《嵌入式技術套用開發實戰》是2020年8月西安電子科技大學出版社出版的圖書，作者是梁長垠，本書為教育部職業院校技能大賽“嵌入式技術套用開發”賽項轉換成果，由國內高職院校職業技能大賽與大學生電子設計大賽優秀指導教師和企業技術骨幹共同編寫。
基本介紹
- 中文名：嵌入式技術套用開發實戰
- 作者：梁長垠
- 出版社：西安電子科技大學出版社
- ISBN：9787560657783
內容簡介,圖書目錄,
內容簡介
全書分為上、下兩篇，以嵌入式智慧型小車與移動機器人為教學載體，通過若干開發案例，將嵌入式智慧型硬體平台控制、檢測與通信所需要的知識與技能融入教材內容。上篇以STM32F4為主線介紹嵌入式技術套用開發的相關知識，下篇介紹國賽“嵌入式技術套用開發”賽項所涉及的相關技術與技能。本書可作為高職院校、套用型本科電子信息大類相關專業的教學用書，也可作為教育部職業院校技能大賽“嵌入式技術套用開發”賽項的培訓用書。
圖書目錄
上篇 嵌入式技術套用開發基礎
第1章 ARM嵌入式系統概述 3
1.1 嵌入式系統簡介 3
1.1.1 嵌入式系統定義及特徵 3
1.1.2 嵌入式系統發展 4
1.1.3 嵌入式系統套用 4
1.2 ARM處理器 5
1.2.1 ARM處理器分類 5
1.2.2 ARM Cortex-M系列處理器 5
1.3 STM32系列微控制器 6
1.3.1 STM32微控制器選型 6
1.3.2 STM32處理器開發工具 7
1.4 嵌入式系統典型套用案例 10
1.4.1 嵌入式智慧型車 10
1.4.2 移動機器人 19
1.4.3 智慧型小車軟體資源 23
任務1 智慧型小車演示 25
思考與練習 25
第2章 STM32固件庫函式開發入門 26
2.1 STM32固件庫簡介 26
2.1.1 CMSIS標準與固件庫關係 26
2.1.2 STM32固件庫檔案間的關係 28
2.2 MDK5軟體安裝與使用 29
2.2.1 MDK5安裝步驟 30
2.2.2 新建MDK5工程及配置 32
2.2.3 編譯及下載程式 40
2.3 STM32F4匯流排和存儲器架構 42
2.3.1 匯流排架構 42
2.3.2 存儲器架構 44
2.4 STM32F4時鐘系統 47
2.4.1 STM32F4時鐘樹與時鐘源 47
2.4.2 STM32F4系統時鐘初始化 50
2.5 STM32F4的GPIO 52
2.5.1 GPIO的工作模式 53
2.5.2 GPIO的庫函式分析 53
2.5.3 STM32F4的GPIO的開發步驟 56
任務2 蜂鳴器報警 57
思考與練習 60
第3章 STM32F4的外部中斷 61
3.1 STM32F4的中斷系統 61
3.1.1 STM32F4的中斷 61
3.1.2 STM32F4的中斷優先權 65
3.2 STM32F4微控制器的外部中斷 65
3.2.1 EXTI外部中斷源 65
3.2.2 外部中斷編程所涉及的標準
外設庫函式 67
任務3 外部中斷按鍵輸入 67
思考與練習 71
第4章 STM32F4的串口通信與
?DMA 72
4.1 串口通信基礎 72
4.1.1 異步串列通信協定 72
4.1.2 波特率 73
4.1.3 通信校驗 73
4.1.4 串口通信軟體模擬FIFO 75
4.2 STM32F4串口概述 77
4.2.1 STM32F4的USART特性 77
4.2.2 STM32F4的USART內部結構 78
4.3 STM32F4串口庫函式分析 79
4.3.1 初始化及配置函式 79
4.3.2 數據傳輸函式 80
4.4 printf()重定向 81
4.5 STM32F4的串口通信開發步驟 82
任務4 串口數據傳送與接收 82
4.6 STM32F4串口通信DMA的套用 88
4.6.1 STM32F4的DMA結構與
工作過程 88
4.6.2 STM32F4的DMA請求通道選擇 89
4.7 STM32F4的DMA庫函式分析 91
4.8 STM32F4的DMA開發步驟 93
任務5 DMA數據傳輸 93
思考與練習 98
第5章 STM32F4的定時器與PWM 99
5.1 STM32F4的定時器 99
5.2 STM32F4的定時器工作原理 100
5.2.1 通用定時器功能 100
5.2.2 通用定時器組成 100
5.2.3 通用定時器的計數模式 101
5.3 STM32F4的定時器庫函式分析 102
5.4 STM32F4的定時器開發步驟 104
