前言 2
第一部分 库开发初级篇 2
第1章 为什么学习STM32 2
1.1嵌入式技术知识结构 2
1.2嵌入式工程师成长之路 3
1.3为什么学习STM32 4
1.4如何学习STM32 4
第2章 初识STM32固件库 5
2.1 STM32神器之库开发 5
2.1.1什么是STM32库 5
2.1.2为什么采用库开发 6
2.2 STM32结构及库层次关系 7
2.2.1 CMSIS标准 7
2.2.2库目录、文件简介 8
2.2.3 STM32固件库文件间的关系 14
2.2.4使用库帮助文档 15
第3章GPIO入门之流水灯 18
3.1安装MDK 18
3.2建立工程模板 19
3.2.1新建工程 19
3.2.2配置J-LINK硬件调试 25
3.3如何编译和下载程序 27
3.3.1如何编译程序 27
3.3.2如何下载程序 27
第4章 深入分析流水灯例程 30
4.1 STM32的GPIO 30
4.2 STM32的地址映射 33
4.2.1温故而知新stm32f10x.h文件 33
4.2.2外设基地址 35
4.2.3总线外设基地址 36
4.2.4寄存器组基地址 37
4.3 STM32固件库对寄存器的封装 38
4.4 STM32的时钟系统 39
4.4.1时钟树＆时钟源 39
4.4.2高速外部时钟 41
4.4.3 HCLK、 FCLK、 PCLK1、PCL K2 42
4.5 LED具体代码分析 42
4.5.1实验描述及工程文件清单 42
4.5.2配置工程环境 43
4.5.3编写用户文件 44
4.5.4初始化结构体 ——GPIO-InitIypeDef类型 46
4.5.5初始化库函数——GPIO-Init() 47
4.5.6开启外设时钟 48
4.5.7控制I/O输出高、低电平 52
4.5.8 led.h文件 52
4.5.9 main文件 53
4.6 GPIO-Init（）函数的实现 55
4.6.1规范的位操作方法 55
4.6.2 GPIO-Init（）实现代码分析 55
4.6.3再论开发方式 60
4.7开发步骤总结 61
第5章 调试程序 62
5.1 MDK软件仿真调试 62
5.2使用J-LINK进行硬件调试 64
5.2.1硬件调试 64
5.2.2软件编译过程 65
53 MDK使用小技巧 66
第二部分 库开发中级篇 70
第6章GPIO再举例之按键实验 70
6.1 GPIO的8种工作模式 70
6.1.1 4种输入模式 71
6.1.2 4种输出模式 71
6.2按键实验分析 72
6.3按键代码分析 72
6.3.1实验描述及工程文件清单 72
6.3.2配置工程环境 73
6.3.3 main文件 73
6.3.4 GPIO初始化配置 74
6.3.5利用固件库的数据类型 75
6.3.6实现LED反转 77
6.3.7实验现象 77
第7章EXTI之按键中断实验 78
7.1 STM32的中断和异常 78
7.2 NVIC中断控制器 81
7.2.1 NVIC结构体成员 81
7.2.2抢占优先级和响应优先级 82
7.2.3 NVIC的优先级组 83
7.3 EXTI外部中断 83
7.4中断检测按键实验分析 84
7.4.1实验描述及工程文件清单 84
7.4.2配置工程环境 85
7.4.3 main文件 86
7.4.4配置外部中断 86
7.4.5 AFIO时钟 87
7.4.6 NVIC初始化配置 88
7.4.7 EXTI初始化配置 89
7.4.8编写中断服务函数 89
7.4.9实验现象 91
第8章 串口通信（USART） 92
8.1异步串口通信协议 92
8.2直通线和交叉线 93
8.3串口工作过程分析 94
8.3.1波特率控制 94
8.3.2收发控制 96
8.3.3数据存储转移 96
8.4串口通信实验分析 96
8.4.1实验描述及工程文件清单 96
8.4.2配置工程环境 97
8.4.3 main文件 97
8.4.4 USAR7.初始化配置 98
8.4.5 printf（）函数重定向 101
8.4.6 USART1-printf（）函数 103
8.4.7实验现象 106
第9章 库函数开发小结 107
9.1初始化 107
9.2数据输入输出 108
9.3状态位、标志位 108
9.3.1事件 109
9.3.2标志位的检查与清除 109
9.4外设函数分类 110
第10章DMA——为CPU减负 112
10.1 DMA功能简介 112
10.2 DMA工作分析 112
10.3 DMA实例之串口通信 113
10.3.1实验描述及工程文件清单 113
10.3.2配置工程环境 114
10.3.3 main文件 114
10.3.4 DMA初始化 115
10.3.5使用DMA中断 121
10.3.6实验现象 123
第11章ADC实验（DMA方式） 124
11.1 ADC简介 124
11.2 SIM32的ADC主要技术指标 124
11.3 ADC工作过程分析 125
11.4 ADC采集数据实例（采用DMA模式） 126
11.4.1实验描述及工程文件清单 127
11.4.2配置工程环境 128
11.4.3 main文件 128
11.4.4 ADC初始化 129
11.4.5计算电压值 138
11.4.6实验现象 138
第12章SysTick（系统滴答定时器） 139
12.1 SysTick——操作系统的心跳 139
12.2 SysTick工作分析 140
12.3使用SysTick精确延时实验分析 141
12.3.1实验描述及工程文件清单 142
