嵌入式系统设计（基于STM32F4）

第1章　嵌入式系统\t1
1．1　嵌入式系统概述\t1
1．1．1　嵌入式系统的定义\t1
1．1．2　嵌入式系统的特点\t1
1．1．3　嵌入式系统的应用\t2
1．2　嵌入式系统的体系\t2
1．2．1　硬件架构\t3
1．2．2　软件层次\t3
1．3　嵌入式硬件系统\t6
1．3．1　嵌入式处理器分类\t6
1．3．2　典型嵌入式处理器\t7
1．3．3　存储系统\t9
1．3．4　I/O接口\t10
1．3．5　人机接口\t10
1．3．6　电源及其他设备\t10
1．4　嵌入式操作系统\t10
1．4．1　嵌入式操作系统的发展\t10
1．4．2　嵌入式操作系统的分类\t11
1．4．3　嵌入式实时操作系统的功能\t12
1．4．4　常用的嵌入式操作系统\t13
1．5　嵌入式系统的设计\t14
1．5．1　嵌入式系统设计流程\t14
1．5．2　嵌入式系统开发环境搭建\t15
习题\t16
第2章　ARM Cortex-M体系架构\t18
2．1　ARM Cortex体系架构概述\t18
2．1．1　CISC和RISC\t18
2．1．2　ARM架构发展史\t20
2．1．3　ARM处理器的类型\t20
2．1．4　Cortex-M系列处理器\t22
2．2　Cortex-M4内核基础\t23
2．2．1　寄存器组\t24
2．2．2　堆栈操作\t26
2．2．3　特殊功能寄存器组\t27
2．2．4　操作模式\t28
2．3　存储器系统\t30
2．3．1　数据类型\t30
2．3．2　存储形式\t30
2．3．3　存储器映射\t31
2．3．4　位带区\t32
2．4　异常和中断\t33
2．4．1　向量表\t34
2．4．2　优先级\t35
2．4．3　响应过程\t36
2．4．4　复位\t38
习题\t39
第3章　STM32F429微控制器\t40
3．1　STM32系列微控制器\t40
3．1．1　STM32系列微控制器概述\t40
3．1．2　芯片命名规则\t41
3．1．3　开发工具\t41
3．1．4　STM32标准函数库介绍\t46
3．2　STM32F429微控制器结构\t51
3．2．1　芯片资源\t51
3．2．2　芯片内部结构\t52
3．2．3　芯片引脚和功能\t55
3．2．4　电源系统\t57
3．2．5　复位系统\t60
3．3　STM32F4系列微控制器存储器映射和寄存器\t61
3．3．1　存储器映射\t61
3．3．2　自举配置\t63
3．3．3　寄存器映射\t63
习题\t67
第4章　启动文件和SysTick\t69
4．1　启动文件\t69
4．1．1　启动文件概述\t69
4．1．2　启动步骤\t69
4．2　启动文件代码讲解\t70
4．3　SysTick\t75
4．3．1　SysTick概述\t75
4．3．2　SysTick的库函数\t76
4．3．3　应用实例\t78
习题\t79
第5章　GPIO\t80
5．1　GPIO结构原理\t80
5．1．1　GPIO功能描述\t80
5．1．2　GPIO输入配置\t81
5．1．3　GPIO输出配置\t82
5．1．4　GPIO复用功能配置\t84
5．1．5　GPIO模拟功能配置\t85
5．2　GPIO相关寄存器\t86
5．2．1　模式寄存器\t86
5．2．2　输出类型寄存器\t86
5．2．3　输出速度寄存器\t87
5．2．4　上拉/下拉寄存器\t87
5．2．5　输入数据寄存器\t88
5．2．6　输出数据寄存器\t88
5．2．7　置位/复位寄存器\t89
5．2．8　配置锁存寄存器\t90
5．2．9　复用功能寄存器\t90
5．3　GPIO典型应用步骤及常用库函数\t92
5．3．1　GPIO典型应用步骤\t92
5．3．2　常用库函数\t93
5．4　应用实例\t97
5．4．1　GPIO输出应用实例\t97
5．4．2　GPIO输入应用实例\t99
5．4．3　GPIO复用应用实例\t101
5．4．4　矩阵按键应用\t102
习题\t106
第6章　NVIC\t108
6．1　NVIC的中断类型及中断管理方法\t108
6．1．1　中断类型\t108
6．1．2　中断管理方法\t109
6．2　常用库函数\t110
6．3　应用实例\t112
