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編輯推薦: |
? 语言通俗易懂,实验内容丰富、覆盖面广、图文并茂,突出以实验内容为中心的特点。
? 对STM32单片机硬件构成、开发环境构建、开发工具使用、工程模板与应用项目创建、程序仿真调试与编程等必要知识进行全面讲解与分析,突出全且精的特点。
? 针对STM32单片机每个功能单元,精心设计实验内容,阐述实验分析、实验程序设计流程、编程步骤和调试方法,并给出实验全部源代码与详细注释,便于教师实验教学和学生实践学习。
? 配套教学资源丰富,包括PPT课件、实验例程、软件工具和STM32F10x固件库等,便于课堂教学和读者自学。
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內容簡介: |
本书是 STM32 单片机实验课程的配套教材,既可以与理论教材配套使用,也可以单独针对实验课程使用,内容包括实验硬件、实验基础、实验实战三篇。本书以 STM32 单片机实验程序开发认知过程为导向、循序渐进地组织教程内容,首先从 STM32 单片机概述和实验开发板硬件构成讲起,为实验铺垫硬件平台;随后对开发环境创建、开发工具使用、编程基础与固件库、工程模板与应用项目创建、程序仿真调试与编程进行详细讲解,为实验铺垫软件开发平台;最后针对 STM32 单片机的系统时钟、GPIO、外部中断 EXTI、USART 串行通信、通用定时器、I 2 C 串行通信、DMA 数据传输和模数转换等功能单元精心设计实验内容,为实验铺垫应用实例。 本书适合作为高等院校电子信息类、自动化类、计算机类、电气类等专业本科生 STM32单片机课程的实验教材,也可作为嵌入式开发初学者或技术开发人员参考用书。
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關於作者: |
游志宇,西南民族大学硕导。讲授“电力电子技术”等课程,主要研究方向为新能源发电、电力电子变换与能量管理、精密测量与自动化控制。发表论文20余篇,授权国家发明专利2项、实用新型专利3项,获四川省科技进步三等奖1项、成都市科学技术进步一等奖1项,主编教材1部。
陈昊 ,西南民族大学电气信息工程副院长、副教授、硕导。讲授“自动控制原理”等课程。近五年发表SCI源刊论文20余篇。主持国家自然科学基金项目、四川省科技厅项目多项。四川省高海外高层次留学人才、四川省自动化与仪器仪表学会理事。
陈亦鲜,西南民族大学实验师。讲授“PLC控制技术”等课程。发表科研论文 11 篇。出版教材1部。主研厅局级项目2项。
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目錄:
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第一篇实验硬件
第1章STM32单片机概述
1.1STM32单片机
1.2STM32单片机命名规则
1.3STM32F1系列单片机
1.4STM32F103C8T6单片机
1.4.1引脚定义
1.4.2片内资源
1.4.3启动模式
1.5STM32单片机最小系统构成
1.5.1电源电路
1.5.2复位电路
1.5.3时钟电路
1.5.4启动模式电路
1.5.5编程接口电路
1.6本章小结
第2章STM32单片机实验硬件平台
2.1实验硬件平台概述
2.2最小系统硬件电路
2.2.1电源电路
2.2.2复位电路
2.2.3时钟电路
2.2.4启动模式电路
2.2.5编程接口电路
2.3实验项目硬件电路
2.3.1LED灯驱动电路
2.3.2按键驱动电路
2.3.3UART串行通信电路
2.3.4I2C接口E2PROM电路
2.3.5SPI接口E2PROM电路
2.3.6DS18B20温度采集电路
2.3.7红外传感器接收电路
2.3.8ADC采样与热敏电阻测温电路
2.3.9nRF24L01无线通信接口电路
2.3.10I/O引脚外接扩展接口电路
2.3.11外扩电源接口电路
2.4STM32F103C8T6单片机引脚连接电路
2.5本章小结
第二篇实验基础
第3章STM32单片机开发环境创建
3.1MDKARM简介
3.2MDKARM安装
3.3芯片支持包安装
3.3.1在线安装
3.3.2离线安装
3.4本章小结
第4章STM32单片机开发工具
4.1仿真调试工具
4.1.1JLink仿真器
4.1.2CMSISDAP仿真器
4.1.3ULink仿真器
4.1.4STLink仿真器
4.2ISP串行编程工具
4.2.1FlyMcu编程客户端
4.2.2STM32CubeProgrammer编程客户端
