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第1章 绪论 1

1.1嵌入式系统概述 1

1.1.1嵌入式系统的概述 1

1.1.2嵌入式系统的特征 2

1.1.3嵌入式系统的组成 5

1.1.4嵌入式系统的现状及发展趋势 6

1.2嵌入式处理器 8

1.2.1哈佛结构和冯·诺依曼结构 8

1.2.2 CISC指令集与RISC指令集 9

1.2.3 x86指令集和ARM指令集 11

1.2.4通用处理器（x86）与嵌入式处理器（ARM）小结 12

1.2.5嵌入式处理器的分类 13

1.3嵌入式操作系统 16

1.3.1嵌入式操作系统的概述 16

1.3.2常见的嵌入式操作系统 16

第2章 嵌入式系统工程设计概述 20

2.1嵌入式系统设计的基本流程 20

2.1.1需求分析 20

2.1.2详细说明 21

2.1.3结构设计 21

2.1.4组件设计 24

2.1.5系统集成 25

2.2嵌入式系统设计的流程模型 26

2.2.1瀑布模型 26

2.2.2逐步求精模型 27

2.2.3螺旋模型 27

2.3嵌入式系统的开发模式 28

2.3.1面向硬件的开发模式 29

2.3.2面向软件的开发模式 29

2.3.3两种开发模式的区别与联系 29

第3章 ARM嵌入式处理器 31

3.1 ARM嵌入式处理器简介 31

3.1.1 ARM处理器的特点 32

3.1.2 ARM体系结构的版本及系列 32

3.1.3 ARM处理器核系列 34

3.1.4综述 40

3.2 ARM Cortex-M3处理器简介 41

3.2.1概述 41

3.2.2寄存器组 42

3.2.3操作模式和特权级别 44

3.2.4向量中断控制器 45

3.2.5存储器映射 46

3.2.6总线接口 46

3.2.7存储器保护单元 47

3.2.8指令集 47

3.2.9中断和异常 48

3.2.10调试支持 49

3.3 Cortex-M3指令系统与汇编语言基础 49

3.3.1汇编语言基础 49

3.3.2指令集 52

3.3.3汇编语言初步应用 56

第4章 嵌入式系统的开发环境 66

4.1嵌入式集成开发环境 67

4.1.1嵌入式集成开发环境概述 67

4.1.2嵌入式系统集成开发环境的组成 69

4.2常见的嵌入式开发环境 70

4.2.1 Keil 70

4.2.2 IAR Embedded Workbench 71

4.2.3 TKStudio 73

4.2.4 GCC 80

4.2.5其他开发环境 80

4.3 ARM嵌入式集成开发环境的对比与选择 82

4.3.1主要ARM嵌入式集成开发环境的对比 82

4.3.2 ARM嵌入式集成开发环境的选择 85

4.4开发调试工具 85

4.4.1 JTAG仿真器 85

4.4.2其他开发调试工具 89

第5章 STM32系列微控制器开发基础 90

5.1 STM32系列微控制器概述 90

5.1.1 STM32系列微控制器简介 90

5.1.2 STM32系列微控制器的优势 91

5.1.3 STM32系列微控制器的应用 91

5.2 STM32F103系列微控制器 92

5.2.1主要特点 92

5.2.2总体结构 94

5.2.3功能概述 97

5.2.4片上外设概述 99

5.3基于标准外设库的软件开发 103

5.3.1 STM32标准外设库概述 103

5.3.2使用标准外设库开发的优势 104

5.3.3 STM32F10xxx标准外设库结构与文件描述 104

5.3.4 STM32F10xxx标准外设库的使用 108

5.4使用Keil MDK及标准外设库创建STM32工程 116

5.4.1开发工具与开发环境 117

5.4.2 MDK的操作与设置 118

5.4.3使用Keil MDK运行第一个STM32F 10x程序 125

第6章 STM32系列微控制器存储器与外设 137

6.1存储器和总线结构 137

6.1.1系统结构 137

6.1.2存储器组织 139

6.1.3存储器映射 139

6.1.4启动配置 140

6.2电源控制 141

6.2.1电源 141

6.2.2电源管理 143

6.2.3低功耗模式 144

6.2.4睡眠模式 145

6.2.5停止模式 146

6.2.6待机模式 147

6.2.7低功耗模式下的自动唤醒（AWU） 148

