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當(dāng)前，我國科學(xué)技術(shù)已經(jīng)得到飛速發(fā)展，使人們的生活質(zhì)量得到明顯改善，同時減少了成本的研發(fā)成本，再加上我國高新技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及高新技術(shù)的大力支持，嵌入式操作系統(tǒng)技術(shù)在我國各個領(lǐng)域都得到廣泛應(yīng)用。本書結(jié)合學(xué)生所學(xué)的基礎(chǔ)知識，兼顧非電氣/自動化和近電氣/自動化專業(yè)的教學(xué)特點，主要介紹了STM32的原理及采用HAL庫在Proteus的簡要仿真過程。全書共分為兩部分：部分對語言、HAL庫及編程、仿真平臺做了概述、總結(jié)；第二部分通過實例演示了采用HAL庫及STM32CubeMX編程的一般過程。本書的思想是完全替代8位、16位單片機，特別是51系列單片機，因此可作為應(yīng)用型本科及高職、高專的教材，也可作為普通院校的嵌入式系統(tǒng)課程教材，可在這類型學(xué)校推廣。該書引入了大量的示例，可作為技術(shù)人員、工程師的參考工具書。

單片微型計算機簡稱單片機，簡單來說就是集中央處理器(運算、控制)、隨機存儲器(數(shù)據(jù)存儲)、只讀存儲器(程序存儲)、輸入/輸出設(shè)備(串口、并口等)和中斷系統(tǒng)于同一芯片的器件。將中央處理器、隨機存儲器、只讀存儲器、輸入/輸出設(shè)備都做成單獨的芯片，安裝在一個主板上，就構(gòu)成了個人計算機主板，進(jìn)而可組裝成計算機。以往單片機以8位或16位的微控制器為主體，這種單片機久經(jīng)歲月的洗禮，在工業(yè)控制應(yīng)用中大放光芒。然而，現(xiàn)代工程需求對單片機的功能、響應(yīng)速度、功耗的要求越來越高，以89C51系列單片機為代表的傳統(tǒng)單片機已經(jīng)不能滿足這些要求。盡管工程師可以選擇諸如ARM系列更高效快速的微處理器，但從成本及開發(fā)門檻等方面考慮，其還是很難滿足要求�；诖�，ST(意法半導(dǎo)體)公司使用ARM公司的CortexM0、M0 、M3、M4和M7內(nèi)核生產(chǎn)了32位高性價比的STM32微處理器，其按內(nèi)核架構(gòu)分為主流產(chǎn)品(STM32F0、STM32F1、STM32F3)、超低功耗產(chǎn)品(STM32L0、STM32L1、STM32L4、STM32L4 )、高性能產(chǎn)品(STM32F2、STM32F4、STM32F7、STM32H7)。不論哪種內(nèi)核架構(gòu)的產(chǎn)品，其內(nèi)部資源(寄存器和外設(shè)功能)都較8051、AVR和PIC要豐富得多，因此STM32一上市就迅速占領(lǐng)了中低端微處理器市場，頗有星火燎原之勢。當(dāng)然，這與其倡導(dǎo)的基于庫的開發(fā)方式密不可分。采用庫的開發(fā)方式，僅通過調(diào)用庫里面的API就可迅速搭建一個大型程序，寫出各種用戶所需的應(yīng)用，這就大大降低了學(xué)習(xí)及開發(fā)門檻。特別是STM32CubeMX軟件的問世，更是使其應(yīng)用庫函數(shù)開發(fā)進(jìn)展迅速�；诖耍緯饕獙觳捎玫腃語言做了總結(jié)歸納，進(jìn)而對STM32的構(gòu)成及庫函數(shù)的封裝形式做了簡要分析，*后采用HAL庫在Proteus平臺進(jìn)行編程實例化。本書主要包括兩篇。篇：語言、HAL庫及編程平臺。本篇歸納總結(jié)了C語言程序常用語法、關(guān)鍵字，簡要介紹了STM32的特點、分類等內(nèi)容；此外，還介紹了函數(shù)對寄存器封裝方法、HAL庫，以及STM32CbueMX、Keil MDK、Proteus等工具。第二篇：設(shè)計仿真。本篇介紹了點亮LED燈、按鍵掃描控制LED燈、按鍵中斷控制LED燈、基本定時器、PWM輸出(仿真器端口電平、呼吸燈、PWM捕獲)、串口收發(fā)送數(shù)據(jù)(輪循、中斷、DMA)、實時時鐘RTC、單總線控制(溫、濕度采集)及LCD1602的仿真應(yīng)用。本書由編者結(jié)合多年從事機電一體化、信號檢測技術(shù)等相關(guān)課程教學(xué)經(jīng)驗編寫而成，為初學(xué)、自學(xué)的學(xué)生、研究人員學(xué)習(xí)HAL庫編程的入門書籍，尤其適合無硬件基礎(chǔ)或掌握的硬件知識不豐富的讀者，適用于入門培訓(xùn)、課堂教學(xué)。本書的出版得到了南昌航空大學(xué)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育課程培育項目的大力支持。在編寫本書的過程中，參考了多種書籍、文獻(xiàn)，除參考文獻(xiàn)中所列的文獻(xiàn)之外，還有許多來自于網(wǎng)絡(luò)，無法一一注明出處。在此，謹(jǐn)向所有文獻(xiàn)作者表示感謝！由于作者水平有限，書中不妥之處在所難免，敬請各位讀者給予批評、指正