4.3串口通信调试工具
4.4本章小结
第5章STM32单片机编程基础
5.1C语言关键字
5.2支持数据类型
5.3常用布尔型变量
5.4C语言编程基础
5.4.1位运算
5.4.2逻辑运算
5.4.3宏定义
5.4.4条件编译
5.4.5结构体
5.4.6类型定义
5.4.7外部变量声明
5.5本章小结
第6章STM32F10x固件库概述
6.1固件库概述
6.1.1寄存器程序开发
6.1.2固件库程序开发
6.2CMSIS概述
6.3STM32F10x固件库
6.3.1STM32F10x固件库概述
6.3.2STM32F10x固件库介绍
6.3.3STM32F10x固件库使用说明
6.4固件库应用程序开发说明
6.4.1外设驱动库资源启用
6.4.2目标芯片类型指定
6.4.3外设驱动库函数命名规则
6.5启动文件说明
6.6系统时钟初始化
6.7本章小结
第7章固件库工程项目模板构建
7.1工程项目文件夹创建
7.2工程项目驱动库文件移植
7.3创建MDK工程项目模板
7.4本章小结
第8章应用项目创建与仿真调试
8.1基于模板的应用项目创建
8.2程序仿真调试与编程下载
8.2.1仿真工具参数配置
8.2.2应用程序在线调试
8.2.3应用程序编程下载
8.2.4软件模拟仿真调试
8.3程序ISP下载
8.3.1USB转串口驱动安装
8.3.2ISP下载设置与操作
8.4MDK5编程应用技巧
8.4.1编辑窗口文本美化
8.4.2语法检测与代码提示
8.4.3代码编辑技巧
8.4.4其他操作技巧
8.5本章小结
第三篇实验实战
第9章系统时钟配置与时钟输出实验
9.1实验背景
9.2实验原理
9.2.1时钟输出MCO
9.2.2系统时钟构成
9.2.3RCC库函数
9.3实验内容
9.3.1实验内容一
9.3.2实验内容二
9.3.3实验内容三
9.4本章小结
第10章系统定时器SysTick实验
10.1实验背景
10.2实验原理
10.3实验内容
10.3.1实验内容一
10.3.2实验内容二
10.4本章小结
第11章GPIO控制实验
11.1实验背景
11.2实验原理
11.2.1GPIO输入/输出工作模式
11.2.2GPIO寄存器
11.2.3GPIO端口存储器映射
11.2.4GPIO库函数
11.2.5LED接口电路原理图
11.3实验内容
11.3.1实验内容一
11.3.2实验内容二
11.3.3实验内容三
11.4本章小结
第12章EXTI外部中断实验
12.1实验背景
12.2实验原理
12.2.1中断系统结构
12.2.2片外中断与中断线映射
12.2.3EXTI配置
12.2.4NVIC配置
12.2.5中断向量表及中断通道号
12.3实验内容
12.4本章小结
第13章USART通信实验
13.1实验背景
13.2实验原理
13.2.1功能引脚复用
13.2.2串行通信连接方式
13.2.3数据收发控制
13.2.4奇偶校验与硬件流控制
13.2.5USART库函数
13.2.6实验开发板USART通信电路连接
13.3实验内容
13.3.1实验内容一
13.3.2实验内容二
13.3.3实验内容三
13.3.4实验内容四
13.3.5实验内容五
13.3.6实验内容六
13.4本章小结
第14章通用定时器定时实验
14.1实验背景
14.2实验原理
14.2.1定时时钟源选择
14.2.2时基单元
14.2.3计数模式选择
14.2.4定时时间计算
14.2.5TIMx库函数
14.3实验内容
14.3.1实验内容一
14.3.2实验内容二
14.3.3实验内容三
14.4本章小结
第15章通用定时器比较输出实验
15.1实验背景
15.2实验原理
15.2.1定时比较输出硬件结构
15.2.2定时比较输出工作模式
15.5.3定时比较输出库函数
15.3实验内容
15.3.1实验内容一
15.3.2实验内容二
15.3.3实验内容三
15.3.4实验内容四
15.3.5实验内容五
15.4本章小结
第16章串口时钟实验
16.1实验背景
16.2实验原理
16.3实验内容
16.4本章小结
第17章I2C串行通信实验
17.1实验背景
17.2实验原理
17.2.1I2C总线结构
17.2.2I2C总线信号时序
17.2.3I2C总线数据传输
17.2.4STM32片上I2C特性
17.2.5I2C固件库函数
17.2.6AT24C02接口电路
17.2.7AT24CXX读写操作
17.3实验内容
17.3.1实验内容一
17.3.2实验内容二
17.4本章小结
第18章DMA数据传输实验
18.1实验背景
18.2实验原理
18.2.1DMA传输配置
18.2.2DMA存储器映射
