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基于STM32Cube的嵌入式系统应用

本书以“新工科”教育理念为指导,以产教融合为突破口,面向产业需求,全面重构课程内容,引入产业界的最新技术。从科研、教学和工程实际应用出发,全面系统地讲述了基于STM32CubeMX和HAL库的嵌入式系统设计与应用实例。
全书共12章,主要内容包括:绪论、STM32嵌入式微控制器与最小系统设计、STM32CubeMX的应用、嵌入式开发环境的搭建、STM32通用输入/输出接口、STM32中断系统、STM32定时器系统、STM32通用同步/异步收发器、STM32 SPI控制器、STM32 I2C控制器、STM32模/数转换器和STM32 DMA控制器。全书内容丰富、体系先进、结构合理、理论与实践相结合,尤其注重工程应用技术的讲解。
通过阅读本书,读者可以掌握STM32Cube开发方式和工具软件的使用,掌握基于HAL库的STM32F103系统功能和常用外设的编程开发方法。
本书可作为高等院校自动化、机器人、自动检测、机电一体化、人工智能、电子与电气工程、计算机应用、信息工程、物联网等相关专业的本、专科教材,也适合作为STM32嵌入式系统开发人员的参考书。

封面
书名页
版权
前言
第1章 绪论
 1.1 嵌入式系统
  1.1.1 嵌入式系统概述
  1.1.2 嵌入式系统和通用计算机系统的比较
  1.1.3 嵌入式系统的特点
 1.2 嵌入式系统的组成
 1.3 嵌入式软件
  1.3.1 无操作系统的嵌入式软件
  1.3.2 带操作系统的嵌入式软件
  1.3.3 嵌入式操作系统的分类
  1.3.4 嵌入式实时操作系统的功能
  1.3.5 典型的嵌入式操作系统
  1.3.6 软件架构选择建议
 1.4 嵌入式系统的分类
 1.5 嵌入式系统的应用领域
 1.6 嵌入式系统的体系
  1.6.1 硬件架构
  1.6.2 软件架构
 1.7 嵌入式微处理器的分类
 1.8 ARM嵌入式微处理器
  1.8.1 ARM概述
  1.8.2 CISC和RISC
  1.8.3 ARM架构的演变
  1.8.4 ARM体系结构与特点
  1.8.5 Cortex-M系列处理器
  1.8.6 Cortex-M3处理器的主要特性
  1.8.7 Cortex-M3处理器的结构
  1.8.8 Cortex-M3存储器系统
 1.9 ARM Cortex-M3的调试
 1.10 嵌入式系统的设计方法
  1.10.1 嵌入式系统的设计流程
  1.10.2 嵌入式系统的软/硬件协同设计技术
 1.11 嵌入式系统的发展
  1.11.1 嵌入式系统的发展历程
  1.11.2 嵌入式系统的发展趋势
 习题
第2章 STM32嵌入式微控制器与最小系统设计
 2.1 STM32微控制器概述
  2.1.1 STM32微控制器产品线
  2.1.2 STM32微控制器的命名规则
  2.1.3 STM32微控制器的选型
 2.2 STM32F1系列产品系统架构和STM32F103ZET6内部架构
  2.2.1 STM32F1系列产品系统架构
  2.2.2 STM32F103ZET6的内部架构
 2.3 STM32F103ZET6的存储器映射
  2.3.1 STM32F103ZET6内置外设的地址范围
  2.3.2 嵌入式SRAM
  2.3.3 嵌入式闪存
 2.4 STM32F103ZET6的时钟结构
 2.5 STM32F103VET6的引脚
 2.6 STM32F103VET6最小系统设计
 2.7 学习STM32的方法
 习题
第3章 STM32CubeMX的应用
 3.1 安装STM32CubeMX
 3.2 安装MCU固件包
  3.2.1 软件库文件夹的设置
  3.2.2 管理嵌入式软件包
 3.3 软件的功能与基本使用方法
  3.3.1 软件界面
  3.3.2 新建项目
  3.3.3 MCU图形化配置界面总览