第1篇C語言、HAL庫及編程、仿真平臺

第1章C語言知識要點(3)

1.1C語言基礎(chǔ)知識(3)

1.2數(shù)組(8)

1.3函數(shù)(12)

1.4指針(16)

1.5結(jié)構(gòu)體、共用體與枚舉(21)

1.6編程規(guī)范(27)

思考與練習(xí)(39)

第2章STM32簡介(40)

2.1CortexM3內(nèi)核(40)

2.2STM32的特點(40)

2.3STM32的分類(41)

2.4STM32的型號說明(42)

2.5內(nèi)部資源(43)

2.6內(nèi)部結(jié)構(gòu)(45)

2.7時鐘樹(47)

思考與練習(xí)(49)

第3章寄存器的函數(shù)封裝方法(50)

3.1地址空間(50)

3.2通過地址設(shè)置寄存器(53)

3.3地址重命名(53)

3.4外設(shè)的封裝(54)

3.5寄存器的封裝(55)

思考與練習(xí)(56)

第4章HAL庫及編程平臺(57)

4.1標(biāo)準(zhǔn)庫及HAL庫的比較(57)

4.2HAL庫(57)

4.3圖形配置工具STM32CubeMX(63)

4.4編程平臺Keil MDK5(78)

思考與練習(xí)(84)

第5章仿真平臺Proteus 8.6(85)

5.1Proteus 8.6環(huán)境(85)

5.2添加及布置元器件(89)

5.3仿真控制(91)

思考與練習(xí)(92)

第2篇設(shè) 計仿真

第6章點亮LED燈(95)

6.1GPIO簡介(95)

6.2實例描述及硬件連接圖繪制(101)

6.3STM32CubeMX配置工程(104)

6.4仿真結(jié)果(112)

6.5代碼分析(112)

6.6點亮3個LED燈(116)

6.7流水燈(118)

思考與練習(xí)(123)

第7章用按鍵掃描控制LED燈(126)

7.1實例描述及硬件連接圖繪制(126)

7.2STM32CubeMX配置工程(127)

7.3代碼分析(129)

7.4編寫用戶代碼(130)

7.5仿真結(jié)果(132)

7.6按鍵說明(132)

思考與練習(xí)(133)

第8章按鍵中斷控制LED燈(134)

8.1中斷和異常向量(134)

8.2NVIC優(yōu)先級分組(137)

8.3外部中斷(138)

8.4實例描述及硬件連接圖繪制(139)

8.5STM32CubeMX配置工程(139)

8.6代碼分析(140)

8.7編寫用戶代碼(143)

8.8仿真結(jié)果(144)

思考與練習(xí)(144)

第9章仿真器端口電平基本定時器(145)

9.1定時器功能簡介(145)

9.2基本定時器工作分析(145)

9.3基本定時器時鐘源(146)

9.4基本定時器周期(146)

9.5實例描述及硬件連接圖繪制(146)

9.6STM32CubeMX配置工程(147)

9.7外設(shè)結(jié)構(gòu)體分析(149)

9.8編寫用戶代碼(151)

9.9查看運行結(jié)果(151)

9.10仿真結(jié)果(153)

思考與練習(xí)(155)

