Arm嵌入式系統(tǒng)設計與應用：STM32F407微控制器與FreeRTOS開發(fā)

定　價：￥79.00

作　者：	李正軍、李瀟然
出版社：	清華大學出版社
叢編項：
標　簽：	暫缺

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ISBN：	9787302683711	出版時間：	2025-04-01	包裝：	平裝-膠訂
開本：	16開	頁數(shù)：		字數(shù)：

內容簡介

　　本書秉承“新工科”理念，從科研、教學和工程實際應用出發(fā)，理論聯(lián)系實際，全面系統(tǒng)地講述了基于STM32F407微控制器的嵌入式系統(tǒng)設計與應用實例，并講述了FreeRTOS嵌入式實時操作系統(tǒng)。全書共分13章，主要內容包括：緒論、嵌入式微處理器、STM32系列微控制器、嵌入式開發(fā)平臺的搭建、STM32 GPIO、STM32中斷、STM32定時器、STM32 通用同步異步收發(fā)器（USART）、STM32 SPI串行總線、STM32 I2C串行總線、STM32 A/D轉換器、STM32 DMA控制器和嵌入式實時操作系統(tǒng)FreeRTOS。全書內容豐富，體系先進，結構合理，理論與實踐相結合，尤其注重工程應用技術。通過閱讀本書，讀者可以掌握STM32F4標準固件庫的開發(fā)方式和工具軟件的使用，掌握STM32F407的系統(tǒng)功能和常用外設的編程開發(fā)方法，通過FreeRTOS的學習，掌握嵌入式實時操作系統(tǒng)的應用方法。本書是在作者教學與科研實踐經(jīng)驗的基礎上，結合近20年的STM32嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展編寫而成的。本書可作為高等院校各類自動化、軟件工程、機器人、自動檢測、機電一體化、人工智能、電子與電氣工程、計算機應用、信息工程、物聯(lián)網(wǎng)等相關專業(yè)的本科生、研究生授課教材，也可作為廣大從事嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的工程技術人員的參考用書。

作者簡介

　　李正軍山東大學教授，碩士研究生導師。1984年畢業(yè)于山東大學數(shù)學系，同年留山東大學數(shù)學系任教；先后擔任“211工程”重點建設項目“現(xiàn)場總線技術實驗室”負責人、控制科學與工程學院微機原理課程負責人。中國電氣工業(yè)協(xié)會設備網(wǎng)現(xiàn)場總線分會理事、中華人民共和國機械行業(yè)標準《低壓電氣通信規(guī)約》審稿人，全國電器設備網(wǎng)絡通信接口標準化委員會委員。發(fā)表科研與教學論文50余篇，出版著作15部，并獲山東大學優(yōu)秀教師等榮譽稱號。承擔省部級與企業(yè)科研課題30余項，主要研究方向包括嵌入式系統(tǒng)、計算機控制技術、現(xiàn)場總線應用技術、電力電子技術等。

