嵌入式技术及应用 pdf下载

本书具有以下特点：
1．案例驱动，更加符合职业教育的要求
除第1～3章外，每章内容均按照一个具体案例的制作过程和所需的知识点展开，循序渐进，当该章内容结束时，该案例即完成。这样更加符合职业教育的要求，也更加符合教学的规律和学习的规律。
2．注重教学内容的实用性，典型案例与软件功能相融合
所精选的案例遵照由浅入深、循序渐进、可操作性强的原则组织，并将知识点融入案例中。培养学生将所学与所用结合，以所学为所用，培养发现问题、解决问题和综合应用能力。
3．应用项目教学法优选项目，项目与工程应用相结合
书中优选了11个实践项目、1个阶段项目和1个综合项目，以及13个拓展项目。这些项目来源于实际工程的抽象，注重学生实际编程能力的培养，项目编排合理，让学生可以轻松自然地掌握知识和技能，并且可以在实际工程中加以运用。
4．提供“立体化”教学资源，服务教学
本书配套有线上教学资源，可以扫描二维码直接观看，并配套相关的课程教学方案、电子教案、课件和源程序文件等，以方便教师教学备课和上课，更有利于学生课后的复习、巩固和提高。

本书共分16章，主要内容包括：嵌入式系统概述、STM32嵌入式C语言编程特点、STM32嵌入式开发基础知识，并以STM32的片上外设、常用外围器件及典型应用等为主体，设计了11个实践项目、1个阶段项目和1个综合项目，以及13个拓展项目。相关的知识点配有二维码，读者可以扫描二维码在线观看视频。

陈祥生，安徽岳西人，安徽财贸职业学院电子教研室主任，副教授，2003年到高校任教以来，一直从事单片机、嵌入式等课程教学。指导学生参加全国职业院校技能大赛多次获得国赛一等奖、二等奖、三等奖等奖项，并获得全国优秀指导教师称号。主持省级课题4项，校级课题10余项。

1.1　从单片机到嵌入式系统 1
1.1.1　单片机系统 1
1.1.2　嵌入式系统 2
1.2　精简指令集计算机与复杂指令集计算机 5
1.3　普林斯顿结构和哈佛结构 6
1.3.1　普林斯顿结构 6
1.3.2　哈佛结构 8
1.4　ARM公司及其微处理器 8
1.4.1　ARM公司简介 9
1.4.2　ARM的产品体系 10
1.4.3　ARM Cortex-M系列处理器 12
1.5　STM32F103系列微控制器 13

2.1宏指令的使用及其意义 17
2.2　STM32嵌入式C语言编程中几个重要的关键字 21
2.3　STM32嵌入式C语言编程的基本数据类型 22
2.4　结构体与结构体指针 24
2.5　枚举 25
2.6　C语言编程的代码格式 26

3.1　CMSIS与STM32标准外设库 28
3.1.1　ARM Cortex微控制器软件接口标准CMSIS 28
3.1.2　STM32标准外设库 29
3.1.3　STM32标准外设库的命名规则 33
3.2　STM32嵌入式开发板简介 35
3.3　仿真器 35
3.3.1　仿真器的分类 36
3.3.2　JTAG和SWD接口 37
3.4　软件集成开发环境 38
3.5　新建工程模板 39
3.5.1　新建本地文件夹 39
3.5.2　在MDK中新建项目 40
3.5.3　MDK工程项目配置 41
3.5.4　编译和下载程序 44

4.1　相关知识 47
4.1.1　STM32芯片架构 47
4.1.2　存储器映射 49
4.1.3　寄存器映射 51
4.1.4　GPIO 简介 56
4.2　项目实施 56
4.2.1　硬件电路实现 56
4.2.2　程序设计思路 56
4.2.3　程序代码分析 57
4.3　拓展项目1——LED流水灯 60
4.3.1　拓展项目1要求 60
4.3.2　拓展项目1实施 60

5.1　相关知识 63
5.1.1　GPIO的基本结构 63
5.1.2　GPIO的工作模式 64
5.1.3　GPIO的初始化及标准外设库函数 66
5.1.4　STM32F10x微控制器的系统时钟 66
5.2　项目实施 70
5.2.1　硬件电路实现 70
5.2.2　程序设计思路 70
5.2.3程序代码分析 71
5.3　拓展项目2——按键控制LED流水灯 74
5.3.1　拓展项目2要求 74
5.3.2　拓展项目2实施 74

6.1　相关知识 77
6.1.1　STM32F10x微控制器的位带 77
6.1.2　LCD12864基础 80
6.1.3　数码管显示原理 82
6.2　项目实施 83
6.2.1　硬件电路实现 83
6.2.2　程序设计思路 83
6.2.3　程序代码分析 83
6.3　拓展项目3——数码管显示 89
6.3.1　拓展项目3要求 89
6.3.2　拓展项目3实施 89