6.3复位和时钟 149

6.3.1复位 149

6.3.2时钟 150

6.4 GPIO 155

6.4.1 GPIO简介 155

6.4.2 GPIO功能描述 156

6.4.3 GPIO配置 157

6.5中断和事件 158

6.5.1嵌套向量中断控制器 158

6.5.2外部中断/事件控制器 161

6.6 DMA控制器 166

6.6.1简介 166

6.6.2功能描述 167

6.6.3 DMA应用实例 171

第7章 嵌入式系统接口应用基础 173

7.1嵌入式系统的接口类型 173

7.2嵌入式系统的电平匹配 174

7.2.1电平匹配概述 174

7.2.2接口相关电路及概念 177

7.2.3电平匹配的电路设计 180

7.3嵌入式系统通信形式的匹配 184

7.4嵌入式系统的电气隔离 185

7.4.1电气隔离概述 185

7.4.2供电系统的隔离 186

7.4.3数字信号的隔离 187

7.4.4模拟信号的隔离 193

7.4.5嵌入式系统的电气隔离设计 198

7.5嵌入式系统接口的保护 199

7.5.1嵌入式系统接口的电源保护 199

7.5.2静电保护 201

7.6嵌入式系统接口的控制方式 202

7.6.1程序轮询方式 202

7.6.2中断处理方式 202

7.6.3直接存储器存取DMA传送方式 202

第8章 基于STM32系列微控制器的接口应用实践 204

8.1 USART串行接口及其应用 204

8.1.1 U SART串行接口简介 204

8.1.2 STM32F10x系列USART功能描述 206

8.1.3 STM32 USART接口应用实例 214

8.2 SPI串行接口及其应用 218

8.2.1 SPI串行接口简介 218

8.2.2 STM32 SPI功能描述 222

8.2.3 STM32 SPI总线应用实例 223

8.3 I2C总线及其应用 225

8.3.1 12C总线简介 225

8.3.2 STM3212C简介 228

8.3.3 STM3212C功能描述 229

8.3.4 STM3212C总线应用实例 233

8.4 CAN总线及其应用 240

8.4.1 CAN总线简介 240

8.4.2 CAN总线的系统结构及数据传输 241

8.5 STM32 bxCAN 244

8.5.1功能特点 244

8.5.2 bxCAN总体描述 245

8.5.3 bxCAN工作模式 246

8.5.4测试模式 247

8.5.5 bxCAN功能描述 248

8.6 FSMC接口及其应用 254

8.6.1 STM32 FSMC 254

8.6.2 STM32 FSMC外部设备地址映像 256

8.6.3 FSMC应用实例 257

8.7 USB串行接口及其应用 264

8.7.1 USB总线概述 264

8.7.2 USB总线数据传输 266

8.7.3 USB OTG 266

8.7.4 USB接口器件 267

8.7.5 STM32 USB功能描述 267

8.8 1-Wire单总线及其应用 269

8.8.1 1-Wire单总线及其连接 269

8.8.2 1-Wire单总线器件DS 18B20的应用 271

8.8.3基于STM32的DS 18B20操作实例 275

8.9数据采集接口及其应用设计 279

8.9.1数据采集概述 279

8.9.2数据采集系统的结构 280

8.9.3 A/D转换器的量化与编码 286

8.9.4 STM32F10x系列内置ADC简介 288

8.9.5 STM32F10x系列内置ADC功能描述 289

8.10常用人机交互接口及其应用设计 293

8.10.1常用键盘接口设计 293

8.10.2 LED显示器件及接口设计 297

8.10.3串口屏 300

第9章 嵌入式系统工程开发实战 302

9.1需求分析 302

9.1.1需求背景 302

9.1.2主要功能 303

9.2详细说明 303

9.3结构设计 304

9.3.1系统架构设计 304

9.3.2主要元器件与开发平台的选择 305

9.3.3主要功能模块的连接 307

9.3.4控制器最终结构 308

9.4组件设计 308

9.4.1硬件电路的设计 308

9.4.2主要软件部分的设计 318

9.4.3控制器的PCB设计 327

9.5系统集成 328

9.5.1子功能模块之间的集成 328

9.5.2系统的集成测试 328