOS移植

11.5.1系統移植準備工作

11.5.2FreeRTOS移植

11.5.3關鍵問題解決方案

11.6FreeRTOS作業系統使用示例

參考文獻

附錄AASCII碼錶

附錄B最小實驗系統

附錄C擴展實驗系統

附錄D高級實驗系統