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STM32单片机原理与项目实战
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2025-03-25 07:31:58
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  • 封面
  • 内容提要
  • 前言
  • 一、适用对象
  • 二、学习本书所需的知识和能力基础
  • 三、学习总体目标
  • 四、内容结构
  • 资源与支持
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  • 第1章 STM32单片机的基础知识
  • 1.1 单片机的由来与发展历史
  • 1.1.1 嵌入式系统
  • 1.1.2 嵌入式计算机系统
  • 1.1.3 单片机的发展历史
  • 1.1.4 单片机的发展趋势
  • 1.2 单片机的应用
  • 1.2.1 单片机的应用结构
  • 1.2.2 单片机的应用领域
  • 1.3 其他单片机
  • 1.4 ARM简介
  • 1.4.1 ARM公司简介
  • 1.4.2 ARM的体系结构
  • 1.4.3 ARM的发展
  • 1.5 Cortex-M3内核与STM32简介
  • 1.5.1 什么是Cortex-M3内核
  • 1.5.2 什么是STM32
  • 1.5.3 STM32单片机的时钟
  • 1.6 STM32单片机的C语言编程知识点
  • 1.6.1 STM32编程的特点
  • 1.6.2 STM32编程中的数据类型
  • 1.6.3 STM32编程常用的C语言知识点
  • 1.7 什么是CMSIS固件库
  • 1.7.1 CMSIS固件库简介
  • 1.7.2 CMSIS固件库设计及规范
  • 1.8 习题与巩固
  • 第2章 STM32单片机的开发工具
  • 2.1 STM32的开发工具一览
  • 2.1.1 硬件开发工具
  • 2.1.2 软件开发平台
  • 2.2 硬件开发工具JLink
  • 2.2.1 JLink的驱动安装及调试接口
  • 2.2.2 硬件调试接口JTAGSWD的定义
  • 2.3 软件开发环境MDK的使用方法
  • 2.3.1 MDK的安装
  • 2.3.2 MDK工程模块的创建
  • 2.4 习题与巩固
  • 第3章 STM32单片机的基本系统
  • 3.1 单片机的基本系统组成元素
  • 3.2 项目实战：电源电路的设计
  • 3.2.1 概述
  • 3.2.2 范例1：电源电路的设计
  • 3.2.3 电源电路设计注意事项
  • 3.3 项目实战：复位电路的设计
  • 3.3.1 概述
  • 3.3.2 范例2：复位电路的设计
  • 3.3.3 复位电路设计注意事项
  • 3.4 项目实战：时钟电路的设计
  • 3.4.1 概述
  • 3.4.2 范例3：时钟电路的设计
  • 3.4.3 时钟电路设计注意事项
  • 3.5 项目实战：调试电路的设计
  • 3.5.1 概述
  • 3.5.2 范例4：调试电路的设计
  • 3.5.3 调试电路设计注意事项
  • 3.6 项目实战：启动电路的设计
  • 3.6.1 概述
  • 3.6.2 启动电路分析及工作原理
  • 3.7 习题与巩固
  • 第4章 通用输入输出端口应用
  • 4.1 GPIO工作原理
  • 4.1.1 STM32F103C8T6单片机的引脚
  • 4.1.2 引脚内部构造
  • 4.1.3 GPIO的8种工作模式
  • 4.2 GPIO寄存器功能详解
  • 4.2.1 端口配置低寄存器（GPIOX_CRL）
  • 4.2.2 端口配置高寄存器（GPIOX_CRH）
  • 4.2.3 端口输入数据寄存器（GPIOX_IDR）
  • 4.2.4 端口输出数据寄存器（GPIOX_ODR）
  • 4.2.5 端口位设置清除寄存器（GPIOX_BSRR）
  • 4.2.6 端口位清除寄存器（GPIOX_BRR）
  • 4.3 利用库函数使用GPIO的方法
  • 4.3.1 初始化端口
  • 4.3.2 初始化时钟
  • 4.3.3 GPIO引脚控制
  • 4.4 项目实战：开关量驱动外设
