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基於STM32的嵌入式系統應用

為了解決嵌入式系統應用的問題，作者孫光 這樣論述：

本書介紹了意法半導體公司出品的基於Arm Cortex-M3內核的STM32F103微控制器在工程實踐中的應用。 全書分為基礎篇和應用篇。基礎篇介紹了嵌入式系統的基本概念、實訓使用的軟硬體平臺、STM32的標準外設庫、嵌入式C語言程式設計的特點、STM32系統時鐘、彩色LCD顯示基礎、字元編碼和顯示字形檔等內容；應用篇依託STM32微控制器的主要外設、常用週邊器件以及典型應用等設計了11個實訓專案。 本書適合作為高職院校電子與控制類專業“嵌入式系統應用”等相關課程的教材，也可以作為工程技術人員學習STM32微控制器程式設計的快速入門參考書。 孫光，深圳職業技術學院電信學

院副教授，畢業于武漢大學電氣工程學院，碩士學位，長期從事嵌入式系統應用開發，具有豐富的企業經驗。教學資源庫嵌入式技術教材組核心成員。 基礎篇 第1章 專題1——嵌入式系統概述　2 1．1　從單片機到嵌入式系統　2 1．2　精簡指令集電腦與複雜指令集電腦　3 1．3　普林斯頓結構和哈佛結構　3 1．4　Arm公司及其微處理器　4 1．5　Arm Cortex系列處理器　5 1．6　STM32F103系列微控制器　8 第2章 專題2——實訓專案使用的軟硬體平臺　11 2．1　實訓專案使用的軟體整合式開發環境　11 2．2　實訓專案使用的模擬器　13 2．2．1　模擬器分類　1

3 2．2．2　JTAG和SWD介面　13 2．3　實訓專案使用的目標板　15 2．4　實訓專案使用的帆板角度測量與控制裝置　15 第3章　專題3——CMSIS與STM32標準外設庫　17 3．1　Arm Cortex微控制器軟體介面標準CMSIS　17 3．2　關於STM32的標準外設庫　18 3．3　STM32標準外設庫的命名規則　23 第4章　專題4——STM32嵌入式C語言程式設計的特點　26 4．1　巨集指令的使用及其意義　26 4．2　STM32嵌入式C語言程式設計中幾個重要關鍵字　28 4．3　STM32嵌入式C語言程式設計的基底資料型別　30 4．4　結構體與指標　32 4

．5　枚舉　33 4．6　C語言程式設計的代碼格式　34 第5章　專題5——STM32F10x微控制器的系統時鐘　36 5．1　STM32F10x微控制器系統時鐘的基本結構　36 5．2　STM32F10x微控制器的時鐘源與配置路徑　37 5．3　STM32F10x微控制器的匯流排時鐘　40 5．4　STM32F10x微控制器系統時鐘與外設時鐘的配置方法　40 5．4．1　STM32F10x微控制器系統時鐘的配置函數　40 5．4．2　STM32F10x微控制器外設時鐘的控制　41 第6章　專題6——彩色LCD顯示　42 6．1　彩色LCD顯示與控制的基本原理　42 6．2　彩色LCD顯示

器的圖形顯示方法　43 6．3　彩色圖片轉換成C語言陣列檔的方法　44 第7章　專題7——字元編碼與顯示字形檔　46 7．1　ASCII編碼　46 7．2　中文字元編碼　51 7．3　字元在彩色LCD螢幕上的顯示　52 7．4　顯示字形檔與字元編碼的關係　54 應用篇 第8章　實訓項目1——LED閃爍　58 8．1　相關知識　58 8．2　專案實施　59 8．2．1　在MDK開發環境中新建專案　59 8．2．2　MDK工程項目配置　62 8．2．3　編譯並下載運行　66 第9章　實訓專案2——按鍵控制LED亮滅　67 9．1　相關知識　67 9．1．1　STM32F103微控制器通用輸

入/輸出埠GPIO的基本結構　67 9．1．2　GPIO的工作模式　68 9．1．3　GPIO埠程式設計涉及的標準外設庫函數　69 9．2　專案實施　70 9．2．1　硬體電路實現　70 9．2．2　程式設計思路　70 9．2．3　程式碼分析　71 9．3　拓展專案——按鍵控制LED閃爍頻率　75 9．3．1　專案內容　75 9．3．2　項目提示　75 第10章 實訓專案3——按鍵控制LED閃爍頻率（外部中斷）　76 10．1　相關知識　76 10．1．1　STM32F103微控制器的中斷系統　76 10．1．2　STM32F103微控制器的外部中斷　80 10．1．3　外部中斷程式設計涉及

