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  精读第二性
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本书旨在传承51经典,发扬ARM长处,助推MCU升级; 以学生认知过程为导向组织教材内容,采取项目**,全案例讲解的方式,着重培养学生实践应用能力。本书详细阐述了基于ARM CortexM3内核的STM32F103微控制器嵌入式系统硬件设计方法和软件开发技术。 全书共有15章,划分为3部分: 第1部分(第1~3章)为系统平台模块,讲述嵌入式系统定义、开发板硬件平台和工程模板创建; 第2部分(第4~9章)为基本外设模块,分别对STM32嵌入式系统*常用外设模块进行介绍,包括GPIO、中断、定时器、PWM和嵌入式系统接口技术; 第3部分(第10~15章)为扩展外设模块,分别对STM32嵌入式系统**外设模块进行介绍,包括USART、SPI、OLED、ADC、IIC、EEPROM和RTC等。 本书适合作为高等院校计算机、自动化、电子信息、机电一体化、物联网等专业高年级本科生或研究生嵌入式相关课程的教材,同时可供从事嵌入式开发的技术和研究人员参考。

目录 第1章ARM CortexM3嵌入式系统 1.1嵌入式系统概述 1.1.1什么是嵌入式系统 1.1.2嵌入式系统和通用计算机系统比较 1.1.3嵌入式系统的特点 1.1.4嵌入式系统的应用领域 1.1.5嵌入式系统范例 1.2ARM CortexM3处理器 1.2.1ARM公司 1.2.2ARM处理器 1.3STM32微控制器 1.3.1从CortexM3内核到基于CortexM3的MCU 1.3.2STM32微控制器产品线 1.3.3STM32微控制器命名规则 1.4嵌入式系统的软件 1.4.1无操作系统的嵌入式软件 1.4.2带操作系统的嵌入式软件 1.4.3典型嵌入式操作系统 1.4.4软件架构选择建议 本章小结 思考与扩展 第2章STM32开发板硬件系统 2.1开发板总体概况 2.1.1开发板设计背景 2.1.2开发板总体介绍 2.2电源模块 2.2.1电源模块原理图 2.2.2电源模块工作原理 2.3核心板电路 2.3.1CPU模块 2.3.2串口通信模块 2.3.3外接晶振模块 2.3.4备用电源模块 2.3.**DC模块电源 2.3.6CPU滤波电路 2.3.7复位电路 2.3.8启动设置电路 2.4I/O模块电路 2.4.1LED指示灯模块 2.4.2按键模块 2.4.3数码管模块 2.4.4蜂鸣器模块 2.4.5OLED显示屏电路 2.5扩展模块电路 2.5.1温度传感器 2.5.2红外传感器 2.5.3AD采样模块 2.5.4EEPROM存储器 2.5.5I/O引脚外接模块 本章小结 思考与扩展 第3章MDK软件与工程模板创建 3.1STM32固件库认知 3.1.1STM32固件库概述 3.1.2STM32固件库下载 3.1.3STM32固件库目录结构 3.2工程模板创建 3.2.1Keil MDKARM软件简介 3.2.2工程模板的创建 3.3软件模拟仿真 本章小结 思考与扩展 第4章通用目的输入输出口 4.1GPIO概述及引脚命名 4.2GPIO内部结构 4.2.1输入驱动器 4.2.2输出驱动器 4.3GPIO工作模式 4.3.1输入浮空 4.3.2输入上拉 4.3.3输入下拉 4.3.4模拟输入 4.3.5开漏输出 4.3.6开漏复用输出 4.3.7推挽式输出 4.3.8推挽式复用输出 4.3.9工作模式选择 4.4GPIO输出速度 4.5复用功能重映射 4.6GPIO控制寄存器 4.7GPIO寄存器配置实例 4.8寄存器版LED灯闪烁工程 4.8.1创建寄存器版工程模板 4.8.2LED灯闪烁程序设计 4.8.3基于寄存器开发方式特点 本章小结 思考与扩展 第5章LED流水灯与SysTick定时器 5.1库函数开发方法 5.2GPIO输出库函数 5.2.1函数RCC_APB2PeriphClockCmd 5.2.2函数GPIO_Init 5.2.3函数GPIO_Write 5.2.4函数GPIO_SetBits 5.2.5函数GPIO_ResetBits 5.2.6函数GPIO_WriteBit 5.3LED流水灯控制 5.4SysTick定时器 5.4.1SysTick定时器概述 5.4.2SysTick定时器寄存器 5.4.3SysTick定时器应用 本章小结 思考与扩展 第6章按键输入与蜂鸣器 6.1GPIO输入库函数 6.1.1函数GPIO_ReadInputDataBit 6.1.2函数GPIO_ReadInputData 6.1.3函数GPIO_ReadOutputDataBit 6.1.4函数GPIO_ReadOutputData 6.2项目分析 6.3项目实施 本章小结 思考与扩展 第7章数码管动态显示 7.1数码管显示接口 7.1.1数码管工作原理 