嵌入式技術基礎與實踐--基於STM32L431微控制器

《嵌入式技術基礎與實踐--基於STM32L431微控制器》是2021年清華大學出版社出版的圖書。

基本介紹

• 中文名：嵌入式技術基礎與實踐--基於STM32L431微控制器
• 作者：王宜懷
• 類別：計算機、網路
• 出版社：清華大學出版社
• 出版時間：2021年8月
• 開本：16 開
• 裝幀：平裝-膠訂
• ISBN：9787302585305

內容簡介

本書以意法半導體(ST)ARM CortexM4核心的STM32L431微控制器為藍本，以知識要素為核心，以構件化為基礎闡述嵌入式技術基礎與實踐，同時本書隨附實踐硬體系統。全書共12章，第1章在運行一個嵌入式系統實例的基礎上簡要闡述嵌入式系統的知識體系、學習誤區與學習建議； 第2章給出ARM CortexM4微處理器簡介； 第3章給出MCU存儲器映像、中斷源與硬體小系統； 第4章以GPIO為例給出規範的工程組織框架，闡述底層驅動的套用方法； 第5章闡述嵌入式硬體構件與底層驅動構件基本規範； 第6章給出串列通信模組及個帶中斷的實例； 第1~6章囊括了學習一個微控制器入門環節的完整要素； 第7~11章分別給出SysTick、Timer、PWM、Flash線上編程、ADC、DAC、SPI、I2C、TSC、CAN、DMA、位帶操作、系統時鐘、復位模組、看門狗及電源控制模組等內容； 第12章給出RTOS、嵌入式人工智慧、NBIoT、4G、WiFi及WSN等套用案例。 本書提供了電子教學資源，內含晶片資料、使用文檔、硬體說明、源程式等，還製作了課件及微課視頻。 本書適用於高等學校嵌入式系統的教學及技術培訓，也可供嵌入式系統與物聯網套用技術人員作為研發參考。

