嵌入式技术及应用

1.1　从单片机到嵌入式系统 1
1.1.1　单片机系统 1
1.1.2　嵌入式系统 2
1.2　精简指令集计算机与复杂指令集计算机 5
1.3　普林斯顿结构和哈佛结构 6
1.3.1　普林斯顿结构 6
1.3.2　哈佛结构 8
1.4　ARM公司及其微处理器 8
1.4.1　ARM公司简介 9
1.4.2　ARM的产品体系 10
1.4.3　ARM Cortex-M系列处理器 12
1.5　STM32F103系列微控制器 13

2.1宏指令的使用及其意义 17
2.2　STM32嵌入式C语言编程中几个重要的关键字 21
2.3　STM32嵌入式C语言编程的基本数据类型 22
2.4　结构体与结构体指针 24
2.5　枚举 25
2.6　C语言编程的代码格式 26

3.1　CMSIS与STM32标准外设库 28
3.1.1　ARM Cortex微控制器软件接口标准CMSIS 28
3.1.2　STM32标准外设库 29
3.1.3　STM32标准外设库的命名规则 33
3.2　STM32嵌入式开发板简介 35
3.3　仿真器 35
3.3.1　仿真器的分类 36
3.3.2　JTAG和SWD接口 37
3.4　软件集成开发环境 38
3.5　新建工程模板 39
3.5.1　新建本地文件夹 39
3.5.2　在MDK中新建项目 40
3.5.3　MDK工程项目配置 41
3.5.4　编译和下载程序 44

4.1　相关知识 47
4.1.1　STM32芯片架构 47
4.1.2　存储器映射 49
4.1.3　寄存器映射 51
4.1.4　GPIO 简介 56
4.2　项目实施 56
4.2.1　硬件电路实现 56
4.2.2　程序设计思路 56
4.2.3　程序代码分析 57
4.3　拓展项目1——LED流水灯 60
4.3.1　拓展项目1要求 60
4.3.2　拓展项目1实施 60

5.1　相关知识 63
5.1.1　GPIO的基本结构 63
5.1.2　GPIO的工作模式 64
5.1.3　GPIO的初始化及标准外设库函数 66
5.1.4　STM32F10x微控制器的系统时钟 66
5.2　项目实施 70
5.2.1　硬件电路实现 70
5.2.2　程序设计思路 70
5.2.3程序代码分析 71
5.3　拓展项目2——按键控制LED流水灯 74
5.3.1　拓展项目2要求 74
5.3.2　拓展项目2实施 74

6.1　相关知识 77
6.1.1　STM32F10x微控制器的位带 77
6.1.2　LCD12864基础 80
6.1.3　数码管显示原理 82
6.2　项目实施 83
6.2.1　硬件电路实现 83
6.2.2　程序设计思路 83
6.2.3　程序代码分析 83
6.3　拓展项目3——数码管显示 89
6.3.1　拓展项目3要求 89
6.3.2　拓展项目3实施 89

7.1　相关知识 94
7.1.1　STM32F10x微控制器的中断控制器 94
7.1.2　STM32F10x微控制器的外部中断 97
7.1.3　外部中断编程涉及的标准外设库函数 100
7.2　项目实施 101
7.2.1　硬件电路实现 101
7.2.2　程序设计思路 102
7.2.3　程序代码分析 103
7.3　拓展项目4——中断按键控制流水灯 108
7.3.1　拓展项目4要求 108
7.3.2　拓展项目4实施 108

8.1　相关知识 110
8.1.1　SysTick定时器 110
8.1.2　SysTick的相关寄存器及函数 111
8.1.3　利用SysTick定时器实现精确延时 112
8.2　项目实施 114
8.2.1　硬件电路实现 114
8.2.2　程序设计思路 114
8.2.3　程序代码分析 115
8.3　拓展项目5——数码管显示倒计时 119
8.3.1　拓展项目5要求 119
8.3.2　拓展项目5实施 119

9.1　相关知识 124
9.1.1　前后台系统与实时操作系统 124
9.1.2　状态机编程思想 126
9.1.3　状态机编程的实现方法 128
9.2　项目实施 130
9.2.1　硬件电路实现 130
9.2.2　程序设计思路 131
9.2.3　程序代码分析 132
9.3　拓展项目6——简易时钟 139
9.3.1　拓展项目6要求 139
9.3.2　拓展项目6实施 139

