基礎(chǔ)篇



第　1章 專(zhuān)題1嵌入式系統(tǒng)概述　2

1.1　從單片機(jī)到嵌入式系統(tǒng)　2

1.2　精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī)與復(fù)雜指令集計(jì)算機(jī)　3

1.3　普林斯頓結(jié)構(gòu)和哈佛結(jié)構(gòu)　3

1.4　Arm公司及其微處理器　4

1.5　Arm Cortex系列處理器　5

1.6　STM32F103系列微控制器　8

第　2章 專(zhuān)題2實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目使用的軟硬件平臺(tái)　11

2.1　實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目使用的軟件集成開(kāi)發(fā)環(huán)境　11

2.2　實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目使用的仿真器　13

2.2.1　仿真器分類(lèi)　13

2.2.2　JTAG和SWD接口　13

2.3　實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目使用的目標(biāo)板　15

2.4　實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目使用的帆板角度測(cè)量與控制裝置　15

第3章　專(zhuān)題3CMSIS與STM32標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫(kù)　17

3.1　Arm Cortex微控制器軟件接口標(biāo)準(zhǔn)CMSIS　17

3.2　關(guān)于STM32的標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫(kù)　18

3.3　STM32標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫(kù)的命名規(guī)則　23

第4章　專(zhuān)題4STM32嵌入式C語(yǔ)言編程的特點(diǎn)　26

4.1　宏指令的使用及其意義　26

4.2　STM32嵌入式C語(yǔ)言編程中幾個(gè)重要關(guān)鍵字　28

4.3　STM32嵌入式C語(yǔ)言編程的基本數(shù)據(jù)類(lèi)型　30

4.4　結(jié)構(gòu)體與指針　32

4.5　枚舉　33

4.6　C語(yǔ)言編程的代碼格式　34

第5章　專(zhuān)題5STM32F10x微控制器的系統(tǒng)時(shí)鐘　36

5.1　STM32F10x微控制器系統(tǒng)時(shí)鐘的基本結(jié)構(gòu)　36

5.2　STM32F10x微控制器的時(shí)鐘源與配置路徑　37

5.3　STM32F10x微控制器的總線(xiàn)時(shí)鐘　40

5.4　STM32F10x微控制器系統(tǒng)時(shí)鐘與外設(shè)時(shí)鐘的配置方法　40

5.4.1　STM32F10x微控制器系統(tǒng)時(shí)鐘的配置函數(shù)　40

5.4.2　STM32F10x微控制器外設(shè)時(shí)鐘的控制　41

第6章　專(zhuān)題6彩色LCD顯示　42

6.1　彩色LCD顯示與控制的基本原理　42

6.2　彩色LCD顯示器的圖形顯示方法　43

6.3　彩色圖片轉(zhuǎn)換成C語(yǔ)言數(shù)組文件的方法　44

第7章　專(zhuān)題7字符編碼與顯示字庫(kù)　46

7.1　ASCII編碼　46

7.2　漢字字符編碼　51

7.3　字符在彩色LCD屏幕上的顯示　52

7.4　顯示字庫(kù)與字符編碼的關(guān)系　54



應(yīng)用篇



第8章　實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目1LED閃爍　58

8.1　相關(guān)知識(shí)　58

8.2　項(xiàng)目實(shí)施　59

8.2.1　在MDK開(kāi)發(fā)環(huán)境中新建項(xiàng)目　59

8.2.2　MDK工程項(xiàng)目配置　62

8.2.3　編譯并下載運(yùn)行　66

第9章　實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目2按鍵控制LED亮滅　67

9.1　相關(guān)知識(shí)　67

9.1.1　STM32F103微控制器通用輸入/輸出端口GPIO的基本結(jié)構(gòu)　67

9.1.2　GPIO的工作模式　68

9.1.3　GPIO端口編程涉及的標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫(kù)函數(shù)　69

9.2　項(xiàng)目實(shí)施　70

9.2.1　硬件電路實(shí)現(xiàn)　70

9.2.2　程序設(shè)計(jì)思路　70

9.2.3　程序代碼分析　71

9.3　拓展項(xiàng)目按鍵控制LED閃爍頻率　75

9.3.1　項(xiàng)目?jī)?nèi)容　75

9.3.2　項(xiàng)目提示　75

第　10章 實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目3按鍵控制LED閃爍頻率（外部中斷）　76

10.1　相關(guān)知識(shí)　76

10.1.1　STM32F103微控制器的中斷系統(tǒng)　76

10.1.2　STM32F103微控制器的外部中斷　80

10.1.3　外部中斷編程涉及的標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫(kù)函數(shù)　81

10.2　項(xiàng)目實(shí)施　81

10.2.1　硬件電路設(shè)計(jì)　81

10.2.2　程序設(shè)計(jì)思路　82

10.2.3　程序代碼分析　82

10.3　拓展項(xiàng)目LED顯示與按鍵動(dòng)作的同步　88

10.3.1　項(xiàng)目?jī)?nèi)容　88

10.3.2　項(xiàng)目提示　88

第　11章 實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目4彩色LCD顯示圖片與文字　89

11.1　相關(guān)知識(shí)　89

11.1.1　STM32F103微控制器的FSMC　89

11.1.2　FSMC編程涉及的標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫(kù)函數(shù)　92

11.1.3　彩色LCD的驅(qū)動(dòng)　92

11.2　項(xiàng)目實(shí)施　93

11.2.1　硬件電路設(shè)計(jì)　93

11.2.2　程序代碼分析　93

11.3　拓展項(xiàng)目按鍵控制字符串移動(dòng)　98

11.3.1　項(xiàng)目?jī)?nèi)容　98

11.3.2　項(xiàng)目提示　98

第　12章 實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目5按鍵控制LED閃爍頻率（定時(shí)器中斷）　99

