ARM Cortex-M3嵌入式开发及应用 STM32系列PDF电子书下载

第1章 嵌入式系统开发技术 1

1.1嵌入式开发的基本概念 1

1.1.1嵌入式系统的基本组成 2

1.1.2嵌入式系统的特点 2

1.2嵌入式系统发展历史与现状 3

1.3嵌入式系统的组成 5

1.3.1硬件层 5

1.3.2中间层 6

1.3.3系统软件层 7

1.4嵌入式系统相关概念 8

1.4.1嵌入式处理器 8

1.4.2嵌入式外围设备 10

1.4.3嵌入式操作系统 10

1.4.4嵌入式应用软件 11

1.5应用领域 11

第2章ARM技术概述 13

2.1 ARM体系构架 13

2.1.1哈佛结构 13

2.1.2冯·诺依曼结构 14

2.2 ARM的RISC结构特性 15

2.3常用ARM处理器系列 16

2.4 ARM体系结构和技术特征 18

2.5 ARM的流水线 19

2.6 Thumb指令集 20

2.7 Thumb-2指令集 20

第3章 基于STM32的嵌入式系统应用开发 22

3.1 STM32F103系列MCU简介 23

3.1.1 MCU基本功能 23

3.1.2系统性能分析 24

3.2低功耗版本STM32L系列 26

3.3 STM32的开发工具 27

3.4 STM32的固件库文件 28

3.5 STM32的启动文件 28

3.6 JTAG简介 29

3.7 JTAG调试STM32F103过程 30

3.8 SWD仿真模式 33

3.9 J TAG接口及仿真器接口定义 34

3.10 ISP下载器及常用工具 35

第4章DevStm 4.0开发板硬件及设计 38

4.1电源电路 42

4.2 MCU外围电路 42

4.3复位电路 43

4.4晶振电路 43

4.5启动模式设置电路 44

4.6 EEPROM电路 44

4.7串口电路 45

4.8 RS485接口电路 45

4.9 SD卡接口电路 46

4.10 JTAG电路 46

4.11按键检测电路 47

4.12开关检测电路 47

4.13网络接口电路 48

4.14 PWM驱动LED电路 49

4.15片载A/D转换电路 49

4.16 AD770816位高精度A/D转换电路 49

4.17 CAN总线接口电路 50

4.18 OLED显示接口电路 50

4.19继电器驱动电路 51

4.20 SeiSite接口 51

4.21开发板原件PCB布局及接口指示说明 52

第5章STM32基本应用技术 53

5.1GPIO通用输入/输出接口 53

5.1.1GPIO端口结构 54

5.1.2 GPIO口输入/输出模式 54

5.1.3 GPIO的库函数操作 56

5.1.4 GPIO使用示例 57

5.2系统滴答定时器 58

5.2.1 SysTick端口结构 58

5.2.2 SysTick操作相关的库函数 60

5.2.3 SysTick使用示例 60

5.3复位、系统时钟及实时时钟RTC 61

5.3.1复位 61

5.3.2时钟 62

5.3.3复位及时钟操作相关的库函数 64

5.3.4时钟使用示例 67

5.4 NVIC嵌套向量中断控制器 77

5.4.1中断优先级 77

5.4.2中断函数定义 79

5.4.3 NVIC操作相关的库函数 81

5.4.4 NVIC使用示例 83

5.5 EXTI外部中断 84

5.5.1 GPIO外部中断 84

5.5.2 EXTI操作相关的库函数 85

5.5.3 EXTI使用示例 86

5.6电源控制PWR 91

5.6.1独立的A/D转换器供电和参考电压 92

5.6.2电池备份区域 92

5.6.3电压调节器 93

5.6.4电源管理器 93

5.6.5低功耗模式 94

5.6.6低功耗模式下的自动唤醒 94

5.6.7 PWR操作相关的库函数 95

5.6.8 PWR使用示例 95

第6章STM32F103的进阶设计及应用 99

6.1 TIMx定时器 99

6.1.1 TIM1和TIM8高级定时器 99

6.1.2普通定时器TIMx 100

6.1.3基本定时器TIM6和TIM7 101

6.1.4定时器相关的时钟源 101

6.1.5计数器模式 102

6.1.6定时器操作相关的库函数 102

6.1.7 TIMx使用示例 108

6.2外设DMA技术 114

6.2.1 DMA基本概念 114

6.2.2 DMA1和DMA2请求详表 117

6.2.3 DMA操作相关的库函数 118

6.2.4 DMA使用示例 119

6.3备份域寄存器 127

6.3.1 BKP的工作机制 128

6.3.2 BKP操作相关的库函数 129

6.3.3 BKP使用示例 130

6.4 ADC模/数转换器 132