的標準外設庫函數　81 10．2　專案實施　81 10．2．1　硬體電路設計　81 10．2．2　程式設計思路　82 10．2．3　程式碼分析　82 10．3　拓展專案——LED顯示與按鍵動作的同步　88 10．3．1　專案內容　88 10．3．2　項目提示　88 第11章 實訓專案4——彩色LCD顯示圖片與文字　89 11．1　相關知識　89 11．1．1　STM32F103微控制器的FSMC　89 11．1．2　FSMC程式設計涉及的標準外設庫函數　92 11．1．3　彩色LCD的驅動　92 11．2　專案實施　93 11．2．1　硬體電路設計　93 11．2．2　程式碼分析　93 11

．3　拓展專案——按鍵控制字串移動　98 11．3．1　專案內容　98 11．3．2　項目提示　98 第12章 實訓專案5——按鍵控制LED閃爍頻率（計時器中斷）　99 12．1　相關知識　99 12．1．1　STM32F103微控制器的計時器資源　99 12．1．2　STM32F103微控制器的通用計時器　100 12．1．3　通用計時器程式設計涉及的STM32標準外設庫函數　101 12．2　專案實施　101 12．2．1　硬體電路實現　101 12．2．2　程式設計思路　101 12．2．3　程式碼分析　102 12．3　拓展項目——LED1呼吸燈（計時器中斷）　107 12．3．1　

專案內容　107 12．3．2　項目提示　107 第13章 實訓專案6——風扇轉速的PWM控制　108 13．1　相關知識　108 13．1．1　脈衝寬度調製的基本原理　108 13．1．2　四線制直流風扇的控制方法　108 13．1．3　STM32通用計時器的PWM　109 13．1．4　STM32引腳的重映射　110 13．1．5　通用計時器PWM輸出程式設計涉及的標準外設庫函數　110 13．2　專案實施　110 13．2．1　硬體電路設計　110 13．2．2　程式設計思路　111 13．2．3　程式碼分析　111 第14章 實訓項目7——帆板角度與晶片溫度檢測　116 14．1　

相關知識　116 14．1．1　電阻式角度感測器的原理　116 14．1．2　類比/數位轉換的過程　116 14．1．3　類比數位轉換的技術指標　118 14．1．4　逐次逼近型A/D轉換器　118 14．1．5　STM32微控制器的類比數位轉換器ADC　120 14．1．6　ADC程式設計涉及的標準外設庫函數　121 14．2　專案實施　122 14．2．1　硬體電路設計　122 14．2．2　程式設計思路　122 14．2．3　程式碼分析　123 14．3　拓展專案——利用規則通道檢測晶片溫度與內部參考電壓　129 14．3．1　專案要求　129 14．3．2　項目提示　129 第15章

實訓專案8——帆板角度與晶片溫度檢測（DMA方式）　130 15．1　相關知識　130 15．1．1　DMA的基本概念　130 15．1．2　STM32F103ZE微控制器的DMA　131 15．1．3　DMA程式設計涉及的標準外設庫函數　134 15．2　專案實施　135 15．2．1　硬體電路設計　135 15．2．2　程式設計思路　135 15．2．3　程式碼分析　135 15．3　拓展專案——記憶體到記憶體（M2M）資料傳輸　140 15．3．1　專案內容　140 15．3．2　項目提示　140 第16章 實訓專案9——串列通信控制風扇轉速並獲取帆板角度　142 16．1　相關知識

　142 16．1．1　非同步串列通信　142 16．1．2　STM32的通用同步/非同步收發器（USART）　143 16．1．3　STM32的USART程式設計涉及的標準外設庫函數　144 16．2　專案實施　144 16．2．1　硬體電路設計　144 16．2．2　程式設計思路　145 16．2．3　串列通信協定　145 16．2．4　程式碼分析　146 16．2．5　使用串口調試助手進行操作　151 16．3　拓展專案——串口採用DMA方式發送字元　152 16．3．1　專案要求　152 16．3．2　項目提示　152 第17章 實訓專案10——Wi-Fi控制風扇轉速並獲取帆板角度　

