第1篇硬件篇

第1章實驗平臺簡介2

1.1ALIENTEK探索者STM32F4開發板資源初探2

1.2ALIENTEK探索者STM32F4開發板資源說明4

1.2.1硬件資源說明4

1.2.2軟件資源說明 10

第2章實驗平臺硬件資源詳解12

2.1開發板原理圖詳解12

2.2開發板使用注意事項29

2.3STM32F4學習方法30

第2篇軟件篇

第3章MDK5軟件入門33

3.1MDK5簡介33

3.2新建MDK5工程34

3.3MDK5使用技巧45

3.3.1文本美化45

3.3.2語法檢測與代碼提示48

3.3.3代碼編輯技巧49

3.3.4其他小技巧53

第4章下載與調試55

第5章SYSTEM文件夾介紹67

5.1delay文件夾代碼介紹67

5.2sys文件夾代碼介紹73

5.2.1I/O口的位操作實現73

5.2.2時鐘配置函數74

5.2.3Sys_Soft_Reset函數78

5.2.4Sys_Standby函數79

5.2.5I/O設置函數81

5.2.6中斷管理函數88

5.3usart文件夾介紹95

5.3.1USART1_IRQHandler函數95

5.3.2uart_init函數96

第3篇實戰篇

第6章跑馬燈實驗100

第7章按鍵輸入實驗106

第8章串口通信實驗111

第9章外部中斷實驗117

第10章獨立看門狗（IWDG）實驗122

第11章窗口看門狗（WWDG）實驗127

第12章定時器中斷實驗132

第13章PWM輸出實驗138

第14章輸入捕獲實驗143

第15章TFTLCD顯示實驗151

第16章USMART調試組件實驗177

第17章RTC實時時鐘實驗187

第18章待機喚醒實驗202

第19章ADC實驗209

第20章DAC實驗219

第21章DMA實驗227

第22章I2C實驗237

第23章SPI實驗245

第24章RS485實驗253

第25章CAN通信實驗261

第26章觸摸屏實驗284

第27章6軸傳感器MPU6050實驗304

第28章FLASH模擬EEPROM實驗322

第29章攝像頭實驗332

第30章外部SRAM實驗353

第31章內存管理實驗360

第32章SD卡實驗370

第33章FATFS實驗391

第34章漢字顯示實驗403

第35章圖片顯示實驗417

第36章音樂播放器實驗427

第37章視頻播放器實驗452

第38章FPU測試(Julia分形)實驗472

第39章DSP測試實驗479

第40章串口IAP實驗491

第41章USB讀卡器(Slave)實驗504

第42章USB U盤(Host)實驗515

第43章USB鼠標、鍵盤(Host)實驗523

第44章網絡通信實驗530

第45章μC/OSII實驗1——任務調度544

第46章μC/OSII實驗2——信號量和郵箱553

第47章μC/OSII實驗3——消息隊列、信號量集和軟件定時器561

第48章探索者STM32F4開發板綜合實驗577

作為CortexM3市場的占有者，ST公司在2011年推出了基於CortexM4內核的STM32F4繫列產品。相比STM32F1/F2等CortexM3產品，STM32F4的優勢就是新增了硬件FPU

STM32F4相對於STM32F1，主要優勢如下：

① 更先進的內核。STM32F4采用CortexM4內核，帶FPU和DSP指令集，而STM32F1采用的是CortexM3內核，不帶FPU和DSP指令集。

② 更多的資源。STM32F4擁有192 KB的片內SRAM，帶攝像頭接口（DCMI）、加密處理器（CRYP）、USB高速OTG、真隨機數發生器、OTP存儲器等。

③ 增強的外設功能。對於相同的外設部分，STM32F4具有更快的模/數轉換速度、更低的ADC/DAC工作電壓、32位定時器、帶日歷功能的實時時鐘（RTC）、復用功能大大增強的I/O、4 KB的電池備份SRAM以及更快的USART和SPI通信速度。

④ 更高的性能。STM32F4運行頻率可達168 MHz，而STM32F1隻能到72
MHz；STM32F4擁有ART自適應實時加速器，可以達到相當於FLASH零等待周期的性能，STM32F1則需要等待周期；STM32F4的FSMC采用32位多重AHB總線矩陣，相比STM32F1總線訪問速度明顯提高。

