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内容简介

本书以STM32系列32位Flash MCU为例，以“蓝桥杯”嵌入式设计与开发竞赛训练板为硬件平台，以“一切从简单开始”为宗旨，介绍ARM Cortex-M3系统的设计与实现。全书分为10章，第1章简单介绍STM32 MCU和SysTick的结构；第2、3章以一个简单的嵌入式系统设计为例，详细介绍SysTick、GPIO和USART的应用设计；第4、5章分别介绍SPI和I2C的结构和设计实例；第6、7章分别介绍TIM和ADC的结构和设计实例；第8、9章分别介绍NVIC和DMA的结构和设计实例；第10章介绍竞赛扩展板的使用。书后附有实验指导，以方便实验教学。

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ISBN：9787121351983

开本：16(185*260)

页数：252

字数：403.2

本书目录

第1章  STM32 MCU简介	（1）
1.1  STM32 MCU结构	（1）
1.2  STM32 MCU存储器映像	（2）
1.3  STM32 MCU系统时钟树	（4）
1.3.1  时钟控制	（5）
1.3.2  时钟配置	（7）
1.3.3  APB2设备时钟使能	（11）
1.3.4  APB1设备时钟使能	（12）
1.3.5  备份域控制	（13）
1.3.6  控制状态	（15）
1.4  Cortex-M3简介	（17）
第2章  通用并行接口GPIO	（21）
2.1  GPIO结构及寄存器说明	（21）
2.2  GPIO库函数说明	（23）
2.3  GPIO设计实例	（26）
2.3.1  使用库函数软件设计	（27）
2.3.2  使用寄存器软件设计	（31）
2.4  GPIO设计实现*	（33）
2.4.1  Keil的安装和使用	（33）
2.4.2  使用仿真器调试和运行目标
程序	（35）
2.4.3  使用调试器调试和运行目标
程序	（42）
2.5  LCD使用	（45）
第3章  通用同步/异步收发器接口USART	（50）
3.1  UART简介	（50）
3.2  USART结构及寄存器说明	（51）
3.3  USART库函数说明	（54）
3.4  USART设计实例	（56）
3.4.1  USART基本功能程序设计	（57）
3.4.2  与PC通信程序设计	（59）
3.4.3  用printf()实现通信程序
设计	（63）
3.5  USART设计实现*	（63）
3.5.1  使用仿真器调试和运行目标
程序	（65）
3.5.2  使用调试器调试和运行目标
程序	（68）
第4章  串行设备接口SPI	（70）
4.1  SPI结构及寄存器说明	（70）
4.2  SPI库函数说明	（73）
4.3  SPI设计实例	（76）
4.3.1  SPI基本功能程序设计	（76）
4.3.2  SPI环回程序设计	（78）
4.3.3  GPIO仿真SPI程序设计	（79）
4.4  SPI设计实现*	（80）
第5章  内部集成电路总线接口I2C	（84）
5.1  I2C结构及寄存器说明	（84）
5.2  I2C库函数说明	（88）
5.3  I2C设计实例	（92）
5.3.1  I2C EEPROM库函数说明	（93）
5.3.2  I2C EEPROM库函数程序
设计	（95）
5.3.3  GPIO仿真I2C库函数说明	（97）
5.3.4  GPIO仿真I2C库函数程序
设计	（100）
5.4  I2C设计实现*	（102）
5.4.1  I2C EEPROM库函数程序
设计实现	（102）
5.4.2  GPIO仿真I2C库函数程序
设计实现	（104）
第6章  定时器TIM	（107）
6.1  TIM结构及寄存器说明	（107）
6.2  TIM库函数说明	（115）
6.3  TIM设计实例*	（124）
6.3.1  1s定时程序设计	（124）
6.3.2  矩形波输出程序设计	（126）
6.3.3  矩形波测量程序设计	（129）
6.4  实时钟RTC	（132）
6.4.1  RTC结构及寄存器说明	（132）
6.4.2  RTC库函数说明	（134）
6.4.3  RTC程序设计	（136）
第7章  模数转换器ADC	（139）
7.1  ADC结构及寄存器说明	（139）
7.2  ADC库函数说明	（145）
7.3  ADC设计实例*	（151）
7.3.1  用ADC1规则通道实现外部
输入模拟信号的模数转换	（151）
7.3.2  用ADC1注入通道实现内部
温度传感器的温度测量	（154）
第8章  嵌套向量中断控制器NVIC*	（157）
8.1  NVIC简介	（157）
8.2  EXTI中断	（162）
8.3  USART中断	（167）
8.4  TIM中断	（169）
8.5  ADC中断	（171）
第9章  直接存储器存取DMA*	（173）
9.1  DMA简介	（173）
9.2  USART的DMA操作	（177）
9.3  ADC的DMA操作	（179）
第10章  竞赛扩展板的使用	（182）
10.1  数码管的使用	（182）
10.2  ADC按键的使用	（183）
10.3  湿度传感器DHT11的使用	（186）
10.4  温度传感器DS18B20的使用	（188）
10.5  加速度传感器LIS302DL的使用	（194）
附录A  STM32库函数	（197）
附录B  STM32引脚功能	（212）
附录C  CT117E嵌入式竞赛训练板简介	（224）
附录D  CT117E嵌入式竞赛扩展板简介	（229）
附录E  ASCII码表	（233）
附录F  C语言运算符	（234）
附录G  实验指导	（235）
实验1  GPIO应用	（235）
实验2  USART应用	（236）
实验3  SPI应用	（236）
实验4  I2C应用	（237）
实验5  TIM应用	（238）
实验6  ADC应用	（239）
实验7  NVIC应用	（240）
实验8  DMA应用	（240）
参考文献	（241）