圖書目錄

第1章緒論
1.1嵌入式系統(tǒng)
1.1.1嵌入式系統(tǒng)概述
1.1.2嵌入式系統(tǒng)和通用計算機系統(tǒng)比較
1.1.3嵌入式系統(tǒng)的特點
1.2嵌入式系統(tǒng)的組成
1.3嵌入式系統(tǒng)的軟件
1.3.1無操作系統(tǒng)的嵌入式軟件
1.3.2帶操作系統(tǒng)的嵌入式軟件
1.3.3嵌入式操作系統(tǒng)的分類
1.3.4嵌入式實時操作系統(tǒng)的功能
1.3.5典型嵌入式操作系統(tǒng)
1.4嵌入式系統(tǒng)的應用領域
1.5嵌入式系統(tǒng)的體系
1.5.1硬件架構
1.5.2軟件層次
第2章嵌入式處理器
2.1Arm嵌入式處理器
2.1.1Arm處理器的特點
2.1.2Arm體系結構的版本和系列
2.1.3Arm的RISC結構特性
2.2存儲器系統(tǒng)
2.2.1存儲器系統(tǒng)概述
2.2.2嵌入式系統(tǒng)存儲器的分類
2.3嵌入式處理器的分類和特點
2.3.1嵌入式微處理器
2.3.2嵌入式微控制器
2.3.3嵌入式DSP
2.3.4嵌入式SoC
2.3.5嵌入式處理器的特點
第3章STM32系列微控制器
3.1STM32 微控制器概述
3.1.1STM32微控制器產(chǎn)品介紹
3.1.2STM32系統(tǒng)性能分析
3.1.3CortexM4的三級流水線
3.1.4STM32微控制器的命名規(guī)則
3.1.5STM32F1和STM32F4的區(qū)別
3.1.6STM32微控制器的選型
3.2STM32F407ZGT6概述
3.2.1STM32F407的主要特性
3.2.2STM32F407的主要功能
3.3STM32F407ZGT6芯片內部結構
3.4STM32F407VGT6芯片引腳和功能
3.5STM32F407VGT6最小系統(tǒng)設計
第4章嵌入式開發(fā)環(huán)境的搭建
4.1Keil MDK安裝配置
4.1.1Keil MDK簡介
4.1.2Keil MDK下載
4.1.3Keil MDK安裝
4.1.4安裝庫文件
4.2Keil MDK新工程的創(chuàng)建
4.2.1建立文件夾
4.2.2打開Keil μVision
4.2.3新建工程
4.3JScope安裝
4.4JScope調試方法
4.4.1打開JScope
4.4.2JScope功能區(qū)介紹
4.4.3新建工程
4.4.4添加變量
4.4.5保存工程
4.4.6進入調試模式
4.4.7停止調試
4.4.8查看存儲的變量
4.5CortexM4 微控制器軟件接口標準(CMSIS)
4.5.1CMSIS介紹
4.5.2STM32F40x標準外設庫
4.6STM32F407開發(fā)板的選擇
4.7STM32仿真器的選擇
第5章STM32 GPIO
5.1STM32 GPIO接口概述
5.1.1輸入通道
5.1.2輸出通道
5.2STM32 GPIO功能
5.2.1普通I/O功能
5.2.2單獨的位設置或位清除
5.2.3外部中斷/喚醒線
5.2.4復用功能
5.2.5軟件重新映射I/O復用功能
5.2.6GPIO鎖定機制
5.2.7輸入配置
5.2.8輸出配置
5.2.9復用功能配置
5.2.10高阻抗模擬輸入配置
5.2.11STM32的GPIO操作
5.2.12外部中斷映射和事件輸出
5.2.13GPIO的主要特性
5.3STM32的GPIO常用庫函數(shù)
5.4STM32的GPIO使用流程
5.5STM32 GPIO輸出應用實例
5.5.1STM32的GPIO輸出應用硬件設計
5.5.2STM32的GPIO輸出應用軟件設計
5.6STM32 GPIO輸入應用實例
5.6.1STM32的GPIO輸入應用硬件設計
5.6.2STM32的GPIO輸入應用軟件設計
第6章STM32中斷
6.1中斷概述
6.1.1中斷
6.1.2中斷的功能
6.1.3中斷源與中斷屏蔽
6.1.4中斷處理過程
6.1.5中斷優(yōu)先級與中斷嵌套
6.2STM32F4中斷系統(tǒng)
6.2.1STM32F4嵌套向量中斷控制器
6.2.2STM32F4中斷優(yōu)先級
6.2.3STM32F4中斷向量表
6.2.4STM32F4中斷服務程序
6.3STM32F4外部中斷/事件控制器
6.3.1STM32F4的 EXTI內部結構
6.3.2STM32F4的EXTI主要特性
6.4STM32F4中斷系統(tǒng)庫函數(shù)
6.4.1NVIC相關的庫函數(shù)
6.4.2EXTI相關的庫函數(shù)
6.5STM32F4外部中斷設計流程
6.6STM32F4外部中斷設計實例
6.6.1STM32F4外部中斷的硬件設計
6.6.2STM32F4外部中斷的軟件設計
第7章STM32定時器
7.1STM32定時器概述
7.2STM32基本定時器
7.2.1基本定時器介紹
7.2.2基本定時器的功能
7.2.3基本定時器的寄存器
7.3STM32通用定時器
7.3.1通用定時器介紹
7.3.2通用定時器的功能
7.3.3通用定時器的工作模式
7.3.4通用定時器的寄存器
7.4STM32定時器庫函數(shù)
7.5STM32定時器應用實例