圖書目錄

第1章概述

1.1初識嵌入式系統

1.1.1運行硬體系統

1.1.2實踐體系簡介

1.1.3編譯、下載與運行個嵌入式程式

1.2嵌入式系統的定義、發展簡史、分類及特點

1.2.1嵌入式系統的定義

1.2.2嵌入式系統的由來及發展簡史

1.2.3嵌入式系統的分類

1.2.4嵌入式系統的特點

1.3嵌入式系統的學習困惑、知識體系及學習建議

1.3.1嵌入式系統的學習困惑

1.3.2嵌入式系統的知識體系

1.3.3基礎階段的學習建議

1.4微控制器與套用處理器簡介

1.4.1MCU簡介

1.4.2以MCU為核心的嵌入式測控產品的基本組成

1.4.3MAP簡介

1.5嵌入式系統常用術語

1.5.1與硬體相關的術語

1.5.2與通信相關的術語

1.5.3與功能模組相關的術語

本章小結

習題

第2章ARM CortexM4微處理器

2.1ARM CortexM4微處理器簡介

2.1.1ARM CortexM4微處理器內部結構概要

2.1.2ARM CortexM4微處理器的內部暫存器

2.2定址方式與機器碼獲取方法

嵌入式技術基礎與實踐(第6版)（微課視頻版）

2.2.1指令保留字簡表與定址方式

2.2.2指令的機器碼

2.3基本指令分類解析

2.3.1數據傳送類指令

2.3.2數據操作類指令

2.3.3跳轉控制類指令

2.3.4其他指令

2.4彙編語言的基本語法

2.4.1彙編語言的格式

2.4.2常用偽指令簡介

本章小結

習題

第3章存儲器映像、中斷源與硬體小系統

3.1STM32L4系列MCU概述

3.1.1STM32L4系列MCU命名規則

3.1.2STM32L4存儲器映像

3.1.3STM32L4中斷源

3.2STM32L4晶片的引腳圖與硬體小系統

3.2.1STM32L4晶片的引腳圖

3.2.2STM32L4硬體小系統原理圖

3.3由MCU構建通用嵌入式計算機

3.3.1嵌入式終端開發方式存在的問題與解決辦法

3.3.2提出GEC概念的時機、GEC定義與特點

3.3.3由STM32L431晶片構成的GEC

本章小結

習題

第4章GPIO及程式框架

4.1GPIO通用基礎知識

4.1.1GPIO概念

4.1.2輸出引腳的基本接法

4.1.3上拉、下拉電阻與輸入引腳的基本接法

4.2軟體干預硬體的方法

4.2.1GPIO構件API

4.2.2GPIO構件的輸出測試方法

4.3認識工程框架

4.3.1工程框架及所含檔案簡介

4.3.2了解機器碼檔案及晶片執行流程簡析

4.4GPIO構件的製作過程

4.4.1連線埠與GPIO模組

4.4.2GPIO基本編程步驟並點亮一盞小燈

4.4.3GPIO構件的設計

4.5個彙編語言工程： 控制小燈閃爍

4.5.1彙編工程檔案的組織

4.5.2彙編語言小燈測試工程主程式

4.6實驗一熟悉實驗開發環境及GPIO編程

本章小結

習題

第5章嵌入式硬體構件與底層驅動構件基本規範

5.1嵌入式硬體構件

5.1.1嵌入式硬體構件概念及其分類

5.1.2基於嵌入式硬體構件的電路原理圖設計簡明規則

5.2嵌入式底層驅動構件的概念與層次模型

5.2.1嵌入式底層驅動構件的概念

5.2.2嵌入式硬體構件與軟體構件結合的層次模型

5.2.3嵌入式軟體構件分類

5.3底層驅動構件的封裝規範

5.3.1構件設計的基本思想與基本原則

5.3.2編碼風格基本規範

5.3.3頭檔案的設計規範

5.3.4源程式檔案的設計規範

5.4硬體構件及其驅動構件的復用與移植方法

5.4.1硬體構件的復用與移植

5.4.2驅動構件的移植

本章小結

習題

第6章串列通信模組及箇中斷程式結構

6.1異步串列通信的通用基礎知識

6.1.1串列通信的基本概念

6.1.2RS232和RS485匯流排標準

6.1.3TTLUSB串口

6.1.4串列通信編程模型

6.2基於構件的串列通信編程方法

6.2.1STM32L431晶片UART對外引腳

6.2.2UART構件API

6.2.3UART構件API的傳送測試方法

6.2.4printf函式的設定方法與使用

6.3UART構件的製作過程

6.3.1UART暫存器概述

6.3.2利用直接地址操作的串口傳送打通程式

6.3.3UART構件設計

6.4中斷機制及中斷編程步驟

6.4.1關於中斷的通用基礎知識

6.4.2ARM CortexM4非核心模組中斷編程結構

6.4.3STM32L431中斷編程步驟——以串口接收中斷為例

6.5實驗二串口通信及中斷實驗

本章小結

習題

第7章定時器相關模組

7.1定時器通用基礎知識

7.2STM32L431中的定時器

7.2.1ARM CortexM核心定時器SysTick

7.2.2實時時鐘模組

7.2.3Timer模組的基本定時功能

7.3脈寬調製

7.3.1脈寬調製通用基礎知識

7.3.2基於構件的PWM編程方法

7.3.3脈寬調製構件的製作過程

7.4輸入捕捉與輸出比較

7.4.1輸入捕捉與輸出比較通用基礎知識

7.4.2基於構件的輸入捕捉和輸出比較編程方法

7.4.3輸入捕捉和輸出比較構件的製作過程

7.5實驗三定時器及PWM實驗

本章小結

習題

第8章Flash線上編程、ADC與DAC

8.1Flash線上編程

8.1.1Flash線上編程的通用基礎知識

8.1.2基於構件的Flash線上編程方法

8.1.3Flash構件的製作過程

8.2ADC

8.2.1ADC的通用基礎知識

8.2.2基於構件的ADC編程方法

8.2.3ADC構件的製作過程

8.3DAC

8.3.1DAC的通用基礎知識

8.3.2基於構件的DAC編程方法

8.4實驗四ADC實驗

本章小結

習題

第9章SPI、I2C與TSC模組

9.1串列外設接口SPI模組

9.1.1串列外設接口SPI的通用基礎知識

9.1.2基於構件的SPI通信編程方法

9.1.3SPI構件的製作過程

9.2積體電路互聯匯流排模組

9.2.1積體電路互聯匯流排的通用基礎知識

9.2.2基於構件的I2C通信編程方法

9.2.3I2C構件的製作過程

9.3觸摸感應控制器模組

9.3.1觸摸感應控制器的基本原理

9.3.2基於構件的TSC編程方法

9.3.3TSC構件的製作過程

9.3.4模擬觸摸感應輸入功能

9.4實驗五SPI通信實驗

本章小結

習題

第10章CAN匯流排、DMA與位帶操作

10.1CAN匯流排

10.1.1CAN匯流排的通用基礎知識

10.1.2基於構件的CAN編程方法

10.1.3CAN構件的製作過程

10.2DMA

10.2.1DMA的通用基礎知識

10.2.2基於構件的DMA編程方法

10.2.3DMA構件的製作過程

10.3位帶操作

10.3.1位帶操作的基本含義

10.3.2使用位帶操作的緣由及編程方法

本章小結

習題

第11章系統時鐘與其他功能模組

11.1時鐘系統

11.1.1時鐘系統概述

11.1.2時鐘模組暫存器及編程實例

11.2復位模組與看門狗模組

11.2.1復位模組

11.2.2看門狗

11.3電源控制模組與CRC校驗模組

11.3.1電源控制模組

11.3.2校驗模組

11.4實驗六綜合實驗

本章小結

習題

第12章套用案例

12.1嵌入式系統的穩定性問題

12.2外接感測器及執行部件的編程方法

12.2.1開關量輸出類驅動構件

12.2.2開關量輸入類驅動構件

12.2.3聲音與加速度感測器驅動構件

12.3實時作業系統的簡明實例

12.3.1無作業系統與實時作業系統

12.3.2RTOS中的常用基本概念

12.3.3執行緒的三要素、4種狀態及3種基本形式

12.3.4RTOS下的編程實例

12.4嵌入式人工智慧的簡明實例

12.4.1EORS簡介

12.4.2AHLEORS的數據採集與訓練過程

12.4.3在通用嵌入式計算機GEC上進行的推理過程

12.5NBIoT的套用簡介

12.5.1NBIoT套用架構

12.5.2AHLNBIoT開發套件簡介

12.5.3NBIoT的數據傳輸

12.64G、Cat1、WiFi及WSN的套用

12.6.14G通信

12.6.2Cat1通信

12.6.3WiFi通信

12.6.4WSN

12.6.5WiFi 與WSN相結合系統

參考文獻

作者簡介

王宜懷，男，1962年生，博士，蘇州大學計算機科學與技術學院教授、軟體工程系主任、博士生導師；蘇州大學嵌入式系統與物聯網研究所所長、閩江學者講座教授；江蘇省計算機學會嵌入式系統與物聯網專委主任，蘇州市政協常委。曾獲國家精品線上開放課程、蘇州大學五四青年特別感謝獎、高尚師德獎等。致力於嵌入式人工智慧與物聯網等方向研究與教學工作，撰寫《嵌入式技術基礎與實踐》（1～5版）等著作十餘部。