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第1章 概述1

1.1 计算机发展史1

1.1.1 计算机的诞生1

1.1.2 计算机的发展5

1.2 计算机的体系结构6

1.2.1 冯·诺依曼架构模型6

1.2.2 面向嵌入式应用的架构改进9

1.3 单片机发展史10

1.3.1 计算机及早期单片机10

1.3.2 单片机的发展趋势——走向集成、嵌入式11

1.4 ARM、Cortex和STM32简介12

1.4.1 ARM系列内核12

1.4.2 Cortex系列内核16

1.4.3 STM32F103系列微控制器17

1.5 计算机发展的趋势和工程设计开发21

1.5.1 计算机发展的趋势21

1.5.2 嵌入式系统的工程设计和开发22

1.6 小结25

习题25

第2章 Cortex-M3处理器26

2.1 Cortex-M3内核26

2.1.1 内核体系结构26

2.1.2 系统总线结构29

2.2 寄存器30

2.2.1 通用寄存器31

2.2.2 特殊功能寄存器33

2.3 存储器管理36

2.3.1 寄存器空间分配37

2.3.2 位带操作38

2.3.3 互斥访问43

2.3.4 端模式45

2.3.5 存储保护单元46

2.3.6 存储器访问属性46

2.3.7 存储器的默认访问许可47

2.4 工作模式47

2.5 异常与中断49

2.5.1 中断号与优先级50

2.5.2 向量表54

2.5.3 中断输入及挂起55

2.5.4 Fault类异常56

2.5.5 中断的具体行为57

2.5.6 中断嵌套控制59

2.5.7 高级中断操作59

2.5.8 异常返回值61

2.6 堆栈62

2.6.1 堆栈的基本操作62

2.6.2 Cortex-M3堆栈操作63

2.6.3 Cortex-M3的双堆栈机制64

2.7 小结64

习题64

第3章 STM32最小系统的设计65

3.1 STM32F103最小系统的设计方案65

3.2 最小系统设计的要素67

3.2.1 STM32晶体振荡器68

3.2.2 复位电路69

3.2.3 LED、Key及BOOT跳线70

3.2.4 稳压电源及ISP下载口71

3.2.5 I/O端口74

3.3 PCB图设计75

3.4 小结76

第4章 MDK-ARM软件入门77

4.1 MDK-ARM 4.7 0简介77

4.2 新建MDK工程78

4.2.1 下载外设库78

4.2.2 建立新工程79

4.2.3 工程编译环境设置87

4.3 RVMDK使用技巧91

4.3.1 文本美化92

4.3.2 代码编辑技巧92

4.3.3 其他小技巧98

4.4 调试与下载98

4.4.1 STM32软件仿真98

4.4.2 STM32程序下载106

4.5 固件函数库函数命名规则108

4.6 小结110

习题110

第5章 GPIO及外部中断的使用111

5.1 综述111

5.1.1 通用I/O112

5.1.2 单独的位设置或位清除112

5.1.3 外部中断／唤醒线112

5.1.4 复用功能112

5.1.5 软件重新映射I/O复用功能112

5.1.6 GPIO锁定机制112

5.1.7 输入配置113

5.1.8 输出配置113

5.1.9 复用功能配置113

5.1.1 0模拟输入配置113

5.2 库函数114

5.2.1 函数GPIO_Init114

5.2.2 函数GPIO_SetBits116

5.2.3 函数GPIO_ResetBits116

5.2.4 函数GPIO_WriteBit117

5.2.5 函数GPIO_Write117

5.2.6 函数GPIO_ReadOutputDataBit117

5.2.7 函数GPIO_ReadOutputData118

5.2.8 函数GPIO_ReadInputDataBit118

5.2.9 函数GPIO_ReadInputData119

5.3 I/O端口的外设映射119

5.3.1 将OSC_32 IN/OSC_32 OUT作为PC14/PC15端口120

5.3.2 将OSC_IN/OSC_OUT作为PD0/PD1端口120

5.3.3 CAN复用功能重映射120

5.3.4 JTAG/SWD复用功能重映射120

5.3.5 ADC复用功能重映射121

5.3.6 定时器复用功能重映射121

5.3.7 USART复用功能重映射122

5.3.8 I2C1复用功能重映射123

5.3.9 SPI1复用功能重映射123

5.4 位运算124

5.4.1 移位运算124

5.4.2 按位与运算126

5.4.3 按位或运算127

5.4.4 取反运算127

5.4.5 异或运算128

5.5 GPIO控制实例128

5.5.1 实例1——控制LED闪烁128

5.5.2 实例2——跑马灯130

5.5.3 实例3——按键输入1133

5.6 外部中断和中断控制器137

5.6.1 嵌套向量中断控制器137

5.6.2 外部中断／事件控制器141

5.6.3 NVIC库函数介绍142

5.6.4 外部中断控制器库函数介绍146

5.6.5 外部中断实例——按键输入2149

5.7 小结150

习题151

第6章 定时器的使用152

6.1 STM32F的定时器简介152

6.1.1 高级控制定时器TIM1的TIM8152

6.1.2 通用定时器TIMx153

6.1.3 基本定时器TIM6和TIM7153

6.2 通用定时器功能描述154

6.2.1 时基单元154

6.2.2 计数器模式155

6.2.3 时钟选择161

6.2.4 捕获／比较通道163

6.2.5 输入捕获模式164

6.2.6 PWM输入模式165

6.2.7 强置输出模式166

6.2.8 输出比较模式166

6.2.9 PWM模式167