第10章仿真器端口電平PWM輸出(156)

10.1通用定時器工作分析(156)

10.2定時器的時鐘源(159)

10.3實例描述及硬件連接圖繪制(160)

10.4STM32CubeMX配置工程(160)

10.5外設(shè)結(jié)構(gòu)體分析(162)

10.6編寫用戶代碼(163)

10.7實例現(xiàn)象(163)

思考與練習(xí)(164)

第11章呼吸燈PWM輸出再應(yīng)用(165)

11.1呼吸燈控制原理(165)

11.2實例描述及硬件連接圖繪制(166)

11.3STM32CubeMX配置工程(166)

11.4中斷函數(shù)分析(168)

11.5編寫用戶代碼(168)

11.6仿真結(jié)果(169)

11.7重寫回調(diào)函數(shù)(169)

思考與練習(xí)(170)

第12章脈沖測量PWM捕獲(172)

12.1捕獲的再理解(172)

12.2實例描述及硬件連接圖繪制(173)

12.3STM32CubeMX配置工程(173)

12.4中斷函數(shù)分析(174)

12.5編寫用戶代碼(175)

12.6仿真結(jié)果(177)

12.7PWM輸入捕獲特例設(shè)置(178)

思考與練習(xí)(182)

第13章向串口發(fā)送數(shù)據(jù)(183)

13.1串口基礎(chǔ)知識(183)

13.2實例描述及硬件連接圖繪制(187)

13.3STM32CubeMX配置工程(188)

13.4外設(shè)結(jié)構(gòu)體分析(189)

13.5編寫用戶代碼(192)

13.6仿真結(jié)果(192)

13.7重定向函數(shù)(192)

思考與練習(xí)(194)

第14章串口收發(fā)數(shù)據(jù)(195)

14.1實例描述及硬件連接圖繪制(195)

14.2STM32CubeMX配置工程(196)

14.3中斷函數(shù)分析(197)

14.4編寫用戶代碼(198)

14.5仿真結(jié)果(199)

思考與練習(xí)(199)

第15章LED燈與串口輸出并行(200)

15.1DMA概述(200)

15.2實例描述及硬件連接圖繪制(202)

15.3STM32CubeMX配置工程(203)

15.4DMA中斷函數(shù)分析(205)

15.5編寫用戶代碼(205)

15.6仿真結(jié)果(206)

思考與練習(xí)(206)

第16章實時時鐘RTC(207)

16.1RTC的特點及時鐘源選擇(207)

16.2UNIX時間戳(207)

16.3實例描述及硬件連接圖繪制(208)

16.4STM32CubeMX配置工程(208)

16.5外設(shè)結(jié)構(gòu)體分析(210)

16.6編寫用戶代碼(213)

16.7仿真結(jié)果(214)

思考與練習(xí)(214)

第17章芯片自帶溫度傳感器使用A/D轉(zhuǎn)換(215)

17.1STM32的A/D轉(zhuǎn)換簡介(215)

17.2實例描述及硬件連接圖繪制(217)

17.3STM32CubeMX配置工程(217)

17.4外設(shè)結(jié)構(gòu)體分析(220)

17.5編寫用戶代碼(224)

思考與練習(xí)(224)

第18章單總線控制下的DS18B20溫度采集(226)

18.1DS18B20簡介(226)

18.2實例描述及硬件連接圖繪制(234)

18.3STM32CubeMX配置工程(235)

18.4延時函數(shù)說明(236)

18.5編寫用戶代碼(236)

18.6實例現(xiàn)象(241)

第19章單總線控制下的溫濕度測量(243)

19.1DHT11簡介(243)

19.2實例描述及硬件連接圖繪制(245)

19.3STM32CubeMX配置工程(246)

19.4編寫用戶代碼(246)

19.5仿真結(jié)果(250)

第20章LCD1602顯示字形式讀寫端口(252)

20.1LCD1602簡介(252)

20.2實例描述及硬件連接圖繪制(256)

20.3STM32CubeMX配置工程(256)

20.4預(yù)編程分析(259)

20.5編寫用戶代碼(260)

20.6仿真結(jié)果(262)

附錄AProteus常用元器件關(guān)鍵字中英文對照表(264)

附錄B基本邏輯門電路符號(266)

部分參考答案(267)

參考文獻(xiàn)(270)

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