6.4.1 ADC主要特征 132

6.4.2 ADC功能介绍 133

6.4.3 ADC操作相关的库函数 138

6.4.4 ADC使用示例 141

6.5 DAC数/模转换器 142

6.5.1 DAC的主要特征 143

6.5.2 DAC的功能介绍 144

6.5.3 DAC操作相关的库函数 145

6.5.4 DAC使用示例 146

6.6看门狗定时器 148

6.6.1看门狗应用介绍 148

6.6.2独立看门狗IWDG 149

6.6.3窗口看门狗WWDG 150

6.6.4看门狗操作相关的库函数 151

6.6.5看门狗使用示例 152

第7章STM32F103的通信接口及应用 155

7.1USART串行通信技术 155

7.1.1 USART介绍 155

7.1.2 USART主要特性 155

7.1.3 USART功能概述 157

7.1.4 USART操作相关的库函数 158

7.1.5 USART使用示例 160

7.2 SPI通信接口应用 162

7.2.1 SPI简介 162

7.2.2 SPI和I2S主要特征 163

7.2.3 SPI功能介绍 164

7.2.4时钟信号的相位和极性 166

7.2.5 SPI工作模式 167

7.2.6 SPI操作相关的库函数 168

7.2.7 SPI使用示例 170

7.3 I2 C通信接口应用 173

7.3.1 I2 C主要特点 173

7.3.2 I2C功能描述 174

7.3.3 I2C从模式 175

7.3.4 SDA/SCL线控制 180

7.3.5 SMBus介绍 180

7.3.6 I2 C操作相关的库函数 183

7.3.7 I2 C使用示例 185

7.4 CAN总线通信接口应用 193

7.4.1 bxCAN介绍 194

7.4.2 bxCAN主要特点 194

7.4.3 bxCAN总体描述 195

7.4.4 bxCAN工作模式 195

7.4.5测试模式 197

7.4.6 CAN操作相关的库函数 198

7.4.7 CAN使用示例 199

7.5 SDIO接口应用 203

7.5.1 SD卡内部及引脚示意图 203

7.5.2 SD卡及SPI模式引脚名称 204

7.5.3 Micro SD引脚示意图 204

7.5.4 SD模式 205

7.5.5 SDIO操作相关的库函数 215

7.5.6 SDIO使用示例 218

第8章μC/OS- Ⅱ在STM32上的应用 225

8.1μ C/OS- Ⅱ的发展历史 225

8.2 μC/OS- Ⅱ体系结构 226

8.2.1任务管理 227

8.3.2时间管理 227

8.2.3内存管理 227

8.2.4通信同步 228

8.3 μC/OS-Ⅱ关键函数 228

8.4 μC/OS-Ⅱ中断编程 248

8.5 μC/OS-Ⅱ的学习方法 249

8.6 μC/OS-Ⅱ的使用实例解析 250

第9章STM32中嵌入式应用信号处理算法 258

9.1线性滤波算法 258

9.1.1卡尔曼滤波算法应用 259

9.1.2卡尔曼滤波算法机理 260

9.1.3简单例子 261

9.2常用滤波算法 263

9.2.1程序判数滤波 263

9.2.2中值滤波 264

9.2.3滑动算术平均值滤波 265

9.2.4滑动加权平均值滤波 265

9.2.5防脉冲干扰平均值滤波 266

9.2.6低通数字滤波 266

9.3 PID过程控制算法 267

9.3.1模拟控制系统 268

9.3.2微机过程控制系统 268

9.3.3数字控制系统 268

9.3.4模拟PID调节器 269

9.3.5数字PID控制器 269

9.3.6 PID算法的程序流程 271

9.3.7标准PID算法的改进 272

9.3.8积分项的改进 273

9.3.9采样周期的选择 275

9.3.10数字PID控制的参数选择 276

9.3.11数字PID控制的工程实现 277

9.3.12偏差处理 278

9.4开关量滤波算法 279

第10章STM32开发工业级控制器应用 281

10.1工业级控制器的基本要求 281

10.2基于STM32F103设计的工业级控制器设计原理图 282

10.3硬件关键设计驱动解析 282

10.3.1光耦隔离输入检测电路 282

10.3.2基于达灵顿管的信号继电器驱动 285

10.3.3 OLED显示驱动接口驱动 286

10.4 Modbus通信协议 288

10.4.1 Modbus协议概述 288

10.4.2 Modbus协议的数据帧 289

10.4.3 Modbus RTU通信结构模型 290

10.4.4 Modbus RTU协议的实现 290

参考文献 297