6.2.1 0定时器和外部触发的同步169

6.2.1 1定时器同步171

6.3 定时器固件库函数介绍171

6.3.1 函数TIM_DeInit171

6.3.2 函数TIM_TimeBaseInit172

6.3.3 函数TIM_OC1Init173

6.3.4 函数TIM_OC2Init175

6.3.5 函数TIM_OC3Init175

6.3.6 函数TIM_OC4Init176

6.3.7 函数TIM_ICInit176

6.3.8 函数TIM_BDTRConfig178

6.3.9 函数TIM_Cmd179

6.3.1 0函数TIM_CtrIPWMOutputs179

6.3.1 1 函数TIM_ITConfig180

6.3.1 2函数TIM_SelectInputTrigger181

6.3.1 3函数TIM_EncoderInterfaceConfig181

6.3.1 4函数TIM_ARRPreloadConfig182

6.3.1 5函数TIM_CCPreloadControl182

6.3.1 6函数TIM_OC1PreloadConfig183

6.3.1 7函数TIM_OC2PreloadConfig183

6.3.1 8 函数TIM_OC3PreloadConfig184

6.3.1 9函数TIM_OC4PreloadConfig184

6.3.2 0函数TIM_SelectOutputTrigger184

6.3.2 1 函数TIM_SelectSlaveMode185

6.3.2 2 函数TIM_SelectMasterSlaveMode186

6.3.2 3 函数TIM_SetCounter186

6.3.2 4函数TIM_SetAutoreload187

6.3.2 5 函数TIM_GetCounter187

6.3.2 6函数TIM_GetPrescaler188

6.3.2 7 函数TIM_GetFlagStatus188

6.3.2 8函数TIM_ClearFlag189

6.3.2 9函数TIM_GetITStatus189

6.3.3 0 函数TIM_ClearITPendingBit190

6.4 定时器实训190

6.4.1 定时器控制跑马灯190

6.4.2 PWM电动机控制192

6.5 小结197

习题198

第7章 STM32的A/D转换模块199

7.1 ADC的主要技术指标及选型199

7.1.1 ADC的主要技术指标分析200

7.1.2 ADC的选型技巧及注意事项201

7.2 STM32的ADC203

7.2.1 ADC功能描述203

7.2.2 ADC寄存器描述209

7.2.3 ADC中断214

7.3 STM32内部温度传感器214

7.3.1 硬件设计214

7.3.2 软件设计215

7.4 STM32的ADC实验217

7.4.1 硬件设计217

7.4.2 软件设计217

7.5 小结218

习题218

第8章 STM32显示模块操作219

8.1 OLED显示219

8.1.1 OLED的驱动方式219

8.1.2 硬件设计221

8.1.3 软件设计225

8.2 TFT LCD显示226

8.2.1 TFT LCD的特点226

8.2.2 硬件设计227

8.2.3 软件设计228

8.3 图片显示实例230

8.3.1 图片显示原理简介230

8.3.2 硬件设计231

8.3.3 软件设计232

8.4 汉字显示实例261

8.4.1 汉字显示原理简介262

8.4.2 硬件设计265

8.4.3 软件设计265

8.5 小结267

习题267

第9章 STM32外设接口模块268

9.1 USART模块268

9.1.1 USART功能描述268

9.1.2 USART寄存器简介270

9.1.3 USART操作实例273

9.2 SPI模块274

9.2.1 SPI简介275

9.2.2 SPI功能描述275

9.2.3 SPI配置简介279

9.2.4 SPI操作实例280

9.3 I2C模块281

9.3.1 I2C简介281

9.3.2 I2C功能描述282

9.3.3 I2C配置简介283

9.3.4 I2C操作实例283

9.4 CAN总线模块286

9.4.1 CAN简介286

9.4.2 CAN功能描述287

9.4.3 CAN配置简介288

9.4.4 CAN操作实例290

9.5 USB模块292

9.5.1 USB简介293

9.5.2 USB功能描述293

9.5.3 USB配置简介294

9.5.4 USB操作实例295

9.6 小结297

习题297

第10章 STM32综合实验298

10.1 STM32开发板298

10.1.1 STM32开发板资源介绍298

10.1.2 STM32开发板硬件设计300

10.2 追光系统304

10.2.1 追光系统设计要求304

10.2.2 追光系统软硬件设计305

10.2.3 追光系统实现307

10.3 倒立摆308

10.3.1 倒立摆设计要求308

10.3.2 倒立摆软硬件设计309

10.3.3 倒立摆的实现311

10.4 储能式光电寻迹车312

10.4.1 储能式光电寻迹车设计要求312

10.4.2 储能式光电寻迹车软硬件设计313

10.4.3 储能式光电寻迹车的实现316

10.5 MP3播放器317

10.5.1 MP3播放器设计要求317

10.5.2 MP3播放器软硬件设计317

10.5.3 MP3播放器的实现319

10.6 基于GPRS的电热水器控制系统323

10.6.1 基于GPRS的电热水器控制系统设计要求323

10.6.2 基于GPRS的电热水器控制系统软硬件设计323

10.6.3 基于GPRS的电热水器控制系统实现326

10.7 小结329

习题329

参考文献331