了得網研究生_STM32嵌入式單片機原理與應用李正軍李瀟然

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STM32嵌入式單片機原理與應用李正軍李瀟然
該商品所屬分類：研究生 -> 工學
【市場價】	651-944元
【優惠價】	407-590元
【作者】	李正軍
【所屬類別】	圖書教材研究生/本科/專科教材工學
【出版社】	機械工業出版社
【ISBN】	9787111751977
【折扣說明】	一次購物滿999元台幣免運費+贈品一次購物滿2000元台幣95折+免運費+贈品一次購物滿3000元台幣92折+免運費+贈品一次購物滿4000元台幣88折+免運費+贈品
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內容介紹

開本：16開

紙張：膠版紙

包裝：平裝-膠訂

是否套裝：否

國際標準書號ISBN：9787111751977

作者：李正軍

出版社：機械工業出版社

出版時間：2024年04月

編輯推薦

本書遵循教指委相關指導文件和高等院校學生學習規律編寫而成。踐行四新理念，融素，注重理論與實踐相結合。

內容簡介

本書秉承“新工科”理念，從科研、教學和工程實際應用出發，理論聯繫實際，全面繫統地講述了STM32嵌入式單片機的原理與應用實例。
本書共分10章，包括：緒論、STM32微控制器、嵌入式開發環境的搭建、中斷繫統、通用輸入/輸出接口、定時器、模/數轉換器（ADC）、USART串行通信、SPI與I2C串行總線和DMA控制器。本書內容豐富，體繫先進，結構合理，理論與實踐相結合，尤其注重工程應用技術。
本書可作為高等院校自動化、機器人、儀器、人工智能、電子信息和物聯網等專業的教材，也可供從事STM32繫列嵌入式單片機開發的工程技術人員參考。
本書配有電子課件、教學大綱、習題答案、試卷及答案和其他電子配套資源，選用本書作為教材的教師可登錄www.cmpedu.com注冊下載，或發郵件至jinacmp@163.com索取。

