第1篇  繫統基礎篇

第1章  嵌入式繫統總論 3
1.1  嵌入式繫統概述 3
1.2  嵌入式繫統的發展歷程與應用領域 3
1.2.1  嵌入式繫統的發展歷程 3
1.2.2  嵌入式繫統的應用領域 4
1.3  嵌入式繫統的組成及分類 6
1.3.1  嵌入式繫統的組成 6
1.3.2  嵌入式繫統的分類 9
第2章  嵌入式繫統的基礎知識 11
2.1  嵌入式硬件繫統 11
2.1.1  嵌入式處理器 11
2.1.2  存儲器 13
2.1.3  外設接口 14
2.2  嵌入式軟件繫統 15
2.3  嵌入式繫統的開發流程 15
第3章  軟件開發環境的搭建 17
3.1  MDK-Keil ?Vision 17
3.1.1  MDK-Keil ?Vision簡介 17
3.1.2  MDK-Keil ?Vision5軟件的
安裝 18
3.2  STM32CubeMX 21
3.2.1  STM32CubeMX概述 21
3.2.2  STM32CubeMX的安裝 21
3.2.3  STM32CubeMX的使用 24
3.3  STM32設備驅動庫 30
3.3.1  庫開發與寄存器開發的關繫 30
3.3.2  STM32驅動庫的簡介與分類 31
3.3.3  固件庫的選擇 32

第2篇  集成開發篇

第4章  μC/OSⅡ嵌入式實時操作
繫統 37
4.1  μC/OSⅡ嵌入式實時操作繫統概述 37
4.2  μC/OSⅡ實時操作繫統的移植 38
4.2.1  移植準備工作 38
4.2.2  μC/OSⅡ工程移植 39
4.2.3  軟件設計 42
4.2.4  下載驗證 44
4.3  μC/OSⅡ設計與應用 44
4.3.1  多任務設計 44
4.3.2  中斷處理與時間管理 57
4.3.3  事件控制塊 59
4.3.4  消息郵箱 65
4.3.5  信號量與互斥信號量 66
4.3.6  內存管理 68
第5章  STemWin開發 76
5.1  STemWin概述 76
5.2  STemWin在STM32繫列微控制器上的
移植 76
5.2.1  移植準備工作 76
5.2.2  向工程添加文件 78
5.2.3  修改工程文件 79
5.2.4  觸摸屏移植 83
5.2.5  綜合測試程序編寫 87
5.2.6  下載驗證 89
5.3  STemWin與μC/OS結合的移植 89
5.3.1  移植準備工作 90
5.3.2  向工程添加以及修改相應
文件 90
5.3.3  綜合測試程序編寫 93
5.3.4  下載驗證 94
5.4  STemWin的設計與應用 94
5.4.1  STemWin基礎顯示 95
5.4.2  STemWin圖片顯示 100
5.4.3  STemWin GUIBuilder 的
使用 105
第6章  LwIP網絡開發 116
6.1  LwIP簡介 116

6.2  LwIP在STM32繫列微控制器上的
移植 117
6.2.1  LwIP無操作繫統移植 117
6.2.2  LwIP帶μC/OSⅡ操作繫統
移植 146
6.3  LwIP開發基礎 166
6.3.1  LwIP內存管理 166
6.3.2  LwIP數據包管理 168
6.3.3  LwIP網絡接口管理 169
6.3.4  TCP協議基礎 170

第3篇  實戰篇

第7章  基礎實驗 173
7.1  ?C/OSⅡ多任務設計實驗 173
7.1.1  ?C/OSⅡ啟動和初始化 173
7.1.2  任務狀態 174
7.1.3  任務控制塊 175
7.1.4  任務堆棧 177
7.1.5  任務就緒表 178
7.1.6  任務調度和切換 181
7.1.7  實驗現像 182
7.2  ?C/OSⅡ的時鐘設計實驗 182
7.2.1  定時器工作模式 182
7.2.2  ?C/OSⅡ定時器實驗 185
7.3  STemWin圖片與字體顯示實驗 189
7.4  網絡通信實驗 192
第8章  綜合實驗 202
8.1  電子圖書功能的詳細操作介紹 203
8.2  數碼相框功能的詳細操作介紹 204
8.3  音樂播放功能的詳細操作介紹 205
8.4  視頻播放功能的詳細操作介紹 207
參考文獻 209

隨著電子技術、計算機技術、通信技術的發展，嵌入式技術已無處不在。從人們隨身攜帶的可穿戴智能設備，到智慧家庭中的遠程抄表繫統、智能洗衣機和智能音箱，再到智慧交通中的車輛導航、流量控制和信息監測等，各種創新應用及需求不斷湧現。自1971年第一塊單片機誕生至今，嵌入式繫統的發展經歷了初期階段和蓬勃發展期，現已進入成熟期。在嵌入式繫統發展初期，各種EDA工具還不完善，芯片的制作工藝復雜，成本很高，嵌入式程序設計語言以彙編語言為主，該時期隻有電子工程專業技術人員纔能從事嵌入式繫統的設計與開發工作。到20世紀80年代，隨著MCS-51繫列單片機的出現以及C51程序設計語言的成熟，單片機應用繫統成為嵌入式繫統的代名詞，MCS-51單片機迅速在智能儀表和自動控制等相關領域得到普及。1997年，ARM公司推出ARM7微控制器，之後推出Cortex繫列微控制器和微處理器，成為嵌入式繫統設計的首選芯片，這標志著嵌入式繫統進入蓬勃發展期。行業的發展促進了技術的進步，催生了對人纔的需求，很多高校的電子信息類專業都針對嵌入式技術開設了一繫列課程。
本書面向對嵌入式控制器有一定基礎的學生或讀者，基於ARM體繫結構的STM32F4微控制器，將其作為嵌入式繫統原理和開發方法的藍本。
本書由重慶工程學院嵌入式技術教研組的代紅英、李奇兵和董旭斌擔任主編，陸鵬、陶翠微擔任副主編。其中，董旭斌負責繫統基礎篇的編寫，代紅英負責統籌安排、審核全書以及集成開發篇的?C/OSⅡ嵌入式實時操作繫統的編寫；李奇兵負責集成開發篇的STemWin開發和LwIP網絡開發的編寫，陸鵬負責實戰篇的編寫。
本書集成開發篇和實戰篇的硬件平臺均采用廣州市星翼電子科技有限公司ALIENTEK繫列的開發板與配套外設，因此，在編寫時借鋻了該公司編寫的相關開發指南，在此對公司給予的大力支持表示誠摯的謝意。此外，編者在本書的寫作過程中得到了清華大學出版社工作人員、學校領導和同事們的大力支持，在此表示感謝。
限於編者的水平，書中難免有疏漏和欠妥之處，希望同行專家和讀者提出寶貴意見，以便我們進一步修改完善。


                          編  者