  3.3.4 MCU的配置
  3.3.5 时钟的配置
  3.3.6 项目管理
  3.3.7 生成报告和代码
 3.4 HAL库
  3.4.1 HAL库简介
  3.4.2 回调函数
  3.4.3 MSP的作用
  3.4.4 HAL库的基本数据类型和通用定义
 习题
第4章 嵌入式开发环境的搭建
 4.1 Keil MDK5的安装配置
  4.1.1 Keil MDK简介
  4.1.2 Keil MDK的下载
  4.1.3 Keil MDK的安装
  4.1.4 安装库文件
 4.2 Keil MDK下新工程的创建
 4.3 J-Link及其驱动的安装
  4.3.1 J-Link简介
  4.3.2 J-Link驱动的安装
 4.4 Keil MDK5的调试方法
 4.5 Cortex-M3微控制器软件接口标准
  4.5.1 CMSIS简介
  4.5.2 STM32F10x标准外设库
 4.6 STM32F103开发板的选择
 4.7 STM32仿真器的选择
 习题
第5章 STM32通用输入/输出接口
 5.1 STM32通用输入/输出接口概述
 5.2 STM32的GPIO功能
 5.3 GPIO的HAL库函数
 5.4 STM32的GPIO使用流程
 5.5 采用STM32CubeMX和HAL库的GPIO输出应用实例
  5.5.1 GPIO输出应用的硬件设计
  5.5.2 GPIO输出应用的软件设计
 5.6 采用STM32CubeMX和HAL库的GPIO输入应用实例
  5.6.1 STM32的GPIO输入应用硬件设计
  5.6.2 STM32的GPIO输入应用软件设计
 习题
第6章 STM32中断系统
 6.1 中断的基本概念
  6.1.1 中断的定义
  6.1.2 中断的作用
  6.1.3 中断源与中断屏蔽
  6.1.4 中断处理过程
  6.1.5 中断优先级与中断嵌套
 6.2 STM32F103中断系统
  6.2.1 嵌套向量中断控制器
  6.2.2 STM32F103中断优先级
  6.2.3 STM32F103中断向量表
  6.2.4 STM32F103中断服务程序
 6.3 STM32F103外部中断/事件控制器
  6.3.1 EXTI的内部结构
  6.3.2 EXTI的工作原理
  6.3.3 EXTI的主要特性
 6.4 STM32F1中断HAL库函数
  6.4.1 中断设置相关HAL库函数
  6.4.2 外部中断相关HAL库函数
 6.5 STM32F1外部中断设计流程
 6.6 采用STM32CubeMX和HAL库的外部中断设计实例
  6.6.1 STM32F1外部中断的硬件设计
  6.6.2 STM32F1外部中断的软件设计
 习题
第7章 STM32定时器系统
 7.1 STM32F103定时器概述
 7.2 STM32基本定时器
  7.2.1 基本定时器的主要特性
  7.2.2 基本定时器的功能
  7.2.3 基本定时器的寄存器
 7.3 STM32通用定时器
  7.3.1 通用定时器的主要特性
  7.3.2 通用定时器的功能
  7.3.3 通用定时器的工作模式
  7.3.4 通用定时器的寄存器
 7.4 STM32高级定时器
  7.4.1 高级定时器概述
  7.4.2 高级定时器的结构
 7.5 STM32定时器的HAL库函数
  7.5.1 基础定时器的HAL库函数
  7.5.2 外设的中断处理概念小结
 7.6 采用STM32CubeMX和HAL库的定时器应用实例
  7.6.1 STM32的通用定时器配置流程
  7.6.2 定时器应用的硬件设计
  7.6.3 定时器应用的软件设计
 习题
第8章 STM32通用同步/异步收发器
 8.1 串行通信基础
 8.2 STM32的USART工作原理
  8.2.1 USART概述
  8.2.2 USART的主要特性
  8.2.3 USART的功能
  8.2.4 USART通信时序
  8.2.5 USART中断
  8.2.6 USART相关寄存器