7.1.2数码管编码方式 7.1.3数码管显示方式 7.2项目分析 7.3项目实施 7.4项目拓展 本章小结 思考与扩展 第8章中断系统与基本应用 8.1中断的基本概念 8.1.1中断的定义 8.1.2中断的应用 8.1.3中断源与中断屏蔽 8.1.4中断处理过程 8.1.5中断优先级与中断嵌套 8.2STM32F103中断系统 8.2.1嵌套向量中断控制器NVIC 8.2.2STM32F103中断优先级 8.2.3STM32F103中断向量表 8.2.4STM32F103中断服务函数 8.3STM32F103外部中断/事件控制器EXTI 8.3.1EXTI内部结构 8.3.2EXTI工作原理 8.3.3EXTI主要特性 8.4STM32中断相关库函数 8.4.1STM32F10x的NVIC相关库函数 8.4.2STM32F10x的EXTI相关库函数 8.4.3EXTI中断线GPIO引脚映射库函数 8.5EXTI项目实例 8.5.1项目分析 8.5.2项目实施 本章小结 思考与扩展 第9章定时器与脉冲宽度调制 9.1STM32F103定时器概述 9.2基本定时器 9.2.1基本定时器简介 9.2.2基本定时器的主要特性 9.2.3基本定时器的功能 9.2.4基本定时器寄存器 9.3通用定时器 9.3.1通用定时器简介 9.3.2通用定时器主要功能 9.3.3通用定时器功能描述 9.3.4通用定时器工作模式 9.3.5通用定时器寄存器 9.4**定时器 9.4.1**定时器简介 9.4.2**定时器特性 9.4.3**定时器结构 9.5定时器相关库函数 9.5.1函数TIM_DeInit 9.5.2函数TIM_TimeBaseInit 9.5.3函数TIM_OC1Init 9.5.4函数TIM_OC2Init 9.5.5函数TIM_OC3Init 9.5.6函数TIM_OC4Init 9.5.7函数TIM_Cmd 9.5.8函数TIM _ITConfig 9.5.9函数TIM_OC1PreloadConfig 9.5.10函数TIM_OC2PreloadConfig 9.5.11函数TIM_OC3PreloadConfig 9.5.12函数TIM_OC4PreloadConfig 9.5.13函数TIM_GetFlagStatus 9.5.14函数TIM_ClearFlag 9.5.15函数TIM_GetITStatus 9.5.16函数TIM_ClearITPendingBit 9.5.17函数TIM_SetCompare1 9.5.18函数TIM_SetCompare2 9.5.19函数TIM_SetCompare3 9.5.20函数TIM_SetCompare4 9.6项目实例 9.6.1定时器项目 9.6.2PWM项目 本章小结 思考与扩展 第10章串行通信接口USART 10.1数据通信基本概念 10.1.1并行通信与串行通信 10.1.2异步通信与同步通信 10.1.3串行通信的制式 10.1.4串行通信的校验 10.1.5串行通信的波特率 10.2SM32F103的USART工作原理 10.2.1USART介绍 10.2.2USART主要特性 10.2.3USART功能概述 10.2.4USART通信时序 10.2.5USART中断 10.2.6USART相关寄存器 10.3USART相关库函数 10.3.1函数USART_DeInit 10.3.2函数USART_Init 10.3.3函数USART_Cmd 10.3.4函数USART_SendData 10.3.5函数USART_ReceiveData 10.3.6函数USART_GetFlagStatus 10.3.7函数USART_ClearFlag 10.3.8函数USART_ITConfig 10.3.9函数USART_GetITStatus 10.3.10函数USART_ClearITPendingBit 10.3.11函数USART_DMACmd 10.4项目实例 10.4.1项目分析 10.4.2项目实施 本章小结 思考与扩展 第11章SPI与OLED显示屏 11.1SPI通信原理 11.1.1SPI介绍 11.1.2SPI互连 11.2STM32F103的SPI工作原理 11.2.1SPI主要特征 11.2.2SPI内部结构 11.2.3时钟信号的相位和极性 11.2.4数据帧格式 11.2.5配置SPI为主模式 11.2.6配置SPI为从模式 11.3OLED显示屏 11.3.1OLED简介 11.3.2开发板OLED显示屏 11.3.3OLED显示屏接口 11.4SPI库函数 11.4.1函数SPI_I2S_DeInit 11.4.2函数SPI_Init 11.4.3函数SPI_Cmd 11.4.4函数SPI_I2S_SendData 11.4.5函数SPI_I2S_ReceiveData 11.4.6函数SPI_I2S_ITConfig 11.4.7函数SPI_I2S_GetITStatus 