STM32單片機應用與全案例實踐（第2版）

目 錄
第一篇 基于HAL + STM32CubeIDE
第1章 如何學習STM32 2
1.1 學習STM32必須具備的基礎知識 2
1.2 STM32的基本架構(gòu)和基本原理 3
1.2.1 嵌入式與ARM 3
1.2.2 什么是STM32 4
1.2.3 STM32的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 5
1.2.4 STM32的時鐘樹 6
1.2.5 STM32典型芯片 9
1.3 STM32的開發(fā) 10
1.3.1 STM32的4種開發(fā)模式 10
1.3.2 HAL庫的文件結(jié)構(gòu) 12
1.3.3 基于HAL庫開發(fā)中必須掌握的幾個概念 14
1.3.4 如何學習STM32 16
1.3.5 學習STM32所需工具和平臺 16
1.4 STM32的最小系統(tǒng)—學習和開發(fā)的最小平臺 18
1.5 本章小結(jié) 20
思考與實踐 21
第2章 STM32的工程創(chuàng)建和調(diào)試 22
2.1 STM32CubeMX與STM32CubeIDE 22
2.1.1 什么是STM32CubeMX 22
2.1.2 STM32CubeIDE與STM32CubeMX的區(qū)別 22
2.2 STM32CubeIDE開發(fā)平臺的搭建 23
2.2.1 IDE平臺的安裝 23
2.2.2 Packs包下載與安裝 26
2.3 新建工程流程 29
2.4 STM32CubeIDE的功能及其基本操作 37
2.4.1 工具欄介紹 37
2.4.2 Debug調(diào)試模式 38
2.4.3 窗口和文本設置 39
2.5 本章小結(jié) 41
思考與實踐 41
第3章 通用輸入/輸出（GPIO）口 42
3.1 STM32 GPIO口概述 42
3.2 GPIO口的工作原理 42
3.2.1 GPIO引腳介紹 42
3.2.2 GPIO口的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 43
3.2.3 GPIO口的工作模式 46
3.3 GPIO口配置與應用 50
3.3.1 GPIO口配置解析 50
3.3.2 GPIO函數(shù) 51
3.4 GPIO應用實例 52
3.4.1 GPIO輸出控制 52
3.4.2 單功能按鍵輸入 57
3.4.3 復用功能按鍵輸入 61
3.5 本章小結(jié) 63
思考與實踐 64
第4章 中斷 65
4.1 中斷及其基本原理 65
4.1.1 什么是中斷 65
4.1.2 中斷系統(tǒng) 66
4.1.3 中斷處理流程 67
4.2 嵌套向量中斷控制器 68
4.2.1 嵌套向量中斷控制器的主要功能 68
4.2.2 異常和中斷 69
4.2.3 EXTI 71
4.3 EXTI的配置與應用 73
4.3.1 EXTI配置解析 73
4.3.2 EXTI函數(shù) 76
4.4 EXTI應用實例 76
4.4.1 EXTI控制LED翻轉(zhuǎn) 76
4.4.2 EXTI嵌套LED控制 83
4.5 本章小結(jié) 89
思考與實踐 90
第5章 串口（USART） 91
5.1 串行通信 91
5.1.1 嵌入式系統(tǒng)中的通信 91
5.1.2 同步/異步串行通信 92
5.1.3 UART 93
5.2 STM32的USART 95
5.2.1 USART接口 95
5.2.2 5路USART的引腳關系 96
5.2.3 USART的應用步驟 97
5.3 串口通信配置 97
5.3.1 串口設備配置解析 97
5.3.2 常用的UART函數(shù) 99
5.3.3 串口重定向 100
5.3.4 串口調(diào)試助手 101
5.4 串口應用實例 102
5.4.1 串口收發(fā)輪詢方式 102
5.4.2 串口收發(fā)中斷方式 109
5.4.3 串口空閑中斷方式 111
5.5 本章小結(jié) 112
思考與實踐 112
第6章 I2C和SPI 113
6.1 STM32的I2C總線 113
6.1.1 I2C總線概述 113
6.1.2 I2C總線的工作原理和注意事項 114
6.1.3 STM32的I2C總線的基本特點 116
6.2 STM32的I2C總線的應用要領 117
6.2.1 關于STM32的I2C模塊 117
6.2.2 I2C總線死鎖的原因及其解決辦法 118
6.2.3 STM32的I2C接收和發(fā)送流程 118
6.3 硬件I2C與軟件I2C 119
6.3.1 硬件I2C設備配置流程 119
6.3.2 接口函數(shù)及其應用 123
6.3.3 軟件I2C實現(xiàn) 126
6.4 STM32的SPI 129
6.4.1 硬件結(jié)構(gòu)與時序 129
6.4.2 STM32 SPI的構(gòu)成 131
6.4.3 STM32的SPI的主要工作流程 132
6.4.4 SPI函數(shù)及其應用 132
6.4.5 設備配置流程 133
6.5 I2C和SPI應用實例 135
6.5.1 I2C讀寫AT24C02 135
6.5.2 基于SPI總線實現(xiàn)OLED顯示 140
6.6 本章小結(jié) 152
思考與實踐 153
第7章 定時器 154
7.1 STM32定時器 154
7.1.1 高級定時器 154
7.1.2 通用定時器 155
7.1.3 基本定時器 156
7.2 PWM 157
7.2.1 什么是PWM 157
7.2.2 PWM的主要參數(shù) 157
7.2.3 PWM的工作原理 157
7.2.4 PWM的應用 158
7.3 定時器配置 159
7.3.1 定時器模式 159
7.3.2 定時器參數(shù) 160
7.3.3 定時器中斷 161
7.4 主要接口函數(shù) 162
7.4.1 定時器啟停 162
7.4.2 比較輸出 162
7.4.3 PWM輸出 163