7.5.1STM32定時器配置流程
7.5.2STM32定時器應用硬件設計
7.5.3STM32定時器應用軟件設計
第8章STM32通用同步/異步收發(fā)器
8.1串行通信基礎
8.1.1串行異步通信數(shù)據(jù)格式
8.1.2串行同步通信數(shù)據(jù)格式
8.2STM32的USART工作原理
8.2.1USART介紹
8.2.2USART的主要特性
8.2.3USART的功能
8.2.4USART的通信時序
8.2.5USART的中斷
8.2.6USART的相關寄存器
8.3STM32的USART 庫函數(shù)
8.4STM32 USART串行通信應用實例
8.4.1STM32 USART基本配置流程
8.4.2USART串行通信應用的硬件設計
8.4.3USART串行通信應用的軟件設計
第9章STM32 SPI串行總線
9.1STM32的SPI通信原理
9.1.1SPI串行總線概述
9.1.2SPI串行總線互連方式
9.2STM32F407 SPI串行總線的工作原理
9.2.1SPI串行總線的特征
9.2.2SPI串行總線的內部結構
9.2.3SPI串行總線時鐘信號的相位和極性
9.2.4STM32的SPI配置
9.2.5STM32的SPI數(shù)據(jù)發(fā)送與接收過程
9.3STM32的SPI庫函數(shù)
9.4STM32的SPI應用實例
9.4.1STM32的SPI配置流程
9.4.2SPI與Flash接口的硬件設計
9.4.3SPI與Flash接口的軟件設計
第10章STM32 I2C串行總線
10.1STM32 I2C串行總線的通信原理
10.1.1STM32 I2C串行總線概述
10.1.2I2C總線的數(shù)據(jù)傳輸
10.2STM32 I2C串行總線接口
10.2.1STM32 I2C串行總線的主要特性
10.2.2STM32 I2C串行總線的內部結構
10.2.3STM32 I2C串行總線的功能描述
10.3STM32F4的I2C庫函數(shù)
10.4STM32 I2C應用實例
10.4.1STM32的I2C配置
10.4.2STM32 I2C與EEPROM接口的硬件設計
10.4.3STM32 I2C與EEPROM接口的軟件設計
第11章STM32模數(shù)轉換器
11.1模擬量輸入通道
11.1.1模擬量輸入通道的組成
11.1.2ADC的工作原理
11.2模擬量輸入信號類型與量程自動轉換
11.2.1模擬量輸入信號類型
11.2.2量程自動轉換
11.3STM32F407微控制器的ADC結構
11.4STM32F407 微控制器的ADC功能
11.4.1ADC使能和啟動
11.4.2時鐘配置
11.4.3轉換模式
11.4.4DMA控制
11.4.5STM32的ADC應用特征
11.5STM32的ADC庫函數(shù)
11.6STM32 ADC應用實例
11.6.1STM32的ADC配置流程
11.6.2STM32 ADC應用的硬件設計
11.6.3STM32 ADC應用的軟件設計
第12章STM32 DMA控制器
12.1STM32 DMA的基本概念
12.1.1DMA的定義
12.1.2DMA在嵌入式實時系統(tǒng)中的價值
12.1.3DMA傳輸?shù)幕疽?br />12.1.4DMA傳輸過程
12.1.5DMA的特點與應用
12.2STM32 DMA的結構和主要特征
12.3STM32 DMA的功能描述
12.3.1DMA處理
12.3.2仲裁器
12.3.3DMA通道
12.3.4DMA中斷
12.4STM32的DMA庫函數(shù)
12.5STM32 DMA應用實例
12.5.1STM32的DMA配置流程
12.5.2DMA應用的硬件設計
12.5.3DMA應用的軟件設計
第13章嵌入式實時操作系統(tǒng)FreeRTOS
13.1FreeRTOS系統(tǒng)概述
13.1.1FreeRTOS的特點
13.1.2FreeRTOS的商業(yè)許可
13.1.3選擇FreeRTOS的理由
13.1.4FreeRTOS的發(fā)展歷史
13.1.5FreeRTOS的功能
13.1.6FreeRTOS的一些概念和術語
13.1.7為什么要使用RTOS
13.2FreeRTOS的源代碼和相應官方手冊獲取
13.3FreeRTOS系統(tǒng)移植
13.4FreeRTOS的文件組成
13.5FreeRTOS的編碼規(guī)則及配置和功能裁剪
13.6FreeRTOS的任務管理
13.6.1任務相關的一些概念
13.6.2FreeRTOS的任務調度
13.6.3任務管理相關函數(shù)
13.7進程間通信與消息隊列
13.7.1進程間通信
13.7.2隊列的特點和基本操作
13.8信號量和互斥量
13.8.1二值信號量
13.8.2計數(shù)信號量
13.8.3優(yōu)先級翻轉問題
13.8.4互斥量
13.8.5遞歸互斥量
13.8.6相關函數(shù)概述
13.9事件組
13.9.1事件組的功能和原理
13.9.2事件組相關函數(shù)
13.10軟件定時器
13.10.1軟件定時器概述
13.10.2軟件定時器相關函數(shù)
13.11FreeRTOS任務管理應用實例
參考文獻