Arm嵌入式系統(tǒng)原理及應(yīng)用：STM32F103微控制器架構(gòu)、編程與開發(fā)

第1章緒論1
1.1嵌入式系統(tǒng)1
1.1.1嵌入式系統(tǒng)概述2
1.1.2嵌入式系統(tǒng)和通用計算機系統(tǒng)比較3
1.1.3嵌入式系統(tǒng)的特點4
1.2嵌入式系統(tǒng)的組成6
1.3實時操作系統(tǒng)8
1.3.1實時系統(tǒng)的概念8
1.3.2實時操作系統(tǒng)的基本特征9
1.3.3實時操作系統(tǒng)性能的衡量指標10
1.3.4實時操作系統(tǒng)的分類10
1.3.5POSIX標準11
1.3.6實時操作系統(tǒng)的典型應(yīng)用12
1.4嵌入式系統(tǒng)的軟件12
1.4.1無操作系統(tǒng)的嵌入式軟件12
1.4.2帶操作系統(tǒng)的嵌入式軟件12
1.4.3嵌入式操作系統(tǒng)的分類13
1.4.4嵌入式實時操作系統(tǒng)的功能14
1.4.5典型的嵌入式操作系統(tǒng)15
1.4.6軟件架構(gòu)選擇建議22
1.5嵌入式系統(tǒng)的分類22
1.5.1按應(yīng)用對象分類23
1.5.2按功能和性能分類23
1.5.3按結(jié)構(gòu)復(fù)雜度分類23
1.6嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域24
1.7嵌入式系統(tǒng)的體系25
1.7.1硬件架構(gòu)26
1.7.2軟件層次26
全書.indd52024/3/715:46:49VIArm嵌入式系統(tǒng)原理及應(yīng)用——STM32F103微控制器架構(gòu)、編程與開發(fā)
1.8嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計方法29
1.8.1嵌入式系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)29
1.8.2嵌入式系統(tǒng)設(shè)計流程30
1.8.3嵌入式系統(tǒng)的軟/硬件協(xié)同設(shè)計技術(shù)32
第2章嵌入式微處理器34
2.1Arm嵌入式微處理器簡介34
2.1.1Arm處理器的特點34
2.1.2Arm體系結(jié)構(gòu)的版本和系列35
2.1.3Arm的RISC結(jié)構(gòu)特性38
2.1.4Arm處理器系列38
2.1.5ArmCortex-M處理器41
2.2嵌入式處理器的分類和特點42
2.3Cortex-M3嵌入式微處理器45
2.3.1Arm概述45
2.3.2CISC和RISC48
2.3.3Arm架構(gòu)的演變50
2.3.4Arm體系結(jié)構(gòu)與特點52
2.3.5Cortex-M系列處理器54
2.3.6Cortex-M3處理器的主要特性56
2.3.7Cortex-M3處理器結(jié)構(gòu)57
2.3.8存儲器系統(tǒng)59
第3章STM32系列微控制器62
3.1STM32微控制器概述62
3.1.1STM32微控制器產(chǎn)品介紹63
3.1.2STM32系統(tǒng)性能分析67
3.1.3STM32微控制器的命名規(guī)則68
3.1.4STM32微控制器的選型72
3.2STM32F1系列產(chǎn)品系統(tǒng)架構(gòu)和STM32F103ZET6內(nèi)部架構(gòu)73
3.2.1STM32F1系列產(chǎn)品系統(tǒng)架構(gòu)74
3.2.2STM32F103ZET6內(nèi)部架構(gòu)76
3.3STM32F103ZET6的存儲器映像79
3.3.1STM32F103ZET6內(nèi)置外設(shè)的地址范圍81
3.3.2嵌入式SRAM82
全書.indd62024/3/715:46:49目錄VII
3.3.3嵌入式Flash83
3.4STM32F103ZET6的時鐘結(jié)構(gòu)84
3.5STM32F103VET6的引腳87
3.6STM32F103VET6最小系統(tǒng)設(shè)計92
第4章嵌入式開發(fā)環(huán)境的搭建95
4.1KeilMDK5安裝配置95
4.1.1KeilMDK簡介95
4.1.2KeilMDK下載98
4.1.3KeilMDK安裝99
4.1.4安裝庫文件101
4.2KeilMDK新工程的創(chuàng)建102
4.2.1建立文件夾102
4.2.2打開KeilμVision102
4.2.3新建工程103
4.3Cortex-M3微控制器軟件接口標準CMSIS104