154 17．1　相關知識　154 17．1．1　ISO/OSI參考模型與TCP/IP協定　154 17．1．2　TCP/IP相關知識點　155 17．1．3　Wi-Fi及其三種工作模式　156 17．1．4　Wi-Fi模組ESP8266　156 17．1．5　ESP8266模組的控制指令　157 17．2　專案實施　158 17．2．1　硬體電路設計　158 17．2．2　程式設計思路　159 17．2．3　程式碼分析　159 17．2．4　使用手機端“網路調試助手”App進行遙控操作　167 第18章 實訓項目11——基於STM32的物聯網雲平臺溫度檢測　169 18．1　相關知識　16

9 18．1．1　雲服務及其分類　169 18．1．2　物聯網雲平臺　171 18．1．3　中國移動物聯網雲平臺OneNET　171 18．1．4　資料傳輸過程　172 18．1．5　本專案使用的ESP8266模組控制指令　174 18．2　專案實施　175 18．2．1　在OneNET雲平臺上搭建設備和應用　175 18．2．2　程式設計思路　184 18．2．3　程式碼分析　184 18．2．4　在桌面端或手機端觀察雲平臺的溫度資料　189

嵌入式單片機STM32原理及應用

為了解決嵌入式系統應用的問題，作者張淑清 這樣論述：

本書共13章,包括:嵌入式系統簡介,嵌入式單片機STM32的硬體基礎;軟體發展基礎;通用功能輸入輸出(GPIO);外部中斷EXTI;通用同步/非同步通信;通用計時器;直接記憶體存取;模/數轉換器;積體電路匯流排;串列外設介面,基於機智雲平臺的STM32嵌入式物聯網應用設計,基於乙太網的STM32嵌入式系統應用設計,並在第4~13章給出了應用實例;為了便於讀者理解,實例中給出了兩種工程檔結構:一種是單結構檔,是較簡單結構的工程檔,書中均給出了程式碼,利於讀者快速掌握;第二種是結構化的程式設計方法,更適用於實際工程應用,在第4章的GPIO功能設計中詳細給出了程式設計方法和調試結果,可幫助讀者培養良

好的程式設計習慣;本書全部實例都經過調試,可正常運行。   本書適合作為高等工科院校電子資訊;電腦;自動化;測控;機電一體化等專業的嵌入式控制;單片機原理及設計等課程的教材;由於本書涉及大量工程領域相關內容,也適於嵌入式單片機STM32的初學者及有一定嵌入式應用基礎的電子工程技術人員使用。 前 言 第 1 章 嵌入式系統簡介 1 1. 1 嵌入式系統特點及發展趨勢 1 1. 1. 1 嵌入式系統特點及應用領域 1 1. 1. 2 嵌入式系統發展趨勢 2 1. 2 嵌入式處理器 ARM Cortex - M3特點 3 1. 3 STM32 系列微控制器 4 1. 3. 1 S

TM32 系列單片機 4 1. 3. 2 STM32F10x 系列單片機 5 1. 3. 3 STM32 系列單片機開發工具 6 思考與練習 6 第 2 章 嵌入式單片機 STM32硬體基礎 8 2. 1 STM32 系列單片機外部結構 8 2. 1. 1 STM32 系列單片機命名規則 8 2. 1. 2 STM32 系列單片機引腳功能 9 2. 2 STM32 系列單片機內部結構 10 2. 2. 1 STM32F103 處理器內部匯流排結構 10 2. 2. 2 STM32F103 處理器內部時鐘系統 12 2. 2. 3 STM32F103 處理器內部復位系統 13 2. 2. 4

STM32F103 處理器內部記憶體結構 14 2. 3 STM32F103 單片機輸入輸出口 16 2. 4 STM32F103 最小系統設計 18 思考與練習 20 第 3 章 嵌入式單片機 STM32 軟體發展基礎 21 3. 1 Cortex - M3 微控制器軟體介面標準CMSIS 21 3. 1. 1 CMSIS 概述 21 3. 1. 2 STM32F10x 標準外設庫 22 3. 2 基於 MDK 和標準庫的 STM32 軟體發展過程 25 3. 3 基於 MDK5 的 STM32 軟體發展過程 32 思考與練習 35 第 4 章 STM32 單片機的通用功能輸入輸出 (