  • 4.4.1 GPIO硬件接口电路设计要点
  • 4.4.2 范例5：GPIO驱动发光二极管
  • 4.4.3 范例6：GPIO驱动蜂鸣器
  • 4.4.4 范例7：GPIO驱动数码管
  • 4.5 习题与巩固
  • 第5章 系统节拍定时器
  • 5.1 系统节拍定时器概述
  • 5.2 系统节拍定时器的相关寄存器功能详解
  • 5.2.1 控制和状态寄存器CTRL
  • 5.2.2 重装载值寄存器LOAD
  • 5.2.3 当前值寄存器VAL
  • 5.3 利用库函数设置GPIO的方法
  • 5.3.1 系统节拍定时器结构体
  • 5.3.2 系统节拍定时器库函数
  • 5.3.3 范例8：利用系统节拍定时器精确延时
  • 5.4 项目实战：人机界面之液晶显示
  • 5.4.1 液晶显示器简介
  • 5.4.2 液晶模块引脚分布
  • 5.4.3 液晶模块的控制指令
  • 5.4.4 液晶显示器的工作时序
  • 5.4.5 液晶显示器的字符集
  • 5.4.6 范例9：利用液晶显示器输出信息
  • 5.5 习题与巩固
  • 第6章 STM32单片机的中断系统
  • 6.1 中断相关的概念
  • 6.1.1 什么是中断
  • 6.1.2 中断处理过程
  • 6.1.3 什么是中断源
  • 6.1.4 什么是中断信号
  • 6.1.5 中断屏蔽的概念
  • 6.1.6 中断优先级及中断嵌套
  • 6.1.7 Cortex-M3内核的嵌套向量中断控制器
  • 6.1.8 STM32的中断控制固件库
  • 6.2 STM32的中断系统
  • 6.2.1 什么是异常
  • 6.2.2 STM32的中断通道
  • 6.2.3 固件库中中断向量区的定义
  • 6.2.4 利用库函数控制NVIC方法
  • 6.3 STM32单片机的EXTI
  • 6.3.1 什么是外部中断事件控制器EXTI
  • 6.3.2 EXTI功能结构
  • 6.3.3 中断事件线的种类
  • 6.3.4 STM32固件库中EXTI的初始化结构体
  • 6.3.5 STM32固件库中EXTI的相关函数
  • 6.4 项目实战：人机交互之按键
  • 6.4.1 按键分类
  • 6.4.2 按键的接法
  • 6.4.3 矩阵键盘扫描原理
  • 6.4.4 按键的消抖处理
  • 6.4.5 按键程序处理方法
  • 6.4.6 范例10：按键控制彩灯
  • 6.5 习题与巩固
  • 第7章 STM32单片机的定时器
  • 7.1 定时器的工作原理
  • 7.1.1 定时器简介
  • 7.1.2 通用定时器的时钟源
  • 7.1.3 通用定时器的定时时钟
  • 7.1.4 定时器功能
  • 7.1.5 定时器定时时间
  • 7.1.6 定时器的计数模式
  • 7.2 通用定时器的相关寄存器功能详解
  • 7.2.1 控制寄存器1（TIMx_CR1）
  • 7.2.2 中断使能寄存器（TIMx_DIER）
  • 7.2.3 预分频寄存器（TIMx_PSC）
  • 7.2.4 计数器（TIMx_CNT）
  • 7.2.5 自动重装载寄存器(TIMx_ARR)
  • 7.2.6 状态寄存器（TIMx_SR）
  • 7.3 固件库中定时器的相关内容
  • 7.3.1 固件库中定时器的结构体
  • 7.3.2 固件库中定时器的相关库函数
  • 7.3.3 利用固件库设置通用定时器方法
  • 7.3.4 范例11：利用通用定时器进行精确定时
  • 7.4 PWM原理
  • 7.4.1 什么是PWM
  • 7.4.2 STM32单片机如何产生PWM信号
  • 7.4.3 STM32单片机PWM信号输出控制
  • 7.4.4 PWM信号的输出引脚控制
  • 7.5 PWM相关寄存器的功能详解
  • 7.5.1 捕获比较模式寄存器（TIMx_CCMR12）
  • 7.5.2 捕获比较使能寄存器（TIMx_CCER）
  • 7.5.3 捕获比较寄存器（TIMx_CCR1～TIMx_CCR4）
  • 7.6 固件库中PWM的相关内容
  • 7.6.1 PWM功能的相关结构体
  • 7.6.2 PWM功能的相关库函数
  • 7.6.3 使用固件库设置PWM的方法
  • 7.6.4 范例12：三色彩灯控制
  • 7.7 习题与巩固