4.3.1CMSIS介紹105
4.3.2STM32F10x標準外設(shè)庫106
4.4STM32F103開發(fā)板的選擇110
4.5STM32仿真器的選擇110
第5章STM32中斷113
5.1中斷概述113
5.1.1中斷114
5.1.2中斷的功能114
5.1.3中斷源與中斷屏蔽115
5.1.4中斷處理過程116
5.1.5中斷優(yōu)先級與中斷嵌套118
5.2STM32F1中斷系統(tǒng)119
5.2.1STM32F1嵌套向量中斷控制器119
5.2.2STM32F1中斷優(yōu)先級120
5.2.3STM32F1中斷向量表121
5.2.4STM32F1中斷服務(wù)函數(shù)124
5.3STM32F1外部中斷/事件控制器EXTI125
5.3.1STM32F1的EXTI內(nèi)部結(jié)構(gòu)125
全書.indd72024/3/715:46:49VIIIArm嵌入式系統(tǒng)原理及應(yīng)用——STM32F103微控制器架構(gòu)、編程與開發(fā)
5.3.2STM32F1的EXTI工作原理128
5.3.3STM32F1的EXTI主要特性129
5.4STM32F1的中斷系統(tǒng)庫函數(shù)129
5.4.1STM32F1的NVIC相關(guān)庫函數(shù)130
5.4.2STM32F1的EXTI相關(guān)庫函數(shù)133
5.4.3STM32F1的EXTI中斷線GPIO引腳映射庫函數(shù)137
5.5STM32F1外部中斷設(shè)計流程137
5.5.1NVIC設(shè)置137
5.5.2中斷端口配置138
5.5.3中斷處理139
5.6STM32F1外部中斷設(shè)計實例140
5.6.1STM32F1外部中斷硬件設(shè)計140
5.6.2STM32F1外部中斷軟件設(shè)計140
第6章STM32GPIO146
6.1STM32通用輸入輸出接口概述146
6.1.1輸入通道148
6.1.2輸出通道149
6.2STM32的GPIO功能150
6.2.1普通I/O功能150
6.2.2單獨的位設(shè)置或位清除150
6.2.3外部中斷/喚醒線150
6.2.4復(fù)用功能151
6.2.5軟件重新映射I/O復(fù)用功能151
6.2.6GPIO鎖定機制151
6.2.7輸入配置151
6.2.8輸出配置152
6.2.9復(fù)用功能配置153
6.2.10模擬輸入配置153
6.2.11STM32的GPIO操作154
6.2.12外部中斷映射和事件輸出156
6.2.13GPIO的主要特性156
6.3STM32的GPIO常用庫函數(shù)157
6.4STM32的GPIO使用流程165
6.4.1普通GPIO配置165
全書.indd82024/3/715:46:50目錄IX
6.4.2I/O復(fù)用功能AFIO配置165
6.5STM32的GPIO輸出應(yīng)用實例165
6.5.1STM32的GPIO輸出應(yīng)用硬件設(shè)計165
6.5.2STM32的GPIO輸出應(yīng)用軟件設(shè)計166
6.6STM32的GPIO輸入應(yīng)用實例172
6.6.1STM32的GPIO輸入應(yīng)用硬件設(shè)計172
6.6.2STM32的GPIO輸入應(yīng)用軟件設(shè)計172
第7章STM32定時器176
7.1STM32定時器概述176
7.2STM32基本定時器179
7.2.1基本定時器介紹179
7.2.2基本定時器的功能180
7.2.3STM32基本定時器的寄存器182
7.3STM32通用定時器183
7.3.1通用定時器介紹183
7.3.2通用定時器的功能描述183
7.3.3通用定時器的工作模式188
7.3.4通用定時器的寄存器192
7.4STM32定時器庫函數(shù)192
7.5STM32定時器應(yīng)用實例205
7.5.1STM32的通用定時器配置流程205
7.5.2定時器應(yīng)用的硬件設(shè)計207
7.5.3定時器應(yīng)用的軟件設(shè)計207
7.6SysTick系統(tǒng)滴答定時器211
7.6.1SysTick功能綜述211
7.6.2SysTick配置例程213
第8章STM32通用同步/異步收發(fā)器215
8.1串行通信基礎(chǔ)215
8.1.1串行異步通信數(shù)據(jù)格式215
8.1.2串行同步通信數(shù)據(jù)格式216
8.2STM32的USART工作原理216
8.2.1USART介紹217
8.2.2USART的主要特性217