展开

前言

序    言
世界万物，智能互联，这是当下产业界正在推动的新一代技术发展和服务的方向，万物互联后产生的大数据可以进一步提升社会效率和推动产业升级，将产生巨大的社会价值。
产业升级，技术创新，离不开与时俱进的人才。
人才的培养，高等学校是最大的培养基地。
作为致力于长期服务中国市场、为中国的产业发展提供最新技术产品的公司，意法半导体一直为中国的用户提供最前沿的技术，推动生态系统的建设，为用户提供从芯片到方案的支持。
为了向产业界提供有技术的人才，我们从数年前就开始系统性地和高校开展人才培养计划，这个计划包含下列3个方面：
（1）推动精品课程建设：协助高校课程改革，将最前沿的技术和产品带入教学和实验中，让学生接触体验到最新技术，为以后就业打好基础。
（2）实施TTT（老师培训老师）项目：邀请有开课经验的老师开展培训，帮助打算开课的老师提升信心，分享教育经验和体会。
（3）开展大学生智能互联校园创新大赛：让学生通过大赛进一步夯实所学的知识，在一个公平的环境中模拟企业项目，提升自身能力和信心。
在过去数年的探索中，我们惊喜地发现已经有众多的老师在人才培养方面取得了优异的成果，并且积极分享和持续优化、全方位推动高校课程改革和人才培养。
北方工业大学电子信息工程学院的郭书军老师就是其中一位，他在本科生和研究生教育方面，一直倡导课程和时代技术发展紧密结合，把市场主流的技术带进课堂，从2010年开始把STM32作为嵌入式系统设计课程的主要教学载体，升级课程体系，同时鼓励学生积极参加各项竞赛，以赛代练，提高技术能力。同时，郭书军老师也为工信部人才交流中心举办的“蓝桥杯”嵌入式设计与开发竞赛做出了巨大的贡献。
喜闻郭书军老师对《ARM Cortex-M3系统设计与实现—STM32基础篇》进行改版优化，将硬件平台更新为竞赛训练板，并在原有寄存器编程的基础上添加了库函数介绍和库函数编程。后来又增加了实验的视频演示，更方便大家学习和实验。新一版教材凝聚了郭书军老师的辛勤付出，希望为广大学生带来一本优质的教材，也为其他院校老师提供很好的借鉴模板。

曹锦东           
意法半导体（中国）投资有限公司
中国区微控制器市场及应用总监 
2018年8月         


 
 
前    言
《ARM Cortex-M3系统设计与实现—STM32基础篇》出版发行后，由于其简单实用的特点，受到读者的欢迎。虽然寄存器编程更有利于理解硬件原理，但有一定难度，限制了它的使用范围。为了惠及更多读者，更为了作为“蓝桥杯”嵌入式设计与开发竞赛的培训教材，本书将硬件平台更新为竞赛训练板，并在原有寄存器编程的基础上添加了库函数介绍和库函数编程。竞赛扩展板推出后，又增加了竞赛扩展板各功能模块的使用介绍。后来又增加了实验的视频演示，可通过扫描二维码打开观看（目录中标*章节含二维码），更方便大家学习和实验。
全书分为10章，以竞赛试题为主线，依次介绍GPIO、USART、SPI、I2C、TIM、ADC、NVIC、DMA的结构和程序设计与实现，最后介绍竞赛扩展板各功能模块的使用。
第1章介绍STM32 MCU和SysTick的结构，重点介绍复位和时钟控制（RCC）库函数和SysTick库函数，方便后续章节的使用。
第2章和第3章分别在介绍GPIO、USART结构和库函数的基础上，以嵌入式竞赛训练板为硬件平台，使用库函数和寄存器两种软件设计方法，介绍GPIO和USART的软件设计与实现方法，包括新建工程、新建并添加C语言源文件、添加库文件、生成目标程序文件、调试和运行目标程序等，重点介绍使用仿真器和调试器调试及运行目标程序的步骤和方法。
第4章和第5章分别介绍SPI、I2C的结构和库函数及程序设计与实现。SPI的编程操作和USART相似，软件设计实例主要实现了SPI的环回。I2C的编程操作相对复杂一些，设计实例用两种方法实现了通过I2C读/写2线串行EEPROM。
第6章和第7章分别介绍TIM、ADC的结构和库函数及程序设计。TIM设计实例实现了1s定时、矩形波输出和矩形波测量程序设计等，ADC设计实例用ADC规则通道实现外部输入模拟信号的模数转换和用ADC注入通道实现内部温度传感器的温度测量等。
第8章和第9章分别介绍NVIC、DMA的结构和库函数及设计实例。中断和DMA是高效的数据传送控制方式，对前面介绍的接口和设备数据传送查询方式稍做修改即可实现中断功能，再结合DMA可以实现数据的批量传送。
第10章介绍竞赛扩展板各功能模块的使用，包括数码管、ADC按键、湿度传感器、温度传感器和加速度传感器的使用。
书末附有STM32库函数、引脚功能、训练板和扩展板介绍等实用资料供读者参考，还包含8个实验指导以方便实验教学。
本书所有设计程序均为原创，并在竞赛训练板和Keil 4.12环境下测试通过。
参与本书编写和程序调试的还有王玉花、刘哲、王硕、孟群升和田香。在本书的编写过程中，得到意法半导体（中国）投资有限公司中国区微控制器市场及应用总监曹锦东先生的大力支持，他在百忙中为本书撰写了序言；在本书的出版过程中，得到北方工业大学的资助及电子工业出版社赵玉山先生和刘真平女士的支持，在此一并表示衷心的感谢。
由于编著者水平所限，书中难免会有不妥之处，敬请广大读者批评指正。
E-mail：cortex_m3@126.com，QQ群：STM32学习（489189201）。

编著者  
2018年2月

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