作者簡介

高等院校教師

前言
第1章緒論 1
1.1微型計算機概述 1
1.1.1微型計算機的基本構成 2
1.1.2微處理器、微型計算機和微型
計算機繫統的關繫 4
1.1.3微處理器的常用技術 5
1.1.4微處理器的應用 8
1.2ARM概述 10
1.2.1ARM簡介 10
1.2.2ARM架構的演變 11
1.2.3ARM體繫結構與特點 12
1.2.4Cortex-M3微處理器的主要特性 14
1.2.5Cortex-M3微處理器的結構 16前言
第1章緒論 1
1.1微型計算機概述 1
1.1.1微型計算機的基本構成 2
1.1.2微處理器、微型計算機和微型
計算機繫統的關繫 4
1.1.3微處理器的常用技術 5
1.1.4微處理器的應用 8
1.2ARM概述 10
1.2.1ARM簡介 10
1.2.2ARM架構的演變 11
1.2.3ARM體繫結構與特點 12
1.2.4Cortex-M3微處理器的主要特性 14
1.2.5Cortex-M3微處理器的結構 16
1.3嵌入式繫統 17
1.3.1嵌入式繫統概述 18
1.3.2嵌入式繫統和通用計算機
繫統比較 19
1.3.3嵌入式繫統的特點 20
1.4嵌入式繫統的軟件 21
1.4.1無操作繫統的嵌入式軟件 21
1.4.2帶操作繫統的嵌入式軟件 22
1.4.3典型嵌入式操作繫統 22
1.4.4軟件架構選擇建議 23
1.5嵌入式繫統的應用領域 24
1.6嵌入式控制繫統 24
習題 26
第2章STM32 微控制器 27
2.1STM32微控制器概述 27
2.1.1STM32微控制器產品線 28
2.1.2STM32微控制器的命名規則 31
2.1.3STM32微控制器的選型 34
2.2STM32F1繫列產品繫統架構和STM32F103ZET6內部架構 35
2.2.1STM32F1繫列產品繫統架構 36
2.2.2STM32F103ZET6內部架構 38
2.3STM32F103ZET6的存儲器映像 41
2.3.1STM32F103ZET6內置外設的
地址範圍 42
2.3.2嵌入式SRAM 43
2.3.3嵌入式閃存 44
2.4STM32F103ZET6的時鐘結構 45
2.5STM32F103VET6的引腳 48
2.6STM32F103VET6最小繫統設計 53
習題 56
第3章嵌入式開發環境的搭建 57
3.1Keil MDK安裝配置 57
3.1.1Keil MDK簡介 57
3.1.2Keil MDK下載 59
3.1.3Keil MDK安裝 61
3.1.4安裝庫文件 63
3.2Keil MDK下新工程的創建 64
3.2.1建立文件夾 64
3.2.2打開Keil μVision 65
3.2.3新建工程 65
3.3Cortex微控制器軟件接口
標準CMSIS 68
3.3.1CMSIS介紹 68
3.3.2STM32F10x標準函數庫 69
3.4STM32F103開發板的選擇 72
3.5STM32仿真器的選擇 74
習題 76
第4章中斷繫統 77
4.1中斷的基本概念 77
4.1.1中斷的定義 77
4.1.2中斷的應用 78
4.1.3中斷源與中斷屏蔽 79
4.1.4中斷處理過程 79
4.1.5中斷優先級與中斷嵌套 80
4.2STM32F103的中斷繫統 81
4.2.1嵌套向量中斷控制器（NVIC） 81
4.2.2STM32F103的中斷優先級 81
4.2.3STM32F103的中斷向量表 82
4.2.4STM32F103的中斷服務程序 85
4.3STM32F103的外部中斷/事件控制器（EXTI） 85
4.3.1EXTI的內部結構 86
4.3.2EXTI的工作原理 87
4.3.3EXTI的主要特性 88
4.4STM32F10x的中斷繫統庫函數 88
4.4.1STM32F10x的NVIC相關庫
函數 89
4.4.2STM32F10x的EXTI相關庫
函數 93
4.4.3EXTI中斷線GPIO引腳映射庫
函數 96
4.5外部中斷設計流程 97
4.5.1NVIC設置 97
4.5.2中斷接口配置 98
4.5.3中斷處理 98
4.6外部中斷設計實例 99
4.6.1外部中斷的硬件設計 99
4.6.2外部中斷的軟件設計 100
習題 105
第5章通用輸入/輸出接口 106
5.1通用輸入/輸出接口概述 106
5.1.1輸入通道 107
5.1.2輸出通道 108
5.2GPIO的功能 108
5.2.1普通I/O功能 108
5.2.2單獨的位設置或位清除 108
5.2.3外部中斷/喚醒線 108
5.2.4復用功能（AF） 108
5.2.5軟件重新映射I/O復用功能 109
5.2.6GPIO鎖定機制 109
5.2.7輸入配置 109
5.2.8輸出配置 110
5.2.9復用功能配置 110
5.2.10模擬輸入配置 111
5.3GPIO常用庫函數 111
5.4GPIO使用流程 119
5.4.1普通GPIO配置 119
5.4.2I/O復用功能AFIO配置 119
5.5GPIO輸出應用實例 120
5.5.1GPIO輸出應用的硬件設計 120
5.5.2GPIO輸出應用的軟件設計 120
5.6GPIO輸入應用實例 126
5.6.1硬件設計 126
5.6.2軟件設計 126
習題 129
第6章定時器 130
6.1STM32F103定時器概述 130
6.2基本定時器 131
6.2.1基本定時器簡介 131
6.2.2基本定時器的主要特性 131
6.2.3基本定時器的功能 132
6.2.4基本定時器的寄存器 134
6.3通用定時器 134
6.3.1通用定時器簡介 134
6.3.2通用定時器的主要功能 134
6.3.3通用定時器的功能描述 135
6.3.4通用定時器的工作模式 138
6.3.5通用定時器的寄存器 142
6.4高級定時器 143
6.4.1高級定時器簡介 143
6.4.2高級定時器的結構 143
6.5定時器庫函數 144
6.6定時器應用實例 156
6.6.1通用定時器配置流程 156
6.6.2定時器應用的硬件設計 157
6.6.3定時器應用的軟件設計 157
習題 161
第7章模/數轉換器（ADC） 162
7.1模擬量輸入通道 162
7.2模擬量輸入信號類型與量程
自動轉換 163
7.2.1模擬量輸入信號類型 163
7.2.2量程自動轉換 163
7.3STM32F103VET6集成的
ADC模塊 163
7.3.1STM32的ADC概述 164
7.3.2STM32的ADC模塊結構 164
7.3.3STM32的ADC配