全書.indd92024/3/715:46:50XArm嵌入式系統(tǒng)原理及應(yīng)用——STM32F103微控制器架構(gòu)、編程與開發(fā)
8.2.3USART的功能218
8.2.4USART的通信時序221
8.2.5USART的中斷222
8.2.6USART的相關(guān)寄存器222
8.3STM32的USART庫函數(shù)223
8.4STM32的USART串行通信應(yīng)用實例231
8.4.1STM32的USART基本配置流程231
8.4.2USART串行通信應(yīng)用的硬件設(shè)計232
8.4.3USART串行通信應(yīng)用的軟件設(shè)計233
第9章STM32SPI串行總線241
9.1STM32的SPI通信原理241
9.1.1SPI串行總線概述242
9.1.2SPI串行總線互連方式244
9.2STM32F1SPI串行總線的工作原理245
9.2.1SPI串行總線的特征245
9.2.2SPI串行總線的內(nèi)部結(jié)構(gòu).246
9.2.3SPI串行總線時鐘信號的相位和極性248
9.2.4STM32的SPI配置249
9.2.5STM32的SPI數(shù)據(jù)發(fā)送與接收過程251
9.3STM32的SPI庫函數(shù)253
9.4STM32SPI與Flash存儲器接口的應(yīng)用實例256
9.4.1STM32的SPI配置流程256
9.4.2SPI與Flash存儲器接口的硬件設(shè)計257
9.4.3SPI與Flash存儲器接口的軟件設(shè)計257
第10章STM32I2C串行總線265
10.1STM32I2C串行總線的通信原理265
10.1.1STM32I2C串行總線概述265
10.1.2STM32I2C串行總線的數(shù)據(jù)傳輸268
10.2STM32I2C串行總線接口270
10.2.1STM32I2C串行總線的主要特性270
10.2.2STM32I2C串行總線的內(nèi)部結(jié)構(gòu)271
10.2.3STM32I2C串行總線的功能描述272
10.3STM32F103的I2C庫函數(shù)273
全書.indd102024/3/715:46:50目錄XI
10.4STM32I2C與EEPROM接口的應(yīng)用實例279
10.4.1STM32的I2C配置流程279
10.4.2STM32I2C與EEPROM接口的硬件設(shè)計280
10.4.3STM32I2C與EEPROM接口的軟件設(shè)計280
第11章STM32A/D轉(zhuǎn)換器287
11.1模擬量輸入通道287
11.1.1模擬量輸入通道的組成287
11.1.2A/D轉(zhuǎn)換器簡介287
11.2模擬量輸入信號類型與量程自動轉(zhuǎn)換288
11.2.1模擬量輸入信號類型288
11.2.2量程自動轉(zhuǎn)換288
11.3STM32F103ZET6集成的ADC模塊.289
11.3.1STM32的ADC主要特征289
11.3.2STM32的ADC模塊結(jié)構(gòu)290
11.3.3STM32的ADC功能294
11.3.4STM32的ADC應(yīng)用特征298
11.4STM32的ADC庫函數(shù)302
11.5STM32的模數(shù)轉(zhuǎn)換器應(yīng)用實例311
11.5.1STM32的ADC配置流程311
11.5.2ADC應(yīng)用的硬件設(shè)計312
11.5.3ADC應(yīng)用的軟件設(shè)計312
第12章STM32DMA控制器319
12.1STM32DMA的基本概念319
12.1.1DMA的定義319
12.1.2DMA在嵌入式實時系統(tǒng)中的價值320
12.1.3DMA傳輸?shù)幕疽?21
12.1.4DMA傳輸過程321
12.1.5DMA的優(yōu)點與應(yīng)用321
12.2STM32DMA的結(jié)構(gòu)和主要特征322
12.3STM32DMA的功能描述324
12.3.1DMA處理324
12.3.2仲裁器324
12.3.3DMA通道324
全書.indd112024/3/715:46:50XIIArm嵌入式系統(tǒng)原理及應(yīng)用——STM32F103微控制器架構(gòu)、編程與開發(fā)
12.3.4DMA中斷326
12.4STM32的DMA庫函數(shù)326
12.5STM32的DMA應(yīng)用實例333
12.5.1STM32的DMA配置流程333
12.5.2DMA應(yīng)用的硬件設(shè)計334
12.5.3DMA應(yīng)用的軟件設(shè)計334
參考文獻340