18.2.3DMA库函数
18.3实验内容
18.3.1实验内容一
18.3.2实验内容二
18.3.3实验内容三
18.4本章小结
第19章模/数转换实验
19.1实验背景
19.2实验原理
19.2.1ADC电气特性与模拟输入通道
19.2.2ADC硬件结构及工作原理
19.2.3ADC转换时钟及转换时间
19.2.4ADC转换分组
19.2.5ADC转换模式
19.2.6ADC端口存储器映射
19.2.7ADC库函数
19.2.8ADC模拟通道电路
19.3实验内容
19.3.1实验内容一
19.3.2实验内容二
19.3.3实验内容三
19.3.4实验内容四
19.3.5实验内容五
19.3.6实验内容六
19.3.7实验内容七
19.3.8实验内容八
19.4本章小结
参考文献
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內容試閱:
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随着计算机技术、电子技术、通信技术、大规模集成电路技术的快速发展,对嵌入式应用系统的功能、可靠性、运算速度、功耗等提出了更高的要求,迫切需要功能强大、资源丰富、功耗低、性能好的单片机投入到嵌入式应用系统中。经典8位MCS51单片机功能简单、片上资源少、性能相对较低,在面对复杂高性能嵌入式应用时难以胜任,导致众多嵌入式应用系统广泛采用功能强大、资源丰富、性能好的32位单片机进行产品开发,推动着嵌入式硬件及软件开发的改变。
自CortexM处理器诞生以来,基于CortexM内核的32位单片机如雨后春笋般不断涌现,使得嵌入式开发人员逐步转型到32位CortexM单片机的学习与开发中。意法半导体(STMicroelectronics,ST)公司推出的基于CortexM的STM32单片机拥有更高性能、更高代码密度、更低成本和功耗,已经成为业界广泛使用的32位单片机。STM32单片机凭借技术资料全面、市场占有率高、产品系列丰富等优势,逐步成为32位单片机初学者的首选。与MCS51单片机相比,STM32单片机功能强大、内部寄存器多、片上资源丰富,教学与学习难度较大,因此编者组织具有多年STM32单片机应用开发与教学经验的一线教师编写了此实验教程,为开展“STM32单片机”课程实验教学提供教学指导。
本书是STM32单片机实验课程的配套教材,既可以与理论教材配套使用,也可以单独针对实验课程使用,内容包括实验硬件、实验基础、实验实战三篇。本书以STM32单片机实验程序开发认知过程为导向,循序渐进组织教程内容。首先,从STM32单片机概述和实验开发板硬件构成讲起,为实验铺垫硬件平台;随后,对开发环境创建、开发工具使用、编程基础与固件库、工程模板与应用项目创建、程序仿真调试与编程进行详细讲解,为实验铺垫软件开发平台。最后,针对STM32单片机的系统时钟、GPIO、外部中断EXTI、USART串行通信、通用定时器、I2C串行通信、DMA数据传输和模/数转换等功能单元精心设计实验内容,为实验铺垫应用实例。每个实验包括实验背景(实验目的、实验要求、实验内容、实验设备)、实验原理、实验分析与实验步骤,通过对实验内容的详细分析,阐述实验内容程序流程图和调试方法,给出实验全部源代码与详细注释,便于教师实验教学与学生实践操作学习。
本书语言通俗易懂,实验内容丰富、覆盖面广、图文并茂,突出以实验内容为中心的特点,并根据多年STM32单片机应用开发与教学经验,从硬件平台构建、开发环境创建、实验内容编排等方面,将STM32单片机片上功能单元的具体实验过程及调试验证方法展现给读者。
本书由游志宇、陈昊、陈亦鲜主编。全书包括三篇共19章,其中第1、2、17、18、19章由西南民族大学游志宇编写,第3、4章由西南民族大学向培素编写,第5、6章由西南民族大学汪华章编写,第7、8章由西南民族大学陈昊编写,第9、10章由西南交通大学韩莹编写,第11、12章由西南交通大学李奇编写,第13章由西南民族大学杜诚编写,第14、15章由西南民族大学陈亦鲜编写,第16章由西南民族大学黄何平编写。
本书的编写和出版得到了清华大学出版社的大力支持和帮助,在此表示衷心感谢。书中引用了一些网络资源、文献,无法一一注明出处,在此向原作者表示感谢!
本书的出版得到了西南民族大学教育教学研究与改革项目(2021YB56)、产学合作协同育人项目(202002302031)的资助,在此表示感谢。
由于撰写时间仓促,编者水平有限,书中难免存在疏漏和不足之处,敬请读者批评指正。
编者
2022年5月于成都
教学资源
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