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書名:嵌入式繫統設計

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作者:徐靈飛 著

出版社：電子工業出版社

出版日期：2020-08-01

ISBN：9787121388590

字數：

頁碼：344

版次：01

裝幀：平裝

開本：16開

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內容提要

本書主要以STM32F429微控制器為對像講解嵌入式繫統設計方法、實例。全書分為17章，主要對嵌入式繫統，ARM Cortex-M體繫架構，STM32F429微控制器內部構造及其常用的片上外設結構、應用實例、程序開發方法進行了講解。書中對常用的應用進行了實例講解，給出了清晰的繫統應用設計思路，並明確了每個應用的設計步驟，提供了每個應用的程序源代碼，使初學者在學習了相關基本知識後能夠對具體的設計一看即懂。本書設計了適量習題，習題內容緊貼各章核心內容，涵蓋基本概念及相關應用，能夠起到鞏固重要知識點的作用。本書適用於電子、通信、電氣、測控、計算機、物聯網等專業的在校生和嵌入式繫統設計的愛好者。

目錄

章嵌入式繫統t1
1．1嵌入式繫統概述t1
1．1．1嵌入式繫統的定義t1
1．1．2嵌入式繫統的特點t1
1．1．3嵌入式繫統的應用t2
1．2嵌入式繫統的體繫t2
1．2．1硬件架構t3
1．2．2軟件層次t3
1．3嵌入式硬件繫統t6
1．3．1嵌入式處理器分類t6
1．3．2典型嵌入式處理器t7
1．3．3存儲繫統t9
1．3．4I/O接口t10
1．3．5人機接口t10
1．3．6電源及其他設備t10
1．4嵌入式操作繫統t10
1．4．1嵌入式操作繫統的發展t10
1．4．2嵌入式操作繫統的分類t11
1．4．3嵌入式實時操作繫統的功能t12
1．4．4常用的嵌入式操作繫統t13
1．5嵌入式繫統的設計t14
1．5．1嵌入式繫統設計流程t14
1．5．2嵌入式繫統開發環境搭建t15
習題t16
第2章ARM Cortex-M體繫架構t18
2．1ARM Cortex體繫架構概述t18
2．1．1CISC和RISCt18
2．1．2ARM架構發展史t20
2．1．3ARM處理器的類型t20
2．1．4Cortex-M繫列處理器t22
2．2Cortex-M4內核基礎t23
2．2．1寄存器組t24
2．2．2堆棧操作t26
2．2．3特殊功能寄存器組t27
2．2．4操作模式t28
2．3存儲器繫統t30
2．3．1數據類型t30
2．3．2存儲形式t30
2．3．3存儲器映射t31
2．3．4位帶區t32
2．4異常和中斷t33
2．4．1向量表t34
2．4．2優先級t35
2．4．3響應過程t36
2．4．4復位t38
習題t39
第3章STM32F429微控制器t40
3．1STM32繫列微控制器t40
3．1．1STM32繫列微控制器概述t40
3．1．2芯片命名規則t41
3．1．3開發工具t41
3．1．4STM32標準函數庫介紹t46
3．2STM32F429微控制器結構t51
3．2．1芯片資源t51
3．2．2芯片內部結構t52
3．2．3芯片引腳和功能t55
3．2．4電源繫統t57
3．2．5復位繫統t60
3．3STM32F4繫列微控制器存儲器映射和寄存器t61
3．3．1存儲器映射t61
3．3．2自舉配置t63
3．3．3寄存器映射t63
習題t67
第4章啟動文件和SysTickt69
4．1啟動文件t69
4．1．1啟動文件概述t69
4．1．2啟動步驟t69
4．2啟動文件代碼講解t70
4．3SysTickt75
4．3．1SysTick概述t75
4．3．2SysTick的庫函數t76
4．3．3應用實例t78
習題t79
第5章GPIOt80
5．1GPIO結構原理t80
5．1．1GPIO功能描述t80
5．1．2GPIO輸入配置t81
5．1．3GPIO輸出配置t82
5．1．4GPIO復用功能配置t84
5．1．5GPIO模擬功能配置t85
5．2GPIO相關寄存器t86
5．2．1模式寄存器t86
5．2．2輸出類型寄存器t86
5．2．3輸出速度寄存器t87
5．2．4上拉/下拉寄存器t87
5．2．5輸入數據寄存器t88
5．2．6輸出數據寄存器t88
5．2．7置位/復位寄存器t89