前言

前?言
“單片機原理與應用”是自動化、機器人、自動檢測、機電一體化、人工智能、電子與電氣工程、計算機應用、信息工程和物聯網等專業的核心課程。單片機的應用範圍十分廣闊，已滲透到國防、工業、農業、企事業和人們生活的方方面面，並且發揮著越來越重要的作用，因而掌握單片機原理及其接口技術就顯得十分重要。
在我國高校“單片機原理與應用”的教學歷史中，20世紀90年代是以MCS-51和MSP430單片機為主流教學機型的。
雖然經典的8位單片機（如MCS-51）和16位單片機（如MSP430）已經積累了大量的技術資料，用起來得心應手，但是單片機復雜的指令、較低的主頻、有限的存儲空間和極少的片上外設，使其在面對復雜應用時捉襟見肘，難以勝任。盡管8位和16位單片機的應用不會就此結束，但可以肯定的是32位處理器的時代已經到來，32位處理器的性能得到了顯著提升，片上資源更加豐富，功能也越來越復雜和完善。特別是在計算機測控繫統設計方面，基於ARM微控制器的設計方案越來越得到工程師的認可。ARM微控制器無論在體繫結構、彙編語言程序設計、接口技術還是開發手段等諸多方面都比MCS-51和MSP430具有更加優異的特征。前?言
“單片機原理與應用”是自動化、機器人、自動檢測、機電一體化、人工智能、電子與電氣工程、計算機應用、信息工程和物聯網等專業的核心課程。單片機的應用範圍十分廣闊，已滲透到國防、工業、農業、企事業和人們生活的方方面面，並且發揮著越來越重要的作用，因而掌握單片機原理及其接口技術就顯得十分重要。
在我國高校“單片機原理與應用”的教學歷史中，20世紀90年代是以MCS-51和MSP430單片機為主流教學機型的。
雖然經典的8位單片機（如MCS-51）和16位單片機（如MSP430）已經積累了大量的技術資料，用起來得心應手，但是單片機復雜的指令、較低的主頻、有限的存儲空間和極少的片上外設，使其在面對復雜應用時捉襟見肘，難以勝任。盡管8位和16位單片機的應用不會就此結束，但可以肯定的是32位處理器的時代已經到來，32位處理器的性能得到了顯著提升，片上資源更加豐富，功能也越來越復雜和完善。特別是在計算機測控繫統設計方面，基於ARM微控制器的設計方案越來越得到工程師的認可。ARM微控制器無論在體繫結構、彙編語言程序設計、接口技術還是開發手段等諸多方面都比MCS-51和MSP430具有更加優異的特征。
51單片機因其結構簡單、易開發等優點，一直被廣泛使用，是嵌入式繫統中一款經典的單片機。如今嵌入式產品的競爭日益激烈，對微控制器性能的要求也越來越高，面對這些新要求和新挑戰，51單片機顯得有些“力不從心”。因此，需要一款功能更多、功耗更低、實時處理能力和數字信號處理能力更強的微控制器，以適應當今的市場需求。
正因如此，ARM公司率先推出了一款基於ARMV7架構的32位ARM Cortex-M微控制器內核。Cortex-M繫列內核支持兩種運行模式，即線程模式（Thread Mode）與處理模式（Handler Mode）。這兩種模式都有各自獨立的堆棧，使內核更加支持實時操作繫統，並且Cortex-M繫列內核支持Thumb-2指令集，因此基於Cortex-M繫列內核的微控制器的開發和應用可以在C語言環境中完成。
繼Cortex-M繫列內核誕生之後，ST公司積極響應嵌入式產品市場的新要求和新挑戰，推出了基於Cortex-M繫列內核的STM32繫列微控制器。它具有出色的微控制器內核和完善的繫統結構設計，並且易於開發，性能高，兼容性好且功耗低。實時處理能力和數字信號處理能力強等優點，更使得STM32繫列微控制器一上市就迅速占領了中低端微控制器市場。
因此，本書以ST公司基於32位ARM內核的STM32F103為背景機型，介紹單片機原理與應用。
本書介紹的STM32F103VET6具有32位ARM Cortex-M3內核，集成了512KB Flash和64KB SRAM以及豐富的硬件接口電路，運行頻率可達72MHz。
本書的特點如下：
1）采用流行的STM32F103講述單片機原理與應用。
2）內容精練、圖文並茂、循序漸進、重點突出。
3）不講述煩瑣的STM32寄存器，重點講述STM32的庫函數。
4）以理論為基礎，以應用為主導，章節內容前後安排邏輯性強、層次分明、易教易學。
5）結合國內主流硬件開發板（野火F103-指南者），本書給出了各個外設模塊的硬件設計和軟件設計實例，其代碼均已在開發板上調試通過，並通過串口調試助手查看了調試結果，可以很好地鍛煉學生的硬件理解能力和軟件編程能力，起到舉一反三的效果。
6）所選開發板的價格在左右，可以較容易地買到，方便學校實驗教學。
7）本書亦可以作為“微機原理與接口技術”課程的教材。
本書結合編著者多年的科研和教學經驗，遵循循序漸進、理論與實踐並重、共性與個性兼顧的原則，將理論實踐一體化的教學方式融入其中。本書實踐案例由淺入深，層層遞進，在幫助讀者快速掌握某一外部設備功能的同時，有效融合其他外部設備，如按鍵、LED顯示器、USART串行通信、模/數轉換器和各類傳感器等設計嵌入式繫統，體現學習的繫統性。
本書在編寫過程中參考了一些國內外著作，在此向相關的作者表示衷心的感謝。由於編著者水平有限，書中不妥之處在所難免，敬請廣大讀者不吝指正。

編著者

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