7.1　相关知识 94
7.1.1　STM32F10x微控制器的中断控制器 94
7.1.2　STM32F10x微控制器的外部中断 97
7.1.3　外部中断编程涉及的标准外设库函数 100
7.2　项目实施 101
7.2.1　硬件电路实现 101
7.2.2　程序设计思路 102
7.2.3　程序代码分析 103
7.3　拓展项目4——中断按键控制流水灯 108
7.3.1　拓展项目4要求 108
7.3.2　拓展项目4实施 108

8.1　相关知识 110
8.1.1　SysTick定时器 110
8.1.2　SysTick的相关寄存器及函数 111
8.1.3　利用SysTick定时器实现精确延时 112
8.2　项目实施 114
8.2.1　硬件电路实现 114
8.2.2　程序设计思路 114
8.2.3　程序代码分析 115
8.3　拓展项目5——数码管显示倒计时 119
8.3.1　拓展项目5要求 119
8.3.2　拓展项目5实施 119

9.1　相关知识 124
9.1.1　前后台系统与实时操作系统 124
9.1.2　状态机编程思想 126
9.1.3　状态机编程的实现方法 128
9.2　项目实施 130
9.2.1　硬件电路实现 130
9.2.2　程序设计思路 131
9.2.3　程序代码分析 132
9.3　拓展项目6——简易时钟 139
9.3.1　拓展项目6要求 139
9.3.2　拓展项目6实施 139

10.1　相关知识 142
10.1.1　通信的相关概念 142
10.1.2　异步串行通信协议 145
10.1.3　STM32的同步/异步收发器（USART） 146
10.1.4　STM32微控制器的USART编程涉及的标准外设库函数 148
10.2　项目实施 149
10.2.1　硬件电路实现 149
10.2.2　程序设计思路 149
10.2.3　程序代码分析 151
10.2.4　使用串口调试助手验证实验现象 156
10.3　拓展项目7——双机互控LED灯 157
10.3.1　拓展项目7要求 157
10.3.2　拓展项目7实施 157

11.1　相关知识 159
11.1.1　模/数转换过程 159
11.1.2　模/数转换的技术指标 161
11.1.3　逐次逼近型ADC 161
11.1.4　STM32微控制器的ADC模块 163
11.1.5　STM32微控制器的ADC编程涉及的标准外设库函数 167
11.2　项目实施 167
11.2.1　硬件电路实现 167
11.2.2　程序设计思路 168
11.2.3　程序代码分析 168
11.3　拓展项目8——利用规则通道检测芯片温度 173
11.3.1　拓展项目8要求 173
11.3.2　拓展项目8实施 173

12.1　相关知识 177
12.1.1　DMA的基本概念 177
12.1.2　STM32F10x微控制器的DMA 178
12.1.3　DMA控制器编程涉及的标准外设库函数 182
12.2　项目实施 183
12.2.1　硬件电路实现 183
12.2.2　程序设计思路 183
12.2.3　程序代码分析 184
12.3　拓展项目9——M2M数据传输 190
12.3.1　拓展项目9要求 190
12.3.2　拓展项目9实施 190

13.1　相关知识 194
13.1.1　STM32F10x微控制器的定时器资源 194
13.1.2　STM32F10x微控制器的定时器 195
13.1.3　STM32F103ZE定时器的输入/输出引脚 198
13.1.4　STM32F103定时器的输入/输出通道 199
13.1.5 定时器编程涉及的标准外设库函数 203
13.2　项目实施 204
13.2.1　硬件电路实现 204
13.2.2　程序设计思路 204
13.2.3　程序代码分析 205
13.3　拓展项目10——PWM实现呼吸灯 209
13.3.1　拓展项目10要求 209
13.3.2　拓展项目10实施 209

14.1　相关知识 214
14.1.1　彩色LCD显示与控制的基本原理 214
14.1.2　彩色LCD显示器的图形显示方法 216
14.1.3　字符汉字的编码与字模 218
14.1.4　STM32F103微控制器的FSMC 221
14.1.5　电阻触摸屏的工作原理 223
14.1.6　彩色LCD及触摸屏的驱动函数 224
14.2　项目实施 225
14.2.1　硬件电路实现 225
14.2.2　程序设计思路 226
14.2.3　程序代码分析 226
14.3　拓展项目11——触摸屏画板 235
14.3.1　拓展项目11要求 235
14.3.2　拓展项目11实施 235

15.1　相关知识 236
15.1.1　嵌入式操作系统简介 237
15.1.2　礐/OS-III的体系结构 239
15.1.3　礐/OS-III的任务管理 239
15.1.4　移植礐/OS-III到STM32F103 242
15.1.5　礐/OS-III编程与裸机编程的区别 244
15.2　项目实施 246
15.2.1　硬件电路实现 246
15.2.2　程序设计思路 247
15.2.3　程序代码分析 247
15.3　拓展项目12——多传感器参数检测系统 251
15.3.1　拓展项目12要求 251
15.3.2　拓展项目12实施 251