5．2．8配置鎖存寄存器t90
5．2．9復用功能寄存器t90
5．3GPIO典型應用步驟及常用庫函數t92
5．3．1GPIO典型應用步驟t92
5．3．2常用庫函數t93
5．4應用實例t97
5．4．1GPIO輸出應用實例t97
5．4．2GPIO輸入應用實例t99
5．4．3GPIO復用應用實例t101
5．4．4矩陣按鍵應用t102
習題t106
第6章NVICt108
6．1NVIC的中斷類型及中斷管理方法t108
6．1．1中斷類型t108
6．1．2中斷管理方法t109
6．2常用庫函數t110
6．3應用實例t112
習題t113
第7章EXTIt114
7．1EXTI概述t114
7．1．1 EXTI結構t114
7．1．2GPIO相關EXTI線t116
7．2EXTI典型應用步驟及常用庫函數t116
7．2．1EXTI典型應用步驟t116
7．2．2常用庫函數t117
7．3應用實例t119
習題t121
第8章 時鐘繫統t122
8．1時鐘繫統結構t122
8．1．1時鐘源t124
8．1．2HSE時鐘t124
8．1．3PLL配置t125
8．1．4LSE 時鐘t126
8．1．5LSI時鐘t126
8．1．6時鐘輸出功能t126
8．2PLL時鐘繫統配置步驟及常用庫函數t126
8．2．1PLL時鐘繫統配置步驟t127
8．2．2常用庫函數t127
8．3應用實例t130
習題t132
第9章 定時器繫統t133
9．1定時器繫統概述t133
9．1．1 定時器結構t134
9．1．2 時鐘源t134
9．2 基本定時功能t137
9．2．1 t137
9．2．2 計數模式t138
9．3 捕抓/比較功能t141
9．3．1 輸入捕抓/比較輸出通道t141
9．3．2 輸入捕抓模式t143
9．3．3 輸出模式t144
9．3．4 編碼器接口模式t147
9．4 定時器典型應用步驟及常用庫函數t150
9．4．1 基本定時功能應用步驟t150
9．4．2 輸入捕抓模式應用步驟t150
9．4．3 PWM輸出應用步驟t152
9．4．4 編碼器接口應用步驟t153
9．4．5 常用庫函數t155
9．5 應用實例t159
9．5．1 定時器控制實現燈閃爍t159
9．5．2 直流電機調速控制t161
9．5．3 測量外部輸入脈衝頻率t164
9．5．4測量電機轉速和方向t167
習題t170
0章 DMA控制器t171
10．1DMA控制器概述t171
10．1．1DMA控制器主要特性t171
10．1．2DMA控制器結構t172
10．2DMA控制器功能t173
10．2．1DMA事務t173
10．2．2數據流t174
10．2．3通道t174
10．2．4仲裁t175
10．2．5循環模式t176
10．2．6單次和突發模式t176
10．2．7 FIFOt176
10．2．8DMA中斷t177
10．2．9DMA數據流配置過程t177
10．3DMA典型應用步驟及常用庫函數t178
10．3．1DMA典型應用步驟t178
10．3．2常用庫函數t179
10．4 應用實例t181
習題t183
1章 通用同步異步收發器（USART）t184
11．1通信概述t184
11．1．1並行通信和串行通信t184
11．1．2單工通信、半雙工通信、全雙工通信t185
11．1．3同步通信和異步通信t185
11．1．4RS-232t186
11．2 STM32F429微控制器的USART結構t188
11．2．1 USART概述t188
11．2．2波特率設置t192
11．2．3 USART中斷t193
11．2．4DMA控制t193
11．3USART典型應用步驟及常用庫函數t194
11．3．1USART典型應用步驟t194
11．3．2常用庫函數t194
11．4應用實例t197
11．4．1通過串口向計算機傳輸100個字節t197
11．4．2串口與計算機回顯功能實現t199
11．4．3利用DMA通過串口向計算機傳輸1000個字節t202
習題t204
2章 模數轉換器（ADC）t205
12．1ADC概述t205
12．1．1A/D轉換過程t205
12．1．2ADC原理t206
12．2 STM32F429微控制器的ADC結構t208
12．3 STM32F429微控制器的ADC功能t212
12．3．1 ADC使能和啟動t212
12．3．2 時鐘配置t213
12．3．3 轉換模式t213