10.1　相关知识 142
10.1.1　通信的相关概念 142
10.1.2　异步串行通信协议 145
10.1.3　STM32的同步/异步收发器（USART） 146
10.1.4　STM32微控制器的USART编程涉及的标准外设库函数 148
10.2　项目实施 149
10.2.1　硬件电路实现 149
10.2.2　程序设计思路 149
10.2.3　程序代码分析 151
10.2.4　使用串口调试助手验证实验现象 156
10.3　拓展项目7——双机互控LED灯 157
10.3.1　拓展项目7要求 157
10.3.2　拓展项目7实施 157

11.1　相关知识 159
11.1.1　模/数转换过程 159
11.1.2　模/数转换的技术指标 161
11.1.3　逐次逼近型ADC 161
11.1.4　STM32微控制器的ADC模块 163
11.1.5　STM32微控制器的ADC编程涉及的标准外设库函数 167
11.2　项目实施 167
11.2.1　硬件电路实现 167
11.2.2　程序设计思路 168
11.2.3　程序代码分析 168
11.3　拓展项目8——利用规则通道检测芯片温度 173
11.3.1　拓展项目8要求 173
11.3.2　拓展项目8实施 173

12.1　相关知识 177
12.1.1　DMA的基本概念 177
12.1.2　STM32F10x微控制器的DMA 178
12.1.3　DMA控制器编程涉及的标准外设库函数 182
12.2　项目实施 183
12.2.1　硬件电路实现 183
12.2.2　程序设计思路 183
12.2.3　程序代码分析 184
12.3　拓展项目9——M2M数据传输 190
12.3.1　拓展项目9要求 190
12.3.2　拓展项目9实施 190

13.1　相关知识 194
13.1.1　STM32F10x微控制器的定时器资源 194
13.1.2　STM32F10x微控制器的定时器 195
13.1.3　STM32F103ZE定时器的输入/输出引脚 198
13.1.4　STM32F103定时器的输入/输出通道 199
13.1.5 定时器编程涉及的标准外设库函数 203
13.2　项目实施 204
13.2.1　硬件电路实现 204
13.2.2　程序设计思路 204
13.2.3　程序代码分析 205
13.3　拓展项目10——PWM实现呼吸灯 209
13.3.1　拓展项目10要求 209
13.3.2　拓展项目10实施 209

14.1　相关知识 214
14.1.1　彩色LCD显示与控制的基本原理 214
14.1.2　彩色LCD显示器的图形显示方法 216
14.1.3　字符汉字的编码与字模 218
14.1.4　STM32F103微控制器的FSMC 221
14.1.5　电阻触摸屏的工作原理 223
14.1.6　彩色LCD及触摸屏的驱动函数 224
14.2　项目实施 225
14.2.1　硬件电路实现 225
14.2.2　程序设计思路 226
14.2.3　程序代码分析 226
14.3　拓展项目11——触摸屏画板 235
14.3.1　拓展项目11要求 235
14.3.2　拓展项目11实施 235

15.1　相关知识 236
15.1.1　嵌入式操作系统简介 237
15.1.2　礐/OS-III的体系结构 239
15.1.3　礐/OS-III的任务管理 239
15.1.4　移植礐/OS-III到STM32F103 242
15.1.5　礐/OS-III编程与裸机编程的区别 244
15.2　项目实施 246
15.2.1　硬件电路实现 246
15.2.2　程序设计思路 247
15.2.3　程序代码分析 247
15.3　拓展项目12——多传感器参数检测系统 251
15.3.1　拓展项目12要求 251
15.3.2　拓展项目12实施 251

16.1　相关知识 253
16.1.1　嵌入式电子产品设计的一般步骤 253
16.1.2　温湿度传感器及其驱动 255
16.1.3　RTC实时时钟 260
16.1.4　ESP8266模块 263
16.1.5　BH1750FVI光照强度传感器 264
16.1.6　直流电动机调速控制原理及其驱动 265
16.1.7　步进电动机控制原理及其驱动 265
16.1.8　原子云平台 266
16.2　项目实施 268
16.2.1　硬件电路实现 268
16.2.2　程序设计思路 268
16.2.3　程序代码分析 269
16.3　拓展项目13——智能风扇控制器的设计 272
16.3.1　拓展项目13要求 272
16.3.2　拓展项目13实施 272

附录A　标准ASCII码对照表 274
附录B　图形符号对照表 276