7.4.4 輸入捕獲 164
7.5 定時器應用實例 165
7.5.1 定時器控制LED 165
7.5.2 PWM呼吸燈 166
7.5.3 輸入捕獲 168
7.6 本章小結(jié) 171
思考與實踐 173
第8章 直接存儲器訪問（DMA） 174
8.1 STM32的DMA 174
8.1.1 什么是DMA 174
8.1.2 DMA控制器的功能框圖 174
8.1.3 DMA的基本原理 175
8.1.4 DMA控制器的主要特點 175
8.2 DMA的配置要點 176
8.2.1 DMA控制器配置參數(shù) 176
8.2.2 DMA的優(yōu)先級及其仲裁 176
8.2.3 DMA通道 177
8.2.4 DMA中斷請求 178
8.2.5 DMA注意事項 178
8.3 DMA配置 178
8.3.1 設備配置解析 178
8.3.2 配置函數(shù)解析 181
8.4 DMA應用實例 181
8.4.1 內(nèi)存到內(nèi)存?zhèn)鬏敺绞綉茫∕EMTOMEM） 181
8.4.2 外設到內(nèi)存?zhèn)鬏敺绞綉?184
8.5 本章小結(jié) 187
思考與實踐 187
第9章 ADC 188
9.1 STM32F1的ADC 188
9.1.1 ADC及其基本特性 188
9.1.2 ADC誤差來源及消除措施 190
9.2 STM32外設模塊ADC的工作流程與編程要點 191
9.2.1 ADC的工作流程 191
9.2.2 ADC編程的要點 192
9.3 ADC配置 193
9.3.1 設備配置解析 193
9.3.2 接口函數(shù) 200
9.4 ADC應用實例 203
9.4.1 單ADC單通道應用示例 203
9.4.2 單ADC多通道應用示例 207
9.5 本章小結(jié) 211
思考與實踐 211
第10章 DAC 212
10.1 STM32的DAC 212
10.1.1 DAC的功能、特點 212
10.1.2 DAC的主要技術參數(shù) 213
10.1.3 DAC配置的基本過程 214
10.2 DAC配置 214
10.2.1 設備配置解析 214
10.2.2 接口函數(shù) 217
10.3 DAC應用實例 219
10.3.1 DAC輸出正弦波 219
10.3.2 DAC輸出三角波 221
10.4 本章小結(jié) 224
思考與實踐 224
第11章 Flash 225
11.1 STM32的Flash存儲器及其基本特性 225
11.1.1 嵌入式系統(tǒng)中的存儲器 225
11.1.2 Flash模塊的組織關系 226
11.1.3 STM32的Flash架構(gòu) 226
11.1.4 Flash的相關操作 227
11.1.5 選項字節(jié)編程 228
11.2 Flash配置與接口函數(shù) 229
11.2.1 寫操作函數(shù) 229
11.2.2 解鎖與上鎖函數(shù) 230
11.2.3 Flash擦除函數(shù) 230
11.2.4 讀操作 231
11.2.5 選項字節(jié)相關操作函數(shù) 231
11.3 Flash應用實例 232
11.3.1 功能描述 232
11.3.2 軟件設計 232
11.3.3 實驗結(jié)果 234
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11.4 本章小結(jié) 237
思考與實踐 237
第12章 綜合性設計項目 238
12.1 信號發(fā)生與采集 238
12.1.1 項目性能和功能要求 238
12.1.2 外設配置 238
12.1.3 程序設計 242
12.1.4 運行結(jié)果 242
12.2 煙霧報警及其處置的模擬 243
12.2.1 項目設計要求 243
12.2.2 外圍電路設計 243
12.2.3 外設配置 244
12.2.4 程序設計 245
12.2.5 運行結(jié)果 246
12.3 串口觸摸屏設計 246
12.3.1 功能描述 246
12.3.2 串口觸摸屏的程序設計 246
12.3.3 STM32的外設配置 249
12.3.4 程序設計 250
12.3.5 運行結(jié)果 251
12.4 本章小結(jié) 251
思考與實踐 251
第二篇 基于固件庫+Keil（MDK-ARM）
第13章 基于固件庫的開發(fā)及其示例 254
13.1 STM32的最小系統(tǒng) 254
13.2 STM32工程模板的建立 255
13.2.1 STM32的固件庫 255
13.2.2 新建工程模板的第一步——復制固件庫文件 259
13.2.3 新建工程模板的第二步——新建一個Keil工程 260
13.2.4 關于創(chuàng)建工程模板的簡單小結(jié) 266
13.3 程序的燒寫 267
13.3.1 基于串口的程序下載（燒寫）方式 268
13.3.2 基于JTAG（SWD）的程序下載（燒寫）方式 269
13.4 程序的調(diào)試 271
13.5 模板的使用 273
13.6 3個GPIO輸出的范例——STM32中實現(xiàn) 延時的三種常用方法 274
13.6.1 第一個LED工程——基于延時函數(shù)的延時 274
13.6.2 第二個LED工程——SysTick中斷延時 276
13.6.3 第三個LED工程——定時器中斷延時 278
13.7 本章小結(jié) 281
思考與實踐 282
第14章 液晶顯示在STM32中的應用——基于固件庫 283
14.1 STM32與12864液晶模塊連接的硬件接口 283
14.1.1 12864液晶模塊的基本原理 283
14.1.2 硬件接口 284
14.2 STM32與12864液晶模塊連接的軟件 接口實現(xiàn)——查詢“忙”狀態(tài) 284
14.2.1 程序設計思想 284
14.2.2 程序?qū)崿F(xiàn) 285
14.2.3 程序演示 303
14.3 本章小結(jié) 304
思考與實踐 304