12.3.2配置工程环境 142
12.3.3 main文件 143
12.3.4配置并启动SysTick 143
12.3.5定时时间的计算 147
12.3.6编写中断服务函数 147
12.3.7使用SysTick测量时间的功能 149
12.3.8实验现象 149
第13章STM32定时器 150
13.1定时器功能简介 150
13.2定时器工作分析 150
13.2.1基本定时器 150
13.2.2通用定时器 150
13.2.3高级定时器 155
13.3 PWM输出实例分析 157
13.3.1实验描述及工程文件清单 157
13.3.2配置工程环境 157
13.3.3 main文件 158
13.3.4定时器初始化 159
13.3.5实验现象 164
第14章I2C接口 168
14.1 I2C协议简介 168
14.1.1物理层 168
14.1.2协议层 169
14.2 STM32的I2C特性及架构 170
14.2.1 I2C接口特性 170
14.2.2 I2C架构 170
14.3 I2C接口读写EEPROM实验 171
14.3.1实验描述及工程文件清单 171
14.3.2配置工程环境 171
14.3.3 main文件 172
14.3.4 I2C接口初始化 173
14.3.5对EEPROM的读写操作 177
14.3.6使用I2C读写EEPROM流程总结 186
14.3.7实验现象 186
第15章SPI模块 188
15.1 SPI协议简介 188
15.1.1 SPI信号线 188
15.1.2 SPI模式 189
15.2 STM32的SPI特性及架构 190
15.2.1 STM32的SPI特性 190
15.2.2 STM32的SPI架构分析 190
15.3 SPI接口读取Flash实例分析 191
15.3.1实验描述及工程文件清单 192
15.3.2配置工程环境 193
15.3.3 main文件 193
15.3.4 SPI初始化 195
15.3.5控制Flash的命令 199
15.3.6读取厂商ID 202
15.3.7擦除Flash内容 203
15.3.8向Flash写入数据 207
15.3.9从Flash读取数据 210
15.3.10小结 211
15.3.11实验现象 211
第16章CAN控制器 212
16.1 CAN协议简介 212
16.1.1物理层 212
16.1.2 CAN的报文种类及结构 213
16.1.3同步 215
16.2 STM32的CAN特性及架构 217
16.2.1 CAN特性 217
16.2.2 CAN架构 218
16.3双CAN通信实验分析 219
16.3.1实验描述及工程文件清单 219
16.3.2配置工程环境 220
16.3.3 main文件 221
16.3.4配置CAN接口 223
16.3.5打包报文 232
16.3.6发送报文 234
16.3.7接收报文、编写中断服务函数 234
16.3.8实验小结 236
16.3.9实验现象 237
第三部分 库开发高级篇 240
第17章SDIO之SD卡驱动 240
17.1 SD协议简介 240
17.1.1卡的种类 240
17.1.2 SDIO基本架构 241
17.2 STM32的SDIO接口 241
17.2.1从SDIO的时钟说起 242
17.2.2 SDIO的命令格式 242
17.2.3数据传输格式 243
17.3 SD卡读写实验分析 243
17.3.1实验描述及工程文件清单 243
17.3.2配置工程环境 244
17.3.3 main文件 246
17.3.4 SDIO初始化 247
17.3.5卡的上电识别流程 249
17.3.6卡的初始化流程 256
17.3.7对SD卡进行读写 259
17.3.8原版官方驱动例程的bug 263
17.3.9实验现象 264
第18章 文件系统之FATFS R0.09 265
18.1什么是文件系统 265
18.2 FATFS文件系统简介 266
18.2.1 FATFS的目录结构 266
18.2.2 FATFS帮助文档 266
18.2.3 FATFS源码 267
18.3移植FATFS文件系统实验 267
18.3.1实验描述及工程文件清单 267
18.3.2配置工程环境 269
18.3.3为文件系统添加底层驱动 270
18.3.4添加简体中文和 长文件名支持 274
18.3.5 main文件 274
18.3.6实验现象 277
第19章MP3播放器 278
19.1 MP3文件探秘 278
19.1.1文件格式 278
19.1.2 MP3文件的原始数据 278
19.1.3 MP3文件格式 279
19.2 VS1003硬件解码芯片 279
19.2.1 VS1003芯片简介 280
19.2.2 TDA1308芯片 280
19.3 MP3播放器实验 280
19.3.1实验描述及工程文件清单 280
19.3.2配置工程环境 282
19.3.3 main文件 283
19.3.4控制VS1003进入准备状态 284
19.3.5播放MP3文件 286
19.3.6 STM32的堆栈 291
19.3.7实验现象 294
第20章USB大容量存储器实例 295
20.1 USB协议分析 295
20.1.1协议版本 295
20.1.2 USB电气特性 295
20.1.3 USB通信模型 296
20.1.4 USB枚举 298
20.2 STM32的USB控制器 299
20.3 USB读取SD卡——模拟U盘实验 301
