嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)（基于STM32F4）

第1章　嵌入式系統(tǒng)\t1
1．1　嵌入式系統(tǒng)概述\t1
1．1．1　嵌入式系統(tǒng)的定義\t1
1．1．2　嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)\t1
1．1．3　嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用\t2
1．2　嵌入式系統(tǒng)的體系\t2
1．2．1　硬件架構(gòu)\t3
1．2．2　軟件層次\t3
1．3　嵌入式硬件系統(tǒng)\t6
1．3．1　嵌入式處理器分類(lèi)\t6
1．3．2　典型嵌入式處理器\t7
1．3．3　存儲(chǔ)系統(tǒng)\t9
1．3．4　I/O接口\t10
1．3．5　人機(jī)接口\t10
1．3．6　電源及其他設(shè)備\t10
1．4　嵌入式操作系統(tǒng)\t10
1．4．1　嵌入式操作系統(tǒng)的發(fā)展\t10
1．4．2　嵌入式操作系統(tǒng)的分類(lèi)\t11
1．4．3　嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的功能\t12
1．4．4　常用的嵌入式操作系統(tǒng)\t13
1．5　嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)\t14
1．5．1　嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程\t14
1．5．2　嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)環(huán)境搭建\t15
習(xí)題\t16
第2章　ARM Cortex-M體系架構(gòu)\t18
2．1　ARM Cortex體系架構(gòu)概述\t18
2．1．1　CISC和RISC\t18
2．1．2　ARM架構(gòu)發(fā)展史\t20
2．1．3　ARM處理器的類(lèi)型\t20
2．1．4　Cortex-M系列處理器\t22
2．2　Cortex-M4內(nèi)核基礎(chǔ)\t23
2．2．1　寄存器組\t24
2．2．2　堆棧操作\t26
2．2．3　特殊功能寄存器組\t27
2．2．4　操作模式\t28
2．3　存儲(chǔ)器系統(tǒng)\t30
2．3．1　數(shù)據(jù)類(lèi)型\t30
2．3．2　存儲(chǔ)形式\t30
2．3．3　存儲(chǔ)器映射\t31
2．3．4　位帶區(qū)\t32
2．4　異常和中斷\t33
2．4．1　向量表\t34
2．4．2　優(yōu)先級(jí)\t35
2．4．3　響應(yīng)過(guò)程\t36
2．4．4　復(fù)位\t38
習(xí)題\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　芯片命名規(guī)則\t41
3．1．3　開(kāi)發(fā)工具\(yùn)t41
3．1．4　STM32標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)庫(kù)介紹\t46
3．2　STM32F429微控制器結(jié)構(gòu)\t51
3．2．1　芯片資源\t51
3．2．2　芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)\t52
3．2．3　芯片引腳和功能\t55
3．2．4　電源系統(tǒng)\t57
3．2．5　復(fù)位系統(tǒng)\t60
3．3　STM32F4系列微控制器存儲(chǔ)器映射和寄存器\t61
3．3．1　存儲(chǔ)器映射\t61
3．3．2　自舉配置\t63
3．3．3　寄存器映射\t63
習(xí)題\t67
第4章　啟動(dòng)文件和SysTick\t69
4．1　啟動(dòng)文件\t69
4．1．1　啟動(dòng)文件概述\t69
4．1．2　啟動(dòng)步驟\t69
4．2　啟動(dòng)文件代碼講解\t70
4．3　SysTick\t75
4．3．1　SysTick概述\t75