习题\t113
第7章　EXTI\t114
7．1　EXTI概述\t114
7．1．1 EXTI结构\t114
7．1．2　GPIO相关EXTI线\t116
7．2　EXTI典型应用步骤及常用库函数\t116
7．2．1　EXTI典型应用步骤\t116
7．2．2　常用库函数\t117
7．3　应用实例\t119
习题\t121
第8章 时钟系统\t122
8．1　时钟系统结构\t122
8．1．1　时钟源\t124
8．1．2　HSE时钟\t124
8．1．3　PLL配置\t125
8．1．4　LSE 时钟\t126
8．1．5　LSI时钟\t126
8．1．6　时钟输出功能\t126
8．2　PLL时钟系统配置步骤及常用库函数\t126
8．2．1　PLL时钟系统配置步骤\t127
8．2．2　常用库函数\t127
8．3　应用实例\t130
习题\t132
第9章 定时器系统\t133
9．1　定时器系统概述\t133
9．1．1 定时器结构\t134
9．1．2 时钟源\t134
9．2 基本定时功能\t137
9．2．1 时基单元\t137
9．2．2 计数模式\t138
9．3 捕抓/比较功能\t141
9．3．1 输入捕抓/比较输出通道\t141
9．3．2 输入捕抓模式\t143
9．3．3 输出模式\t144
9．3．4 编码器接口模式\t147
9．4 定时器典型应用步骤及常用库函数\t150
9．4．1 基本定时功能应用步骤\t150
9．4．2 输入捕抓模式应用步骤\t150
9．4．3 PWM输出应用步骤\t152
9．4．4 编码器接口应用步骤\t153
9．4．5 常用库函数\t155
9．5 应用实例\t159
9．5．1 定时器控制实现灯闪烁\t159
9．5．2 直流电机调速控制\t161
9．5．3 测量外部输入脉冲频率\t164
9．5．4　测量电机转速和方向\t167
习题\t170
第10章 DMA控制器\t171
10．1　DMA控制器概述\t171
10．1．1　DMA控制器主要特性\t171
10．1．2　DMA控制器结构\t172
10．2　DMA控制器功能\t173
10．2．1　DMA事务\t173
10．2．2　数据流\t174
10．2．3　通道\t174
10．2．4　仲裁\t175
10．2．5　循环模式\t176
10．2．6　单次和突发模式\t176
10．2．7 FIFO\t176
10．2．8　DMA中断\t177
10．2．9　DMA数据流配置过程\t177
10．3　DMA典型应用步骤及常用库函数\t178
10．3．1　DMA典型应用步骤\t178
10．3．2　常用库函数\t179
10．4 应用实例\t181
习题\t183
第11章 通用同步异步收发器（USART）\t184
11．1　通信概述\t184
11．1．1　并行通信和串行通信\t184
11．1．2　单工通信、半双工通信、全双工通信\t185
11．1．3　同步通信和异步通信\t185
11．1．4　RS-232\t186
11．2 STM32F429微控制器的USART结构\t188
11．2．1 USART概述\t188
11．2．2　波特率设置\t192
11．2．3 USART中断\t193
11．2．4　DMA控制\t193
11．3　USART典型应用步骤及常用库函数\t194
11．3．1　USART典型应用步骤\t194
11．3．2　常用库函数\t194
11．4　应用实例\t197
11．4．1　通过串口向计算机传输100个字节\t197
11．4．2　串口与计算机回显功能实现\t199
11．4．3　利用DMA通过串口向计算机传输1000个字节\t202
习题\t204
第12章 模数转换器（ADC）\t205
12．1　ADC概述\t205
12．1．1　A/D转换过程\t205
12．1．2　ADC原理\t206
12．2 STM32F429微控制器的ADC结构\t208
12．3 STM32F429微控制器的ADC功能\t212
12．3．1 ADC使能和启动\t212
12．3．2 时钟配置\t213
12．3．3 转换模式\t213
12．3．4 DMA控制\t214
12．4 ADC典型应用步骤及常用库函数\t215
12．4．1 ADC典型应用步骤\t215