11.4.8函数SPI_I2S_ClearFlag 11.5项目实例 11.5.1项目分析 11.5.2项目实施 本章小结 思考与扩展 第12章模拟数字转换器 12.1ADC概述 12.1.1ADC基本原理 12.1.2ADC性能参数 12.1.3ADC主要类型 12.2STM32F103的ADC工作原理 12.2.1主要特征 12.2.2内部结构 12.2.3通道及分组 12.2.4时序图 12.2.5数据对齐 12.2.6校准 12.2.7转换时间 12.2.8转换模式 12.2.9外部触发转换 12.2.10中断和DMA请求 12.3ADC相关库函数 12.3.1函数ADC_DeInit 12.3.2函数ADC_Init 12.3.3函数ADC_RegularChannelConfig 12.3.4函数ADC_InjectedChannleConfig 12.3.5函数ADC_Cmd 12.3.6函数ADC_ResetCalibration 12.3.7函数ADC_GetResetCalibrationStatus 12.3.8函数ADC_StartCalibration 12.3.9函数ADC_GetCalibrationStatus 12.3.10函数ADC_SoftwareStartConvCmd 12.3.11函数ADC_GetConversionValue 12.3.12函数ADC_GetFlagStatus 12.3.13函数ADC_DMACmd 12.4项目实例 12.4.1项目分析 12.4.2项目实施 本章小结 思考与扩展 第13章直接存储器访问 13.1DMA的基本概念 13.1.1DMA由来 13.1.2DMA定义 13.1.3DMA传输过程 13.1.4DMA优点 13.2STM32F103的DMA工作原理 13.2.1STM32F103的DMA主要特性 13.2.2STM32F103的DMA内部结构 13.2.3STM32F103的DMA通道 13.2.4STM32F103的DMA优先级 13.2.5STM32F103的DMA传输模式 13.2.6STM32F103的DMA中断 13.3DMA相关库函数 13.3.1函数DMA_DeInit 13.3.2函数DMA_Init 13.3.3函数DMA_GetCurrDataCounte 13.3.4函数DMA_Cmd 13.3.5函数DMA_GetFlagStatus 13.3.6函数DMA_ClearFlag 13.3.7函数DMA_ITConfig 13.3.8函数DMA_GetITStatus 13.4项目实例 13.4.1项目分析 13.4.2项目实施 本章小结 思考与扩展 第14章I2C接口与EEPROM存储器 14.1I2C通信原理 14.1.1I2C串行总线概述 14.1.2I2C总线的数据传送 14.2STM32F103的I2C接口 14.2.1STM32F103的I2C主要特性 14.2.2STM32F103的I2C内部结构 14.2.3STM32F103的模式选择 14.3STM32F103的I2C相关库函数 14.3.1函数I2C_DeInit 14.3.2函数I2C_ Init 14.3.3函数I2C_ Cmd 14.3.4函数I2C_ GenerateSTART 14.3.5函数I2C_ GenerateSTOP 14.3.6函数I2C_ Send7bitAddress 14.3.7函数I2C_ SendData 14.3.8函数I2C_ ReceiveData 14.4项目实例 14.4.1模拟I2C时序要求 14.4.2模拟I2C函数 14.4.3EEPROM芯片24C02 14.4.4模拟I2C访问24C02项目分析 14.4.5模拟I2C访问24C02项目实施 本章小结 思考与扩展 第15章RTC时钟与BKP寄存器 15.1RTC时钟 15.1.1RTC简介 15.1.2RTC主要特性 15.1.3RTC内部结构 15.1.4RTC复位过程 15.2备份寄存器(BKP) 15.2.1BKP简介 15.2.2BKP特性 15.2.3BKP侵入检测 15.3RTC时钟的操作 15.3.1RTC的初始化 15.3.2RTC时间写入初始化 15.4RTC与BKP相关库函数 15.4.1函数PWR_BackupAccessCmd 15.4.2函数BKP_DeInit() 15.4.3函数RCC_LSEConfig 15.4.4函数RCC_GetFlagStatus 15.4.5函数RCC_RTCCLKConfig 15.4.6函数RCC_RTCCLKCmd 15.4.7函数RTC_WaitForSynchro 15.4.8函数RTC_WaitForLastTask 15.4.9函数RTC_ITConfig 15.4.10函数RTC_SetPrescaler 15.4.11函数RTC_SetCounter 15.4.12函数RTC_GetCounter() 15.4.13函数BKP_ReadBackupRegister 15.4.14函数BKP_WriteBackupRegister 15.4.15函数RCC_ClearFlag 15.5项目实例 15.5.1项目分析 15.5.2项目实施 15.5.3项目调试 本章小结 思考与扩展 附录AASCII码表 附录BSTM32F103微控器小容量产品系列引脚定义表 附录CSTM32F103微控器中等容量产品系列引脚定义表 附录DSTM32F103微控器大容量产品系列引脚定义表 参考文献