4．3．2　SysTick的庫(kù)函數(shù)\t76
4．3．3　應(yīng)用實(shí)例\t78
習(xí)題\t79
第5章　GPIO\t80
5．1　GPIO結(jié)構(gòu)原理\t80
5．1．1　GPIO功能描述\t80
5．1．2　GPIO輸入配置\t81
5．1．3　GPIO輸出配置\t82
5．1．4　GPIO復(fù)用功能配置\t84
5．1．5　GPIO模擬功能配置\t85
5．2　GPIO相關(guān)寄存器\t86
5．2．1　模式寄存器\t86
5．2．2　輸出類(lèi)型寄存器\t86
5．2．3　輸出速度寄存器\t87
5．2．4　上拉/下拉寄存器\t87
5．2．5　輸入數(shù)據(jù)寄存器\t88
5．2．6　輸出數(shù)據(jù)寄存器\t88
5．2．7　置位/復(fù)位寄存器\t89
5．2．8　配置鎖存寄存器\t90
5．2．9　復(fù)用功能寄存器\t90
5．3　GPIO典型應(yīng)用步驟及常用庫(kù)函數(shù)\t92
5．3．1　GPIO典型應(yīng)用步驟\t92
5．3．2　常用庫(kù)函數(shù)\t93
5．4　應(yīng)用實(shí)例\t97
5．4．1　GPIO輸出應(yīng)用實(shí)例\t97
5．4．2　GPIO輸入應(yīng)用實(shí)例\t99
5．4．3　GPIO復(fù)用應(yīng)用實(shí)例\t101
5．4．4　矩陣按鍵應(yīng)用\t102
習(xí)題\t106
第6章　NVIC\t108
6．1　NVIC的中斷類(lèi)型及中斷管理方法\t108
6．1．1　中斷類(lèi)型\t108
6．1．2　中斷管理方法\t109
6．2　常用庫(kù)函數(shù)\t110
6．3　應(yīng)用實(shí)例\t112
習(xí)題\t113
第7章　EXTI\t114
7．1　EXTI概述\t114
7．1．1 EXTI結(jié)構(gòu)\t114
7．1．2　GPIO相關(guān)EXTI線\t116
7．2　EXTI典型應(yīng)用步驟及常用庫(kù)函數(shù)\t116
7．2．1　EXTI典型應(yīng)用步驟\t116
7．2．2　常用庫(kù)函數(shù)\t117
7．3　應(yīng)用實(shí)例\t119
習(xí)題\t121
第8章 時(shí)鐘系統(tǒng)\t122
8．1　時(shí)鐘系統(tǒng)結(jié)構(gòu)\t122
8．1．1　時(shí)鐘源\t124
8．1．2　HSE時(shí)鐘\t124
8．1．3　PLL配置\t125
8．1．4　LSE 時(shí)鐘\t126
8．1．5　LSI時(shí)鐘\t126
8．1．6　時(shí)鐘輸出功能\t126
8．2　PLL時(shí)鐘系統(tǒng)配置步驟及常用庫(kù)函數(shù)\t126
8．2．1　PLL時(shí)鐘系統(tǒng)配置步驟\t127
8．2．2　常用庫(kù)函數(shù)\t127
8．3　應(yīng)用實(shí)例\t130
習(xí)題\t132
第9章 定時(shí)器系統(tǒng)\t133
9．1　定時(shí)器系統(tǒng)概述\t133
9．1．1 定時(shí)器結(jié)構(gòu)\t134
9．1．2 時(shí)鐘源\t134
9．2 基本定時(shí)功能\t137
9．2．1 時(shí)基單元\t137
9．2．2 計(jì)數(shù)模式\t138
9．3 捕抓/比較功能\t141
9．3．1 輸入捕抓/比較輸出通道\t141
9．3．2 輸入捕抓模式\t143
9．3．3 輸出模式\t144
9．3．4 編碼器接口模式\t147
9．4 定時(shí)器典型應(yīng)用步驟及常用庫(kù)函數(shù)\t150
9．4．1 基本定時(shí)功能應(yīng)用步驟\t150
9．4．2 輸入捕抓模式應(yīng)用步驟\t150
9．4．3 PWM輸出應(yīng)用步驟\t152
9．4．4 編碼器接口應(yīng)用步驟\t153
9．4．5 常用庫(kù)函數(shù)\t155
9．5 應(yīng)用實(shí)例\t159
9．5．1 定時(shí)器控制實(shí)現(xiàn)燈閃爍\t159
9．5．2 直流電機(jī)調(diào)速控制\t161