16.1　相关知识 253
16.1.1　嵌入式电子产品设计的一般步骤 253
16.1.2　温湿度传感器及其驱动 255
16.1.3　RTC实时时钟 260
16.1.4　ESP8266模块 263
16.1.5　BH1750FVI光照强度传感器 264
16.1.6　直流电动机调速控制原理及其驱动 265
16.1.7　步进电动机控制原理及其驱动 265
16.1.8　原子云平台 266
16.2　项目实施 268
16.2.1　硬件电路实现 268
16.2.2　程序设计思路 268
16.2.3　程序代码分析 269
16.3　拓展项目13——智能风扇控制器的设计 272
16.3.1　拓展项目13要求 272
16.3.2　拓展项目13实施 272

附录A　标准ASCII码对照表 274
附录B　图形符号对照表 276

为了实现现代高等职业教育的培养目标，结合地方技能型高水平大学建设，更好地贯彻“教学做一体化”课程教学改革精神，编者在自己多年教学实践的基础上，以“理论够用、实践够重、案例驱动、方便教学”为原则编写了本书。本书概念准确、讲述详尽、实例丰富，在内容的编排上循序渐进、深入浅出。
本书是校企合作共同开发的“新形态一体化”教材，得到了合作企业杭州朗迅科技有限公司、北京创先泰克科技有限公司以及安徽皖仪科技股份有限公司的大力支持。在合作企业工程师的参与下，设计了每章的学习目标和任务描述，所有项目均来源于工程实践，项目代码详尽，注释清晰，相关的知识点配有二维码，读者可以扫描二维码在线观看视频。
本书选用STM32F103ZE微控制器作为实践项目平台，该微控制器是意法半导体公司（ST）出品的。ST公司作为第一家与ARM公司合作正式出品Cortex-M3内核微处理器的半导体公司，于2007年推出STM32F1系列微控制器芯片。最近十几年，以STM32为代表的Cortex-M3内核微控制器逐渐在全球32位控制器市场中占据主导地位，并不断向下占据8位单片机的市场。
为了适应微控制器市场的这一发展趋势，多数高职院校应用电子技术等专业在2014年前后就开设了以STM32微控制器为学习对象的“嵌入式技术及应用”课程。该课程的前导课程有“C语言程序设计”及“单片机技术及应用（C51）”。所以，本书的定位就是在“单片机技术及应用（C51）”的基础上，使学生具备对复杂对象的嵌入式C语言编程能力。
本书具有以下特点：
1．案例驱动，更加符合职业教育的要求
除第1～3章外，每章内容均按照一个具体案例的制作过程和所需的知识点展开，循序渐进，当该章内容结束时，该案例即完成。这样更加符合职业教育的要求，也更加符合教学的规律和学习的规律。
2．注重教学内容的实用性，典型案例与软件功能相融合
所精选的案例遵照由浅入深、循序渐进、可操作性强的原则组织，并将知识点融入案例中。培养学生将所学与所用结合，以所学为所用，培养发现问题、解决问题和综合应用能力。
3．应用项目教学法优选项目，项目与工程应用相结合
书中优选了11个实践项目、1个阶段项目和1个综合项目，以及13个拓展项目。这些项目来源于实际工程的抽象，注重学生实际编程能力的培养，项目编排合理，让学生可以轻松自然地掌握知识和技能，并且可以在实际工程中加以运用。
4．提供“立体化”教学资源，服务教学
本书配套有线上教学资源，可以扫描二维码直接观看，并配套相关的课程教学方案、电子教案、课件和源程序文件等，以方便教师教学备课和上课，更有利于学生课后的复习、巩固和提高。
本书适合作为高等职业院校电子信息类相关专业“嵌入式技术及应用”课程的教材，也可作为工程技术人员学习STM32微控制器编程的快速入门参考书。本书建议安排72课时，理论讲授课时和实训课时的比例可安排为1∶1。
本书由安徽财贸职业学院陈祥生任主编，安徽财贸职业学院姚成和朱志国、杭州朗迅科技有限公司徐守政任副主编，安徽财贸职业学院赵春柳和张世平、北京创先泰克科技有限公司童学松、安徽皖仪科技股份有限公司杨凯等参与了编写，全书由安徽财贸职业学院张成叔主审。具体编写分工如下：第1章和第2章由赵春柳编写，第3章、第4章和第11章由赵春柳、童学松编写，第5章、第6章和第14章由姚成、杨凯编写，第7章、第8章、第9章和第10章由陈祥生编写，第12章和第13章由张世平、徐守政编写，第15章和第16章由朱志国编写。全书由
陈祥生统稿和定稿。
在本书的策划和出版过程中，得到了中国铁道出版社有限公司编辑的大力支持，也得到了合作企业工程师们的鼎力相助，同时还得到了许多从事嵌入式教学同仁们的关心和帮助，在此一并表示感谢。
本书的出版是安徽省质量工程“高水平高职教材建设”项目中“嵌入式技术及应用（2018yljc300）”建设项目之一，得到了该项目建设资金的支持。
本书所配电子教案和教学相关资源均可从http://www.tdpress.com/51eds/下载或直接与编者联系，电子邮箱为xs_chen@126.com，微信号为18956007608。
由于编者水平有限，书中难免有疏漏和不足之处，敬请广大读者批评指正。
编者
2020年4月