任務6 控制LED交替閃爍 105
5.5 STM32F4的PWM套用 110
5.6 STM32F4的PWM庫函式分析 111
5.7 STM32F4的PWM開發步驟 112
任務7 實現呼吸燈 112
思考與練習 115
第6章 STM32F4的ADC與DAC 116
6.1 STM32F4的ADC工作原理 116
6.1.1 STM32F4的ADC主要特性 116
6.1.2 STM32F4的ADC結構 117
6.1.3 STM32F4的ADC功能 117
6.2 STM32F4的ADC庫函式分析 119
6.2.1 通用配置初始化函式 119
6.2.2 ADC參數初始化函式 120
6.2.3 讀取ADC值 121
6.3 STM32F4的ADC開發步驟 122
任務8 測量電池電量 124
6.4 STM32F4的DAC工作原理 130
6.4.1 STM32F4的DAC主要特性 130
6.4.2 STM32F4的DAC內部結構 131
6.4.3 STM32F4的DAC工作過程 131
6.5 STM32F4的DAC庫函式分析 133
6.5.1 DAC初始化函式 133
6.5.2 DAC使能禁止函式 134
6.5.3 設定DAC值 136
6.6 STM32F4的DAC開發步驟 137
任務9 輸出三角波 139
思考與練習 141
第7章 STM32F4的匯流排 142
7.1 STM32F4的SPI匯流排 142
7.1.1 串列外設接口(SPI) 142
7.1.2 STM32F4的SPI接口 144
7.1.3 STM32的SPI編程所涉及的標準
外設庫函式 145
7.1.4 STM32F4的SPI接口開發步驟 145
任務10 SPI匯流排驅動OLED顯示 146
7.2 STM32F4的CAN匯流排 150
7.2.1 控制器區域網路(CAN) 150
7.2.2 STM32F4的CAN匯流排控制器 151
7.2.3 STM32F4的CAN匯流排控制器編程所
涉及的標準外設庫函式 153
7.2.4 STM32F4的CAN匯流排開發步驟 153
任務11 板間CAN匯流排通信 153
思考與練習 161
第8章 STM32F4的SDIO與FSMC
?接口 162
8.1 STM32F4的SDIO接口 162
8.1.1 SDIO接口的工作原理 162
8.1.2 SD卡 163
8.1.3 STM32F4的SDIO接口庫
函式分析 167
任務12 SD卡讀/寫操作 169
8.1.4 STM32F4的SDIO接口
開發步驟 171
8.1.5 FatFs檔案系統 172
任務13 檔案操作 173
8.2 STM32F4的FSMC接口 176
8.2.1 STM32F4微控制器的FSMC 176
8.2.2 FSMC編程所涉及的標準外設
庫函式 178
任務14 FSMC-SRAM讀/寫操作 178
思考與練習 185
第9章 基於STM32F4的µC/OS-Ⅲ?嵌入
式作業系統套用開發 186
9.1 µC/OS-Ⅲ 實時作業系統的移植 186
9.1.1 嵌入式實時作業系統 186
9.1.2 µC/OS-Ⅲ 的功能特性 187
9.1.3 µC/OS-Ⅲ 源碼下載與解析 188
9.1.4 移植µC/OS-Ⅲ 至STM32F4 192
9.2 µC/OS-Ⅲ 任務管理 202
任務15 µC/OS-Ⅲ 任務創建和刪除 202
任務16 µC/OS-Ⅲ 任務掛起和恢復 207
任務17 µC/OS-Ⅲ 信號量和互斥信號量 211
9.3 µC/OS-Ⅲ 嵌入式作業系統開發步驟 216
任務18 µC/OS-Ⅲ 訊息傳遞 216
任務19 µC/OS-Ⅲ 臨界段代碼 222
任務20 µC/OS-Ⅲ 軟體定時器 226
思考與練習 230
下篇 “嵌入式技術套用開發”賽項實戰
第10章 嵌入式技術套用開發賽項
?介紹 233
10.1 賽項內容與要求 233
10.1.1 賽項內容 233
10.1.2 比賽要求 233
10.2 競賽綜合訓練沙盤/競賽環境標誌物 234
10.2.1 競賽沙盤標誌物與賽道地圖 234
10.2.2 競賽環境標誌物 234
第11章 硬接焊接與調試 238
11.1 硬體焊接任務內容 238
11.2 硬體焊接任務要求 238
11.2.1 電路原理圖 238
11.2.2 器件位置圖 240
11.3 硬體焊接任務實施 243