9．5．3 測(cè)量外部輸入脈沖頻率\t164
9．5．4　測(cè)量電機(jī)轉(zhuǎn)速和方向\t167
習(xí)題\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控制器結(jié)構(gòu)\t172
10．2　DMA控制器功能\t173
10．2．1　DMA事務(wù)\t173
10．2．2　數(shù)據(jù)流\t174
10．2．3　通道\t174
10．2．4　仲裁\t175
10．2．5　循環(huán)模式\t176
10．2．6　單次和突發(fā)模式\t176
10．2．7 FIFO\t176
10．2．8　DMA中斷\t177
10．2．9　DMA數(shù)據(jù)流配置過(guò)程\t177
10．3　DMA典型應(yīng)用步驟及常用庫(kù)函數(shù)\t178
10．3．1　DMA典型應(yīng)用步驟\t178
10．3．2　常用庫(kù)函數(shù)\t179
10．4 應(yīng)用實(shí)例\t181
習(xí)題\t183
第11章 通用同步異步收發(fā)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　單工通信、半雙工通信、全雙工通信\t185
11．1．3　同步通信和異步通信\t185
11．1．4　RS-232\t186
11．2 STM32F429微控制器的USART結(jié)構(gòu)\t188
11．2．1 USART概述\t188
11．2．2　波特率設(shè)置\t192
11．2．3 USART中斷\t193
11．2．4　DMA控制\t193
11．3　USART典型應(yīng)用步驟及常用庫(kù)函數(shù)\t194
11．3．1　USART典型應(yīng)用步驟\t194
11．3．2　常用庫(kù)函數(shù)\t194
11．4　應(yīng)用實(shí)例\t197
11．4．1　通過(guò)串口向計(jì)算機(jī)傳輸100個(gè)字節(jié)\t197
11．4．2　串口與計(jì)算機(jī)回顯功能實(shí)現(xiàn)\t199
11．4．3　利用DMA通過(guò)串口向計(jì)算機(jī)傳輸1000個(gè)字節(jié)\t202
習(xí)題\t204
第12章 模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）\t205
12．1　ADC概述\t205
12．1．1　A/D轉(zhuǎn)換過(guò)程\t205
12．1．2　ADC原理\t206
12．2 STM32F429微控制器的ADC結(jié)構(gòu)\t208
12．3 STM32F429微控制器的ADC功能\t212
12．3．1 ADC使能和啟動(dòng)\t212
12．3．2 時(shí)鐘配置\t213
12．3．3 轉(zhuǎn)換模式\t213
12．3．4 DMA控制\t214
12．4 ADC典型應(yīng)用步驟及常用庫(kù)函數(shù)\t215
12．4．1 ADC典型應(yīng)用步驟\t215
12．4．2 常用庫(kù)函數(shù)\t216
12．5 應(yīng)用實(shí)例\t220
12．5．1 規(guī)則組單通道采集外部電壓\t220
12．5．2 使用DMA和規(guī)則組通道實(shí)現(xiàn)多路模擬信號(hào)采集\t222
習(xí)題\t227
第13章 數(shù)模轉(zhuǎn)換器（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結(jié)構(gòu)\t230
13．3 STM32F429微控制器的DAC功能\t231
13．4 DAC典型應(yīng)用步驟及常用庫(kù)函數(shù)\t234
13．4．1 DAC典型應(yīng)用步驟\t234
13．4．2 常用庫(kù)函數(shù)\t235
13．5 應(yīng)用實(shí)例\t236
習(xí)題\t239
第14章 I2C控制器\t240
14．1 I2C協(xié)議\t240
14．1．1 I2C物理層\t240
14．1．2 I2C協(xié)議層\t241
14．2 軟件模擬I2C協(xié)議程序分析\t244
14．2．1 I2C引腳配置\t244