⑤ 更低的功耗。STM32F40x的功耗為238 μA/MHz，其中，低功耗版本的STM32F401更是低到140 μA/MHz，而STM32F1則高達421 μA/MHz。

STM32F4家族目前擁有STM32F40x、STM32F41x、STM32F42x和STM32F43x等幾個繫列、數十個產品型號，不同型號之間軟件和引腳具有良好的兼容性，可方便客戶迅速升級產品。其中，STM32F42x/43x繫列帶了LCD控制器和SDRAM接口，對於想要驅動大屏或需要大內存的讀者來說，是個不錯的選擇。目前，STM32F4這些芯片型號都已量產，可以方便地購買到，不過性價比的是STM32F407。本書將以STM32F407為例來講解STM32F4。

內容特點

學習STM32F4有幾份資料經常用到：

《STM32F4xx中文參考手冊》、

《STM32F3與F4繫列CortexM4內核編程手冊》英文版、《CortexM3與M4權威指南》英文版。

其中，常用的是《STM32F4xx中文參考手冊》，該文檔是ST官方針對STM32的一份通用參考資料，內容翔實，但是沒有實例，也沒有對CortexM4構架進行太多介紹，讀者隻能根據自己對書本的理解來編寫相關代碼。該文檔目前已經有中文版本的了，極大地方便了讀者的學習。

《STM32F3與F4繫列CortexM4內核編程手冊》文檔則重點介紹了CortexM4內核的彙編指令及其使用、內核相關寄存器（比如SCB、NVIC、SYSTICK等寄存器），是《STM32F4xx中文參考手冊》的重要補充。很多在《STM32F4xx中文參考手冊》無法找到的內容，都可以在這裡找到答案，不過目前該文檔沒有中文版本，隻有英文版。

後，《CortexM3與M4權威指南》文檔詳細介紹了CortexM3和CortexM4內核的體繫架構，並配有簡單實例。對於想深入了解CortexM4內核的讀者，此文檔是非常好的參考資料。不過該文檔目前隻有英文版。不過由於CortexM3和CortexM4很多地方都是通用的，所以有的時候可以參考《CortexM3權威指南(中文版)》文檔。

本書將結合以上3份資料的優點，從寄存器級別出發，深入淺出，向讀者展示STM32F4的各種功能。總共配有43個實例，基本上每個實例均配有軟硬件設計，在介紹完軟硬件之後馬上附上實例代碼，並帶有詳細注釋及說明，讓讀者快速理解代碼。

這些實例涵蓋了STM32F4的絕大部分內部資源，並且提供了很多實用級別的程序，如內存管理、文件繫統、圖片解碼、IAP等。所有實例在MDK5.11A編譯器下編譯通過，讀者隻須下載程序到ALIENTEK探索者STM32開發板即可驗證實驗。

讀者對像

不管你是一個STM32初學者，還是一個老手，本書都非常適合。尤其對於初學者，本書將手把手地教你如何使用MDK，包括新建工程、編譯、仿真、下載調試等一繫列步驟，讓你輕松上手。本書不適用於想通過庫函數學習STM32的讀者，因為本書的絕大部分內容都是直接操作STM32寄存器的；如果想通過庫函數學習STM32F4，請看《精通STM32F4（庫函數版）》一書。

配套資料

本書的實驗平臺是ALIENTEK 探索者STM32開發板，有這款開發板的朋友可直接拿本書配套的例程在開發板上運行、驗證。而沒有這款開發板的朋友，可以上淘寶購買。當然，如果已有了一款自己的開發板，而又不想再買，也是可以的，隻要你的板子上有ALIENTEK探索者STM32開發板上的相同資源（需要實驗用到的），代碼一般都是可以通用的，你需要做的就隻是把底層的驅動函數（比如I/O口修改）稍做修改，使之適合你的開發板即可。

感謝

衷心感謝意法半導體（ST）中國區高級市場經理曹錦東先生對本書的大力支持，他為本書提供了很多參考資料和指導意見。

衷心感謝陳貴東、譚春風、李小虎、劉勇材、羅建、周莉等人審稿，幫我找到了很多缺陷和錯誤，並提出了寶貴的意見。

衷心感謝北航出版社的支持，正是編輯的認真工作纔使得本書能夠順利的與讀者見面。