12．3．4 DMA控制t214
12．4 ADC典型應用步驟及常用庫函數t215
12．4．1 ADC典型應用步驟t215
12．4．2 常用庫函數t216
12．5 應用實例t220
12．5．1 規則組單通道采集外部電壓t220
12．5．2 使用DMA和規則組通道實現多路模擬信號采集t222
習題t227
3章 數模轉換器（DAC）t228
13．1 DAC概述t228
13．1．1 基本概念t228
13．1．2 DAC原理t229
13．2 STM32F429微控制器的DAC結構t230
13．3 STM32F429微控制器的DAC功能t231
13．4 DAC典型應用步驟及常用庫函數t234
13．4．1 DAC典型應用步驟t234
13．4．2 常用庫函數t235
13．5 應用實例t236
習題t239
4章 I2C控制器t240
14．1 I2C協議t240
14．1．1 I2C物理層t240
14．1．2 I2C協議層t241
14．2 軟件模擬I2C協議程序分析t244
14．2．1 I2C引腳配置t244
14．2．2 軟件模擬開始信號和結束信號t246
14．2．3 軟件模擬檢測ACK信號t246
14．2．4 軟件模擬產生ACK信號和NACK信號t247
14．2．5 軟件模擬發送一個字節數據t247
14．2．6 軟件模擬接收一個字節數據t248
14．2．7 軟件模擬I2C完整寫操作t248
14．2．8 軟件模擬I2C完整讀操作t249
14．3 模擬I2C總線協議讀寫AT24CXX繫列EEPROM實驗t250
14．4 I2C控制器概述t254
14．4．1 I2C控制器主要特性t254
14．4．2 I2C控制器結構t254
14．4．3 I2C控制器主模式t255
14．4．4 I2C控制器從模式t256
14．4．5 I2C控制器中斷t257
14．5 I2C典型應用步驟及常用庫函數t258
14．5．1 I2C典型應用步驟t258
14．5．2 常用庫函數t258
14．6 應用實例t261
14．6．1 I2C控制器主模式測試t261
14．6．2 I2C控制器從模式測試t266
習題t269
5章 SPI控制器t270
15．1 SPI協議t270
15．1．1 SPI數據傳輸t270
15．1．2 SPI通信的時鐘極性和時鐘相位t271
15．1．3 4種SPI模式t271
15．2 SPI控制器概述t273
15．2．1 SPI控制器主要特性t273
15．2．2 SPI控制器結構t273
15．2．3 SPI主機配置t274
15．2．4 SPI從機配置t275
15．2．5 主模式的全雙工發送和接收過程t275
15．2．6 SPI狀態標志t276
15．2．7 SPI中斷t276
15．3 SPI典型應用步驟及常用庫函數t277
15．3．1 SPI典型應用步驟t277
15．3．2 常用庫函數t277
15．4 應用實例t279
習題t289
6章 外部存儲控制器t290
16．1 FMC概述t290
16．1．1 FMC主要特性t290
16．1．2 FMC結構t291
16．1．3 SDRAM簡介t292
16．1．4 SDRAM初始化t294
16．2 FMC擴展SDRAM典型應用步驟及常用庫函數t295
16．2．1 FMC擴展SDRAM典型應用步驟t295
16．2．2 常用庫函數t296
16．3 應用實例t299
習題t302
7章 LCD控制器t303
17．1 液晶顯示技術及液晶顯示器控制原理t303
17．1．1 液晶顯示技術t303
17．1．2 液晶顯示器控制原理t304
17．2 LTDC控制器概述t307
17．2．1 LTDC控制器主要特性t307
17．2．2 LTDC控制器結構t308
17．3 DMA2D控制器概述t310
17．3．1 DMA2D控制器結構t310
17．3．2 DMA2D控制器事務t311
17．3．3 DMA2D控制器配置t312
17．4 字符顯示t312
17．4．1 字符編碼t312
17．4．2 字模的生成t313
17．5 LTDC典型應用步驟及常用庫函數t317
17．5．1 LTDC典型應用步驟t317
17．5．2 常用庫函數t318
17．6 應用實例t323
習題t332
參考文獻t334

作者介紹

徐靈飛，"嵌入式繫統設計”精品課程負責人，教授"嵌入式繫統設計”課程多年，承擔"民辦高校重點特色專業質量提升計劃”的專業建設工作等。

序言