14．2．2 軟件模擬開(kāi)始信號(hào)和結(jié)束信號(hào)\t246
14．2．3 軟件模擬檢測(cè)ACK信號(hào)\t246
14．2．4 軟件模擬產(chǎn)生ACK信號(hào)和NACK信號(hào)\t247
14．2．5 軟件模擬發(fā)送一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)\t247
14．2．6 軟件模擬接收一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)\t248
14．2．7 軟件模擬I2C完整寫(xiě)操作\t248
14．2．8 軟件模擬I2C完整讀操作\t249
14．3 模擬I2C總線協(xié)議讀寫(xiě)AT24CXX系列EEPROM實(shí)驗(yàn)\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控制器結(jié)構(gòu)\t254
14．4．3 I2C控制器主模式\t255
14．4．4 I2C控制器從模式\t256
14．4．5 I2C控制器中斷\t257
14．5 I2C典型應(yīng)用步驟及常用庫(kù)函數(shù)\t258
14．5．1 I2C典型應(yīng)用步驟\t258
14．5．2 常用庫(kù)函數(shù)\t258
14．6 應(yīng)用實(shí)例\t261
14．6．1 I2C控制器主模式測(cè)試\t261
14．6．2 I2C控制器從模式測(cè)試\t266
習(xí)題\t269
第15章 SPI控制器\t270
15．1 SPI協(xié)議\t270
15．1．1 SPI數(shù)據(jù)傳輸\t270
15．1．2 SPI通信的時(shí)鐘極性和時(shí)鐘相位\t271
15．1．3 4種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控制器結(jié)構(gòu)\t273
15．2．3 SPI主機(jī)配置\t274
15．2．4 SPI從機(jī)配置\t275
15．2．5 主模式的全雙工發(fā)送和接收過(guò)程\t275
15．2．6 SPI狀態(tài)標(biāo)志\t276
15．2．7 SPI中斷\t276
15．3 SPI典型應(yīng)用步驟及常用庫(kù)函數(shù)\t277
15．3．1 SPI典型應(yīng)用步驟\t277
15．3．2 常用庫(kù)函數(shù)\t277
15．4 應(yīng)用實(shí)例\t279
習(xí)題\t289
第16章 外部存儲(chǔ)控制器\t290
16．1 FMC概述\t290
16．1．1 FMC主要特性\t290
16．1．2 FMC結(jié)構(gòu)\t291
16．1．3 SDRAM簡(jiǎn)介\t292
16．1．4 SDRAM初始化\t294
16．2 FMC擴(kuò)展SDRAM典型應(yīng)用步驟及常用庫(kù)函數(shù)\t295
16．2．1 FMC擴(kuò)展SDRAM典型應(yīng)用步驟\t295
16．2．2 常用庫(kù)函數(shù)\t296
16．3 應(yīng)用實(shí)例\t299
習(xí)題\t302
第17章 LCD控制器\t303
17．1 液晶顯示技術(shù)及液晶顯示器控制原理\t303
17．1．1 液晶顯示技術(shù)\t303
17．1．2 液晶顯示器控制原理\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控制器結(jié)構(gòu)\t308
17．3 DMA2D控制器概述\t310
17．3．1 DMA2D控制器結(jié)構(gòu)\t310
17．3．2 DMA2D控制器事務(wù)\t311
17．3．3 DMA2D控制器配置\t312
17．4 字符顯示\t312
17．4．1 字符編碼\t312
17．4．2 字模的生成\t313
17．5 LTDC典型應(yīng)用步驟及常用庫(kù)函數(shù)\t317
17．5．1 LTDC典型應(yīng)用步驟\t317
17．5．2 常用庫(kù)函數(shù)\t318
17．6 應(yīng)用實(shí)例\t323
習(xí)題\t332
參考文獻(xiàn)\t334