11.3.1 元器件識別與質量檢測 243
11.3.2 焊接工藝要求 245
11.3.3 元器件焊接與裝配 245
第12章 嵌入式硬體編程 246
12.1 任務要求與競賽內容 246
12.1.1 任務要求 246
12.1.2 競賽內容 246
12.2 主車控制 248
12.2.1 電機驅動與碼盤測速 248
12.2.2 循跡數據獲取與狀態控制 253
任務21 主車路逕自動識別 257
第13章 感測器套用與紅外通信
?技術 266
13.1 超音波測距原理 266
任務22 超音波測距與避障 267
13.2 光強度測量原理 268
任務23 光照強度測量與控制 271
13.3 紅外通信控制 272
任務24 控制智慧型路燈標誌物 273
任務25 控制報警器標誌物 276
任務26 控制立體顯示器標誌物 277
任務27 控制LCD顯示器標誌物 279
第14章 RFID技術套用 281
14.1 RFID技術 281
14.1.1 RFID技術概述 281
14.1.2 RFID卡容量與存儲結構 281
14.2 非接觸式IC卡與MFRC522
讀卡器 282
14.2.1 非接觸IC卡的組成與分類 282
14.2.2 非接觸IC卡的原理 283
14.2.3 MFRC522讀卡器 283
任務28 RFID卡讀寫操作 285
任務29 小車自動檢測與識別RFID卡 288
第15章 ZigBee無線通信與控制 290
15.1 ZigBee無線通信模組工作原理 290
15.1.1 ZigBee無線通信模組 290
15.1.2 ZigBee工作原理 290
15.2 ZigBee無線通信模組傳送與
接收數據 293
15.2.1 ZigBee數據傳送原理 293
15.2.2 ZigBee數據接收原理 295
任務30 控制LED顯示標誌物 296
任務31 控制道閘標誌物 300
任務32 控制無線充電標誌物 301
任務33 控制語音播報標誌物 302
任務34 控制TFT顯示器標誌物 305
任務35 控制智慧型交通燈標誌物 307
任務36 控 制 從 車 308
任務37 控制立體車庫標誌物 311
任務38 回收ETC系統標誌物數據 312
第16章 語音識別及控制 314
16.1 語音合成SYN7318晶片 314
16.2 通信協定與控制方式 314
16.2.1 通信傳輸位元組與波特率配置 314
16.2.2 命令幀格式與控制命令 315
任務39 語音識別及行進控制 316
第17章 特殊地形行進 320
17.1 通過特殊地形編程方法 320
17.2 通過特殊地形編程案例 321
任務40 主車通過特殊地形 321
任務41 從車通過特殊地形 322
第18章 Android程式設計 323
18.1 系統背景及功能概述 323
18.1.1 系統背景簡介 323
18.1.2 功能概述 324
18.1.3 開發環境和目標平台 325
18.2 開發前的準備工作 325
18.2.1 數據分析與設計 325
18.2.2 圖片資源的蒐集和製作 325
18.3 系統功能預覽 328
18.3.1 串口通信配置 328
18.3.2 Socket通信 330
18.3.3 系統綜合套用 332
18.3.4 標誌物控制示例 335
18.4 界面主類LCCX Activity 338
18.5 輔助界面相關類 339
18.5.1 歡迎界面WelcomeView類 339
18.5.2 設定界面 343
第19章 Android套用開發 345
19.1 二維碼掃描及處理 345
任務42 主車攝像頭掃描二維碼及處理 350
任務43 從車攝像頭掃描二維碼及處理 356
19.2 機器視覺與圖像處理 360
任務44 主車識別圖形 360
任務45 主車識別車牌 364
任務46 主車識別交通燈信息 372
任務47 從車識別圖形 377
第20章 算法編碼與套用 380
20.1 算法編碼思路 380
20.2 常用算法編碼原理 381
20.2.1 CRC校驗算法 381
任務48 CRC校驗算法套用(2018年原題) 385
20.2.2 RSA算法 386
任務49 RSA加密算法(2017年原題) 387
附錄1 2018年全國職業院校技能大賽“嵌入式技術套用開發”賽項賽題 389
附錄2 2019年全國職業院校技能大賽“嵌入式技術套用開發”賽項賽題 394
參考文獻 400