12．4．2 常用库函数\t216
12．5 应用实例\t220
12．5．1 规则组单通道采集外部电压\t220
12．5．2 使用DMA和规则组通道实现多路模拟信号采集\t222
习题\t227
第13章 数模转换器（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结构\t230
13．3 STM32F429微控制器的DAC功能\t231
13．4 DAC典型应用步骤及常用库函数\t234
13．4．1 DAC典型应用步骤\t234
13．4．2 常用库函数\t235
13．5 应用实例\t236
习题\t239
第14章 I2C控制器\t240
14．1 I2C协议\t240
14．1．1 I2C物理层\t240
14．1．2 I2C协议层\t241
14．2 软件模拟I2C协议程序分析\t244
14．2．1 I2C引脚配置\t244
14．2．2 软件模拟开始信号和结束信号\t246
14．2．3 软件模拟检测ACK信号\t246
14．2．4 软件模拟产生ACK信号和NACK信号\t247
14．2．5 软件模拟发送一个字节数据\t247
14．2．6 软件模拟接收一个字节数据\t248
14．2．7 软件模拟I2C完整写操作\t248
14．2．8 软件模拟I2C完整读操作\t249
14．3 模拟I2C总线协议读写AT24CXX系列EEPROM实验\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控制器结构\t254
14．4．3 I2C控制器主模式\t255
14．4．4 I2C控制器从模式\t256
14．4．5 I2C控制器中断\t257
14．5 I2C典型应用步骤及常用库函数\t258
14．5．1 I2C典型应用步骤\t258
14．5．2 常用库函数\t258
14．6 应用实例\t261
14．6．1 I2C控制器主模式测试\t261
14．6．2 I2C控制器从模式测试\t266
习题\t269
第15章 SPI控制器\t270
15．1 SPI协议\t270
15．1．1 SPI数据传输\t270
15．1．2 SPI通信的时钟极性和时钟相位\t271
15．1．3 4种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控制器结构\t273
15．2．3 SPI主机配置\t274
15．2．4 SPI从机配置\t275
15．2．5 主模式的全双工发送和接收过程\t275
15．2．6 SPI状态标志\t276
15．2．7 SPI中断\t276
15．3 SPI典型应用步骤及常用库函数\t277
15．3．1 SPI典型应用步骤\t277
15．3．2 常用库函数\t277
15．4 应用实例\t279
习题\t289
第16章 外部存储控制器\t290
16．1 FMC概述\t290
16．1．1 FMC主要特性\t290
16．1．2 FMC结构\t291
16．1．3 SDRAM简介\t292
16．1．4 SDRAM初始化\t294
16．2 FMC扩展SDRAM典型应用步骤及常用库函数\t295
16．2．1 FMC扩展SDRAM典型应用步骤\t295
16．2．2 常用库函数\t296
16．3 应用实例\t299
习题\t302
第17章 LCD控制器\t303
17．1 液晶显示技术及液晶显示器控制原理\t303
17．1．1 液晶显示技术\t303
17．1．2 液晶显示器控制原理\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控制器结构\t308
17．3 DMA2D控制器概述\t310
17．3．1 DMA2D控制器结构\t310
17．3．2 DMA2D控制器事务\t311
17．3．3 DMA2D控制器配置\t312
17．4 字符显示\t312
17．4．1 字符编码\t312
17．4．2 字模的生成\t313
17．5 LTDC典型应用步骤及常用库函数\t317
17．5．1 LTDC典型应用步骤\t317
17．5．2 常用库函数\t318
17．6 应用实例\t323
习题\t332
参考文献\t334