  • 第8章 STM32单片机的串行通信
  • 8.1 串行通信的基本概念
  • 8.1.1 数据通信方式
  • 8.1.2 异步传输的字符数据帧
  • 8.1.3 异步通信
  • 8.1.4 波特率
  • 8.2 RS-232C总线标准
  • 8.3 STM32系统的RS-232C传输接口
  • 8.3.1 RS-232C的电平转换
  • 8.3.2 典型的RS-232C接口电路
  • 8.4 不同单片机之间的串行总线连接
  • 8.4.1 微处理器间直接通信
  • 8.4.2 利用RS-232通信
  • 8.5 STM32的串行通信接口
  • 8.5.1 STM32的UART特性
  • 8.5.2 STM32的UART引脚
  • 8.5.3 STM32的UART结构
  • 8.6 STM32串行端口的使用方法
  • 8.6.1 STM32的UART时钟控制
  • 8.6.2 STM32的UART引脚配置
  • 8.6.3 STM32的串口波特率
  • 8.6.4 STM32的UART寄存器功能详解
  • 8.6.5 STM32的UART的控制
  • 8.6.6 STM32的UART的数据读写
  • 8.7 STM32的UART中断使用
  • 8.7.1 STM32的UART的收发中断控制
  • 8.7.2 STM32的UART中断使用方法
  • 8.8 添加printf功能
  • 8.9 主从机通信
  • 8.9.1 范例13：查询法
  • 8.9.2 范例14：中断法
  • 8.10 习题与巩固
  • 第9章 STM32单片机的模数转换器
  • 9.1 输入信号分类形式
  • 9.1.1 模拟信号和数字信号
  • 9.1.2 电压信号和电流信号
  • 9.1.3 单次信号和连续信号
  • 9.2 模数转换的原理
  • 9.3 模数转换器的工作过程
  • 9.4 模数转换器的相关概念
  • 9.4.1 基准源
  • 9.4.2 模数转换器的分类
  • 9.4.3 模数转换器的主要技术指标
  • 9.5 STM32的模数转换器
  • 9.5.1 STM32的模数转换器特性
  • 9.5.2 STM32的模数转换器功能剖析
  • 9.6 STM32的ADC相关寄存器功能详解
  • 9.6.1 ADC控制寄存器1(ADC_CR1)
  • 9.6.2 ADC控制寄存器2(ADC_CR2)
  • 9.6.3 ADC采样时间寄存器1(ADC_SMPR1)
  • 9.6.4 ADC采样时间寄存器2(ADC_SMPR2)
  • 9.6.5 ADC注入数据寄存器x (ADC_JDRx)
  • 9.6.6 ADC规则数据寄存器(ADC_DR)
  • 9.6.7 ADC状态寄存器(ADC_SR)
  • 9.7 STM32的ADC转换模式
  • 9.7.1 单次转换模式
  • 9.7.2 连续转换模式
  • 9.8 固件库中的ADC结构体及库函数
  • 9.8.1 ADC初始化结构体
  • 9.8.2 ADC相应库函数
  • 9.9 ADC应用设计深入讨论
  • 9.9.1 工作电压的稳定性
  • 9.9.2 参考电压的确定
  • 9.9.3 采样时钟的选择
  • 9.9.4 模拟噪声的抑制
  • 9.9.5 校准
  • 9.9.6 ADC开关控制
  • 9.10 数字电位器
  • 9.10.1 范例15：电位器原理图
  • 9.10.2 范例16：读取模数转换器通道电压——查询法
  • 9.10.3 范例17：读取模数转换器通道电压——中断法
  • 9.11 习题与巩固
  • 第10章 综合项目之温度控制系统
  • 10.1 单片机系统的程序结构
  • 10.1.1 任务的划分
  • 10.1.2 程序实时性
  • 10.1.3 前后台程序结构的优点与缺点
  • 10.1.4 改进前后台程序的方法
  • 10.1.5 范例18：缓冲区（FIFO）应用实例
  • 10.2 利用状态机改进单片机系统
  • 10.2.1 初步认识状态机
  • 10.2.2 状态机描述方法
  • 10.2.3 通过状态转移图生成代码
  • 10.2.4 范例19：状态机项目
  • 10.3 温度传感器
  • 10.4 习题与巩固
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