12.1　相關(guān)知識(shí)　99

12.1.1　STM32F103微控制器的定時(shí)器資源　99

12.1.2　STM32F103微控制器的通用定時(shí)器　100

12.1.3　通用定時(shí)器編程涉及的STM32標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫(kù)函數(shù)　101

12.2　項(xiàng)目實(shí)施　101

12.2.1　硬件電路實(shí)現(xiàn)　101

12.2.2　程序設(shè)計(jì)思路　101

12.2.3　程序代碼分析　102

12.3　拓展項(xiàng)目LED1呼吸燈（定時(shí)器中斷）　107

12.3.1　項(xiàng)目?jī)?nèi)容　107

12.3.2　項(xiàng)目提示　107

第　13章 實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目6風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的PWM控制　108

13.1　相關(guān)知識(shí)　108

13.1.1　脈沖寬度調(diào)制的基本原理　108

13.1.2　四線(xiàn)制直流風(fēng)扇的控制方法　108

13.1.3　STM32通用定時(shí)器的PWM　109

13.1.4　STM32引腳的重映射　110

13.1.5　通用定時(shí)器PWM輸出編程涉及的標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫(kù)函數(shù)　110

13.2　項(xiàng)目實(shí)施　110

13.2.1　硬件電路設(shè)計(jì)　110

13.2.2　程序設(shè)計(jì)思路　111

13.2.3　程序代碼分析　111

第　14章 實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目7帆板角度與芯片溫度檢測(cè)　116

14.1　相關(guān)知識(shí)　116

14.1.1　電阻式角度傳感器的原理　116

14.1.2　模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換的過(guò)程　116

14.1.3　模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換的技術(shù)指標(biāo)　118

14.1.4　逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器　118

14.1.5　STM32微控制器的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器ADC　120

14.1.6　ADC編程涉及的標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫(kù)函數(shù)　121

14.2　項(xiàng)目實(shí)施　122

14.2.1　硬件電路設(shè)計(jì)　122

14.2.2　程序設(shè)計(jì)思路　122

14.2.3　程序代碼分析　123

14.3　拓展項(xiàng)目利用規(guī)則通道檢測(cè)芯片溫度與內(nèi)部參考電壓　129

14.3.1　項(xiàng)目要求　129

14.3.2　項(xiàng)目提示　129

第　15章 實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目8帆板角度與芯片溫度檢測(cè)（DMA方式）　130

15.1　相關(guān)知識(shí)　130

15.1.1　DMA的基本概念　130

15.1.2　STM32F103ZE微控制器的DMA　131

15.1.3　DMA編程涉及的標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫(kù)函數(shù)　134

15.2　項(xiàng)目實(shí)施　135

15.2.1　硬件電路設(shè)計(jì)　135

15.2.2　程序設(shè)計(jì)思路　135

15.2.3　程序代碼分析　135

15.3　拓展項(xiàng)目存儲(chǔ)器到存儲(chǔ)器（M2M）數(shù)據(jù)傳輸　140

15.3.1　項(xiàng)目?jī)?nèi)容　140

15.3.2　項(xiàng)目提示　140

第　16章 實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目9串行通信控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)速并獲取帆板角度　142

16.1　相關(guān)知識(shí)　142

16.1.1　異步串行通信　142

16.1.2　STM32的通用同步/異步收發(fā)器（USART）　143

16.1.3　STM32的USART編程涉及的標(biāo)準(zhǔn)

　外設(shè)庫(kù)函數(shù)　144

16.2　項(xiàng)目實(shí)施　144

16.2.1　硬件電路設(shè)計(jì)　144

16.2.2　程序設(shè)計(jì)思路　145

16.2.3　串行通信協(xié)議　145

16.2.4　程序代碼分析　146

16.2.5　使用串口調(diào)試助手進(jìn)行操作　151

16.3　拓展項(xiàng)目串口采用DMA方式發(fā)送字符　152

16.3.1　項(xiàng)目要求　152

16.3.2　項(xiàng)目提示　152

第　17章 實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目10Wi-Fi控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)速并獲取帆板角度　154

17.1　相關(guān)知識(shí)　154

17.1.1　ISO/OSI參考模型與TCP/IP協(xié)議　154

17.1.2　TCP/IP相關(guān)知識(shí)點(diǎn)　155

17.1.3　Wi-Fi及其三種工作模式　156

17.1.4　Wi-Fi模塊ESP8266　156

17.1.5　ESP8266模塊的控制指令　157

17.2　項(xiàng)目實(shí)施　158

17.2.1　硬件電路設(shè)計(jì)　158

17.2.2　程序設(shè)計(jì)思路　159

17.2.3　程序代碼分析　159

17.2.4　使用手機(jī)端網(wǎng)絡(luò)調(diào)試助手App進(jìn)行遙控操作　167

第　18章 實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目11基于STM32的物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)溫度檢測(cè)　169

18.1　相關(guān)知識(shí)　169

18.1.1　云服務(wù)及其分類(lèi)　169

18.1.2　物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)　171

18.1.3　中國(guó)移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)OneNET　171

18.1.4　數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程　172

18.1.5　本項(xiàng)目使用的ESP8266模塊控制指令　174

18.2　項(xiàng)目實(shí)施　175

18.2.1　在OneNET云平臺(tái)上搭建設(shè)備和應(yīng)用　175

18.2.2　程序設(shè)計(jì)思路　184

18.2.3　程序代碼分析　184

18.2.4　在桌面端或手機(jī)端觀察云平臺(tái)的溫度數(shù)據(jù)　189