20.3.1实验描述及工程文件清单 301
20.3.2配置工程环境 302
20.3.3 USB固件库说明 303
20.3.4 main文件 305
20.3.5基本配置 306
20.3.6 USB初始化 308
20.3.7中断服务函数 310
20.3.8 BOT和SCSI协议 313
20.3.9实验现象 316
第21章LCD触摸屏画板 317
21.1 LCD控制器简介 317
21.1.1 ILI9341控制器结构 317
21.1.2像素点的数据格式 317
21.1.3 ILI9341的通信时序 319
21.2用STM32驱动LCD 320
21.2.1 FSMC简介 320
21.2.2用FSMC模拟8080时序 322
21.3触摸屏感应原理 322
21.4 TSC2046触摸屏控制器 323
21.5 LCD触摸屏画板实验 323
21.5.1实验描述及工程文件清单 323
21.5.2配置工程环境 325
21.5.3 main文件 326
21.5.4初始化FSMC模式 327
21.5.5 FSMC模拟8080读写 参数、命令 332
21.5.6液晶屏画点函数 334
21.5.7触摸屏校正 338
21.5.8检测触点、画点 341
21.5.9实验现象 342
第22章 字库及BMP图片显示 343
22.1什么是字模 343
22.2制作字模 344
22.3 BMP图片格式 347
22.4显示中英文及BMP图片实验 351
22.4.1实验描述及工程文件清单 351
22.4.2配置工程环境 352
22.4.3 main文件 352
22.4.4显示汉字 353
22.4.5在SD卡上读取与保存BMP图像 358
22.4.6实验现象 364
第23章OV7670摄像头驱动 365
23.1摄像头的分类 365
23.1.1数字摄像头与模拟摄像头的区别 365
23.1.2 CCD与CMOS的区别 365
23.2 OV7670介绍 366
23.2.1 OV7670功能框架 366
23.2.2 OV7670管脚封装 367
23.3 SCCB总线 368
23.3.1 SCCB接口定义 368
23.3.2 SCCB时序描述 370
23.4摄像头模块 372
23.4.1摄像头模块硬件介绍 372
23.4.2 OV7670输出时序 372
23.4.3 FIFO时序 375
23.4.4摄像头的驱动原理 376
23.5摄像头驱动实验 377
23.5.1实验描述及工程文件清单 377
23.5.2配置工程环境 379
23.5.3 main文件 379
23.5.4 SCCB总线的软件实现 380
23.5.5初始化OV7670 386
23.5.6采集并显示图像 388
23.5.7实验现象 393
第24章 以太网及Lwl P协议栈移植 394
24.1互联网模型 394
24.2以太网 395
24.2.1 PHY层 395
24.2.2 MAC子层 396
24.2.3以太网控制器 397
24.3 MAC之上的网络层 398
24.3.1为什么在MAC之上还有分层 398
24.3.2 TCP/IP协议中各层次的功能 398
24.3.3 LwIP协议栈 400
24.4 ENC28J60+LwIP以太网实验 401
24.4.1实验描述及工程文件清单 401
24.4.2配置工程环境 402
24.4.3 main文件 403
24.4.4 LwIP对底层数据结构的封装 404
24.4.5初始化协议栈 408
24.4.6 LwIP对底层操作的封装 410
24.4.7轮询和计时 415
24.4.8 opt.h文件和debug 416
24.4.9 LwIP应用 420
24.4.10网页服务器 421
24.4.11实验现象 426
第25章Wi-Fi模块EMW3180驱动 430
25.1资料与工具下载 430
25.2 EMW3180简介 430
25.3 EMW3180驱动实验 434
25.3.1实验描述及工程文件清单 434
25.3.2配置工程环境 435
25.3.3 EMSP API函数 435
25.3.4 API函数一览 436
25.3.5 main文件 439
25.3.6 em380c hal.c文件 441
25.3.7实验现象 445
第四部分 库开发系统篇 448
第26章μC/OS-Ⅲ及其源代码介绍 448
26.1 μC/OS简介 448
26.1.1操作系统与裸机的区别 448
26.1.2 μC/OS实时操作系统 448
26.2 μC/OS-Ⅲ与μC/OS- Ⅱ的主要区别 450
26.3 μC/OS-Ⅲ源码 450
26.4 μOS-Ⅲ工程架构 452
第27章 移植μC/O S-Ⅲ到 STM32 454
27.1搭建μC/OS工程文件结构 454
27.2修改μC/OS代码 459
27.2.1修改os-cpu.h文件 459
27.2.2修改os-cpu-c.c 459
27.2.3修改os-cpu-a.asm文件 460
27.2.4修改cpu-a.asm文件 461
27.2.5修改startup-stm32f10x-hd.s文件 462
27.2.6修改stm32f10x-it.c文件 463
27.3编写用户文件 464
27.3.1编写includes.h文件 464
27.3.2编写BSP相关文件 465
27.3.3创建任务 466
27.4配置μC/OS-Ⅲ 468
第28章 运行多任务 473
28.1创建用户任务 473
28.2编写用户代码 476
28.3任务执行流程 479
参考文献 482