第3章 MDK软件与工程模板创建
本章要点
STM32固件库概述
STM32固件库下载
STM32固件库目录结构
Keil MDK软件操作方法
Keil MDK工程模板的创建
Keil MDK软件模拟仿真调试 “工欲善其事,必先利其器”,无论是基于寄存器方式还是基于库函数方式开发STM32应用程序,首先必须选择一个熟悉、完善的开发平台,建立方便、合理的程序工程模板。对于51单片机***来说,KeilC是再熟悉不过的。而Keil公司针对32位ARM嵌入式系统推出的Keil MDK开发平台功能强大,基本操作又和KeilC保持兼容,是32位嵌入式单片机开发的**。建立工程模板的核心内容包含两个方面: 一是必须包含的文件; 二是这些文件对应的路径。
工程模板创建 3.1STM32固件库认知
建立工程模板需要从指定路径找到必要文件,要想很好地完成这一任务,我们需要首先认识STM32固件库。
3.1.1STM32固件库概述
意法半导体公司提供的STM32F10x标准外设库是基于STM32F1系列微控制器的固件库进行STM32F103开发的一把利器。可以像在标准C语言编程中调用printf()一样,在STM32F10x的开发中调用标准外设库的库函数,进行应用开发。相比传统的直接读写寄存器方式,STM32F10x标准外设库不仅明显降低了开发门槛和难度,缩短了开发周期,进而降低开发成本,而且提高了程序的可读性和可维护性,给STM32F103开发带来了极大的便利。毫无疑问,STM32F10x标准外设库是用户学习和开发STM32F103微控制器的**选择。
STM32固件库是根据CMSIS标准(Cortex Microcontroller Software Interface Standard,ARM Cortex微控制器软件接口标准)而设计的。CMSIS标准由ARM和芯片生产商共同提出,让不同的芯片公司生产的Cortex M3微控制器能在软件上基本兼容。
STM32F10x的固件库是一个或一个以上的完整的软件包(称为固件包),包括所有的标准外设的设备驱动程序,其本质是一个固件函数包(库),它由程序、数据结构和各种宏组成,包括了微控制器所有外设的性能特征。该函数库还包括每一个外设的驱动描述和应用实例,为***访问底层硬件提供了一个中间API(APPlication Programming Interface,应用编程接口)。通过使用固件函数库,无须深入掌握底层硬件细节,***就可以轻松应用每一个外设。每个外设驱动都由一组函数组成,这组函数覆盖了该外设的所有功能。每个器件的开发都由一个通用API驱动,API对该驱动程序的结构、函数和参数名称都进行了标准化。 3.1.2STM32固件库下载
意法半导体公司2007年10月发布了V1.0版本的固件库,2008年6月发布了V2.0版的固件库。V3.0以后的版本相对之前的版本改动较大,本书使用目前*为通用的V3.5版本,该版本固件库支持所有的STM32F10x系列。具体下载方法如下:
**步: 输入www.st.com网址,打开意法半导体官方网站,在首页搜索栏输入stm32f10x,其操作界面如图31所示。
图31搜索资料操作界面
在图31中,单击右侧搜索图标开始搜索,结果如图32所示,其中STM32F10x standard peripheral library记录即为STM32F1的标准外设库。 图32搜索结果页面
打开链接即可进入固件库下载页面,操作结果如图33所示,同时也可以看到,该固件库版本为3.5.0,该版本*为成熟和通用。 图33固件库下载页面
单击图33右边的Get Software按钮,登录并确认著作权之后,即可将该固件库下载到的本机。
需要说明的是: 意法半导体官网资料需要登录才可以下载,如果没有账号还需要注册,当然读者也可以直接在清华大学出版社网站下载本书的教学素材,里面包含STM32内核固件库。

黄克亚  软件设计师,苏州大学副教授、硕士生导师,主要从事智能控制、嵌入式系统开发等教学和科研工作。讲授过“电工电子技术”“单片机原理与控制技术”“微机原理及应用”“嵌入式系统开发”“可编程控制器”“传感器应用技术”等课程。近年来主持省级课题2项,授权发明专利1项,登记软件著作权4项,发表EI检索或中文核心期刊论文6篇,指导学生获中国智能机器人大赛一等奖1项、江苏省本专科**毕业设计(论文)三等奖1项、全国电子设计大赛江苏赛区二等奖2项。