ARM Cortex-M3體系結構與編程（第2版）

內容簡介

本書從CortexM3處理器入手，詳細闡述了STM32微控制器的用法。本書從編程軟體的使欠格屑用、STM32的IO口配置講起，深入淺出地介紹了該處理器的重要內容，主要包括基本IO接口、中斷、ADC、定時器等。最後幾章給出了多個案例，有的來源於學生的電子設計大賽作品，有的來源於科研課題，如平衡車設計、井下通信分站設計、四旋翼飛行器設計等，都較好地詮釋了STM32的典型套用，可以幫助讀者快速地入門並且上手操作。最後一章給出幾個設計案例思路，讀者在綜合前面的學習後，可以自行設計朽祝員作品，達到活學活用的目的。

本書配套全部設計電路圖、原始碼和PPT素材以及線上答疑等，方辨旋便讀者學習。本書可作為電子、通信及控制等相關專業的參考書，也可以作為相關技術人員的技術參考書。

圖書目錄

第2版前言Ⅰ

第1版前言Ⅲ

學習說明Ⅴ

第1章ARM CortexM3核介紹

1.1CortexM3主要特性

1.2典型M3核處理器特性

1.2.1命名規則

1.2.2產品功能和外設配置

習題

第2章開發環境搭建

2.1MDK安裝

2.2新建工程

2.3採用STLink調試仿真代碼

習題

第3章基本I/O連線埠控制

3.1MDK新建工程

3.2MDK工程配置

3.3暫存器法操作代碼分析

3.4時鐘配置

3.4.1時鐘樹

3.4.2時鐘源

3.4.3APB2外設時鐘使能暫存器(RCC_APB2ENR)