 8.3 USART的HAL库函数
  8.3.1 常用功能函数
  8.3.2 常用宏函数
  8.3.3 中断事件与回调函数
 8.4 采用STM32CubeMX和HAL库的USART串行通信应用实例
  8.4.1 STM32的USART的基本配置流程
  8.4.2 USART串行通信应用的硬件设计
  8.4.3 USART串行通信应用的软件设计
 习题
第9章 STM32 SPI控制器
 9.1 SPI的通信原理
  9.1.1 SPI概述
  9.1.2 SPI互连
 9.2 STM32F103 SPI的工作原理
  9.2.1 SPI的主要特征
  9.2.2 SPI的内部结构
  9.2.3 时钟信号的相位和极性
  9.2.4 数据帧格式
  9.2.5 配置SPI为主模式
 9.3 SPI的HAL库函数
  9.3.1 SPI寄存器操作的宏函数
  9.3.2 SPI初始化和阻塞式数据传输
  9.3.3 SPI中断方式数据传输
  9.3.4 SPI的DMA方式数据传输
 9.4 采用STM32CubeMX和HAL库的SPI应用实例
  9.4.1 STM32 SPI的配置流程
  9.4.2 SPI与Flash存储器接口的硬件设计
  9.4.3 SPI与Flash存储器接口的软件设计
 习题
第10章 STM32 I2C控制器
 10.1 STM32 I2C的通信原理
  10.1.1 I2C串行总线概述
  10.1.2 I2C总线的数据传输
 10.2 STM32F103 I2C接口
  10.2.1 STM32F103 I2C接口的主要特性
  10.2.2 STM32F103 I2C接口的内部结构
  10.2.3 STM32F103 I2C接口的模式选择
 10.3 I2C的HAL库函数
  10.3.1 I2C接口的初始化
  10.3.2 I2C阻塞式数据传输
  10.3.3 I2C中断方式数据传输
  10.3.4 I2C的DMA方式数据传输
 10.4 采用STM32CubeMX和HAL库的I2C应用实例
  10.4.1 STM32 I2C的配置
  10.4.2 I2C与EEPROM存储器接口的硬件设计
  10.4.3 I2C与EEPROM存储器接口的软件设计
 习题
第11章 STM32模/数转换器
 11.1 模拟量输入通道
 11.2 模拟量输入信号的类型与量程自动转换
 11.3 STM32F103ZET6集成的ADC模块
  11.3.1 STM32 ADC的主要特征
  11.3.2 STM32 ADC的模块结构
  11.3.3 STM32 ADC的配置
  11.3.4 STM32 ADC的应用特征
 11.4 ADC的HAL库函数
  11.4.1 常规通道
  11.4.2 注入通道
  11.4.3 多重ADC
 11.5 采用STM32CubeMX和HAL库的ADC应用实例
  11.5.1 STM32 ADC的配置流程
  11.5.2 ADC应用的硬件设计
  11.5.3 ADC应用的软件设计
 习题
第12章 STM32 DMA控制器
 12.1 STM32 DMA的基本概念
  12.1.1 DMA的定义
  12.1.2 DMA在嵌入式实时系统中的价值
  12.1.3 DMA传输的基本要素
 12.2 STM32 DMA的结构和主要特征
 12.3 STM32 DMA的功能描述
 12.4 DMA的HAL库函数
  12.4.1 DMA的HAL库函数概述
  12.4.2 DMA传输初始化配置
  12.4.3 启动DMA数据传输
  12.4.4 DMA的中断
 12.5 采用STM32CubeMX和HAL库的DMA应用实例
  12.5.1 STM32 DMA的配置流程
  12.5.2 DMA应用的硬件设计
  12.5.3 DMA应用的软件设计
 习题
参考文献
封底

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