3.5I/O連線埠配置

3.5.1I/O基本情況

3.5.2GPIO配置暫存器描述

3.5.3連線埠輸出數據暫存器

3.6用庫函式操作流水燈

3.6.1GPIO_Init函式

3.6.2RCC_APB2PeriphClockCmd

3.6.3控制I/O輸出電平

3.6.4LED.h檔案

3.6.5軟體調試易現問題

3.7使用庫函式法控制數碼管

3.7.1數碼管基礎知識

3.7.2硬體電路設計

3.7.3軟體說明

3.8簡單按鍵輸入

習題

第4章中斷

4.1STM32中斷和異常

4.2STM32中斷相關的基本概念

4.2.1優先權

4.2.2中斷控制器NVIC

4.2.3NVIC的優先權組

4.3外部中斷

4.3.1外部中斷基本情況

4.3.2使用外部中斷的基本步驟

習題

第5章串口通信

5.1串口通信基礎

5.1.1基本概念

5.1.2常用的串列通信接口

5.1.3套用串列通信的數據採集結構

5.2STM32串口操作

5.2.1暫存器方式操作串口

5.2.2庫函式方式操作串口

習題

第6章直接暫存器訪問

6.1DMA基礎知識

6.2STM32的DMA操作

6.2.1暫存器方式操作DMA

6.2.2庫函式方式操作DMA

6.2.3DMA操凝員煉凶作實例

習題

第7章模擬/數字轉換器

7.1ADC基礎知識

7.1.1ADC主要特性

7.1.2ADC框圖及引腳分布頸抹影棕

7.1.3通道選擇

7.1.4ADC的轉換模式

7.1.5ADC暫存器和固件庫函式列表

7.2STM32ADC操作

7.2.1暫存器方式操作ADC

7.2.2庫函式方式操作ADC

7.2.3ADC操作實例

習題

第8章定時器

8.1定時器基礎知識

8.1.1高級定時器

8.1.2基本定時器

8.1.3通用定時器

8.2STM32定時器操作

8.2.1暫存器方式操作定時器

8.2.2庫函式方式操作定時器

8.2.3定時器操作實例

習題

第9章CAN匯流排設計

9.1CAN匯流排基本工作原理

9.2CAN協定的特點

9.3CAN協定通信過程

9.4CAN的報文格式

9.4.1數據幀

9.4.2遙控幀

9.4.3錯誤幀

9.4.4過載幀

9.4.5幀間隔

9.4.6優先權的決定

9.5CAN匯流排錯誤處理機制

9.5.1錯誤狀態

9.5.2錯誤檢測

9.6同步

9.6.1同步類型

9.6.2同步原則

9.7CAN匯流排拓撲結構

9.7.1STM32的CAN通信模組

9.7.2CAN控制器MCP2515介紹

9.8CAN通信的軟體設計

9.8.1系統程式流程

9.8.2系統接收傳送中斷處理

9.8.3CAN匯流排初始化配置

9.8.4報文的傳送

9.8.5報文的接收

9.9CAN通信示例

習題

第10章倒立擺設計

10.1設計內容與實現指標

10.1.1倒立擺的選擇

10.1.2系統設計指標

10.2系統方案確定

10.2.1系統結構組成

10.2.2系統模型分析

10.2.3系統控制方案確定

10.3系統硬體設計

10.4電機的選擇及驅動電路的設計

10.4.1電機的選擇

10.4.2電機驅動電路的設計

10.5測量電路設計

10.5.1擺桿角度測量電路的設計

10.5.2旋臂位置測量電路的設計慨婆欠

10.6通信電路的設計

10.6.1上位機通信電路的危體套設計

10.6.2無線傳輸電路的設計

10.7輔助電路設計

10.7.1語音提示電路的設計

10.7.2電源電路的設計

10.8系統軟體設計

10.8.1系統控制程式設計

10.8.2起擺程式設計

10.8.3PID控制程式設計

10.8.4電機驅動程式設計

10.8.5上位機通信程式設計

10.8.6無線通信程式設計

10.9作品的製作與調試

10.9.1倒立擺機械結構的製作問題

10.9.2PCB設計應注意的問題

10.9.3電路板的製作問題

10.10PID參數的整定

10.10.1比例參數整定

10.10.2積分參數整定

10.10.3微分參數整定

習題

第11章智慧型小車設計

11.1硬體電路設計

11.1.1硬體系統方案設計

11.1.2最小系統電路設計

11.1.3電源電路設計

11.1.4電機驅動電路設計

11.1.5環境檢測感測器電路設計

11.2人機互動電路設計

11.2.1OLED顯示電路設計

11.2.2紅外遙控電路設計

11.2.3蜂鳴器提示電路設計

11.3總體軟體設計

11.3.1道路基準採集模式軟體

11.3.2PID尋跡模式軟體

11.3.3迷宮模式軟體

11.3.4OLED顯示軟體設計

11.4PID控制軟體設計

11.4.1PID介紹

11.4.2比例(P)控制器

11.4.3比例積分(PI)控制器

11.4.4比例微分(PD)控制器

11.4.5比例積分微分(PID)控制器

11.4.6PID尋跡

11.5迷宮算法設計

11.5.1左手法

11.5.2迷宮搜尋

11.5.3迷宮最短路徑算法

11.6設計測量方法與數據處理

11.6.1感測器分布

11.6.2五路模擬感測器數據測量

11.7感測器軟體濾波

11.7.1軟體濾波處理介紹

11.7.2軟體濾波的方法

11.8調試方法

11.8.1PID參數調試

11.8.2迷宮模式調試

習題

第12章平衡車設計

12.1硬體電路設計

12.1.1硬體系統方案設計

12.1.2環境檢測感測器電路設計

12.2人機互動電路設計

12.3MPU6050使用方法

12.3.1引腳說明

12.3.2SMPRT_DIV暫存器

12.3.3CONFIG暫存器

12.3.4GYRO_CONFIG暫存器

12.3.5ACCEL_CONFIG暫存器

12.3.6加速度計測量暫存器

12.3.7TEMP_OUT_H和TEMP_OUT_L暫存器

12.3.8陀螺儀測量暫存器

12.3.9PWR_MGMT_1暫存器

12.3.10WHO_AM_I暫存器

12.4總體軟體設計

12.4.1車身狀態採集模式軟體

12.4.2PID車身保持模式軟體

12.4.3人機互動模式軟體設計

12.4.4卡爾曼濾波算法

習題

第13章電子秤設計

13.1設計指標

13.2設計方案

13.3硬體電路設計說明

13.3.1主控制器相關電路

13.3.2TFT液晶屏相關電路設計

13.3.3AD晶片HX711相關電路設計

13.3.4WT588D語音模組相關電路設計

13.3.5稱重感測器相關電路設計

13.4軟體設計思路及代碼分析

13.4.1TFT觸控液晶模組部分

13.4.2WT588D語音模組部分

13.4.3HX711晶片部分

13.4.4DS18B20晶片部分

13.4.5數據計算部分

習題

第14章井下通信分站設計

14.1硬體電路設計

14.1.1監控分站主要設計目標及參數

14.1.2硬體電路設計方案

14.2軟體方案設計

14.2.1軟體總體程式的思路

14.2.2RS485接口的使用及程式流程

14.2.3CAN數據傳輸

14.2.4OLED顯示

14.2.5鍵盤輸入

習題

第15章無線電能功率傳輸系統的設計

15.1設計內容與實現指標

15.1.1設計內容

15.1.2系統設計指標

15.2無線電能傳輸的基本原理分析

15.2.1無線電能傳輸的耦合方式

15.2.2磁諧振耦合式無線電能傳輸的基本原理

15.2.3磁場諧振式無線電能傳輸系統的組成

15.2.4實現傳輸的關鍵裝置

15.3無線電能傳輸的特性

15.3.1頻率特性對無線電能傳輸系統的影響

15.3.2能量發射線圈設計對無線電能傳輸系統的影響

15.3.3電容補償對無線能量傳輸系統性能的影響

15.4系統方案確定及電路設計

15.4.1系統結構組成

15.4.2主要拓撲電路的選擇與設計

15.4.3MOS管驅動設計

15.4.4線圈和電容的設計

15.4.5接收端高頻整流的設計

15.4.6控制電路的設計

15.4.7程式的設計

15.5調試與驗證

15.5.1系統的調試

15.5.2測量結果與結論分析

習題

第16章四旋翼飛行器設計

16.1四旋翼飛行器的結構

16.2四旋翼飛行器的運動控制方法

16.3四旋翼飛行器各部分的工作原理

16.3.1飛行姿態與升力關係

16.3.2飛行姿態的測量

16.3.3加速度感測器工作原理及角度測量

16.3.4陀螺儀感測器工作原理及角度測量

16.3.5磁力計感測器工作原理及測量方法

16.4硬體設計

16.4.1總體設計

16.4.2飛行器主控電路最小系統設計

16.4.3姿態感測器模組

16.4.4無線通信模組

16.4.5定高模組

16.4.6電機及驅動模組

16.4.7遙控器模組

16.4.8電源模組選擇

16.4.9四軸飛行器的組裝

16.5軟體設計

16.5.1軟體預備知識

16.5.2主控程式初始化設定及說明

16.5.3姿態感測器軟體設計

16.5.4氣壓計軟體設計

16.5.5遙控器軟體設計

16.6調試、問題解析及改進方向隨想

習題

第17章案例設計

17.1STM32的無線傳輸系統

17.1.1設計任務

17.1.2系統結構組成

17.1.3主要設計思路

17.2風力擺控制系統設計

17.2.1設計任務

17.2.2系統結構組成

17.2.3主要設計思路

習題

參考文獻

ARM Cortex-M3體系結構與編程（第2版）

基本介紹

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