GPIO) 37 4. 1 STM32F10x 的 IO 埠的組成及功能 37 4. 1. 1 STM32F10x 的 IO 埠的基本組成結構 37 4. 1. 2 通用功能輸入輸出 ( GPIO) 38 4. 1. 3 複用功能輸入輸出 ( AFIO) 38 4. 1. 4 外部中斷/喚醒功能 38 4. 2 GPIO 常用庫函數 39 4. 3 GPIO 使用流程 43 4. 3. 1 普通 GPIO 配置 43 4. 3. 2 IO 複用功能 AFIO 配置 43 4. 4 GPIO 應用設計實例 45 4. 4. 1 GPIO 應用實例 1: 系統工作指示燈 46 4. 4. 2 GP

IO 應用實例 2: 開關量狀態監測 49 思考與練習 58 第 5 章 STM32 單片機外部中斷EXTI 59 5. 1 中斷的相關概念 59 5. 2 STM32F103 中斷系統組成結構 60 5. 2. 1 中斷源及中斷向量 60 5. 2. 2 外部中斷系統結構 63 5. 3 中斷控制 64 5. 3. 1 中斷遮罩控制 64 5. 3. 2 中斷優先順序控制 65 5. 4 STM32 中斷控制庫函數 66 5. 4. 1 嵌套向量中斷控制器 ( NVIC) 庫函數 66 5. 4. 2 STM32 外部中斷 EXTI 庫函數 70 5. 5 外部中斷使用流程 72 5. 5

. 1 NVIC 設置 72 5. 5. 2 中斷埠配置 73 5. 5. 3 中斷處理 73 5. 6 STM32 外部中斷應用設計實例 75 5. 6. 1 外部中斷應用實例 1: 按鍵控制LED 類比手術室工作狀態指示 75 5. 6. 2 外部中斷應用實例 2: 煙霧監測緊急報警 79 思考與練習 81 第 6 章 STM32 通用同步/非同步通信 82 6. 1 串列通信簡介 82 6. 1. 1 串列通信與並行通信 82 6. 1. 2 串列通信方式 82 6. 1. 3 串列非同步通信和串列同步通信 82 6. 1. 4 串列非同步通信的資料傳輸形式 83 6. 1. 5 串列

傳輸速率 83 6. 2 STM32 的 USART 的結構及工作方式 83 6. 2. 1 STM32 的 USART 的結構 83 6. 2. 2 STM32 串列非同步通信的工作方式 85 6. 3 USART 常用庫函數 86 6. 4 USART 使用流程 89 6. 5 USART 應用設計實例 91 6. 5. 1 串列非同步通信應用實例 1: 收發信息 91 6. 5. 2 串列非同步通信應用實例 2: 上位機控制 LED 亮滅 94 6. 6 串列通信介面抗幹擾設計 97 6. 6. 1 TTL 電平通信介面 97 6. 6. 2 標準串列通信介面 RS - 232C 97

6. 6. 3 RS - 485 雙機通信介面 98 思考與練習 99 第 7 章 STM32 通用計時器 100 7. 1 STM32 定時/計數器概述 100 7. 2 STM32 通用計時器的結構 102 7. 2. 1 時鐘源 102 7. 2. 2 通用計時器的功能寄存器 103 7. 2. 3 通用計時器的外部觸發及輸入/輸出通道 104 7. 3 STM32 通用計時器的功能 104 7. 3. 1 定時功能 105 7. 3. 2 計數功能 106 7. 4 通用計時器常用庫函數 107 7. 5 通用計時器使用流程 113 7. 5. 1 NVIC 設置 113 7. 5.

2 TIM 中斷配置 113 7. 5. 3 計時器中斷處理常式 114 7. 6 通用計時器應用設計 114 7. 6. 1 計時器設計實例 1: 精確延時 114 7. 6. 2 計時器設計實例 2: 串列口定時上傳信息 119 思考與練習 121 第 8 章 STM32 直接記憶體存取DMA 122 8. 1 DMA 簡介 122 8. 2 STM32 的 DMA 結構 122 8. 3 DMA 的工作過程 124 8. 4 DMA 常用庫函數 125 8. 5 DMA 使用流程 130 8. 6 DMA 應用設計實例: 資料傳輸 131 思考與練習 141 第 9 章 STM32

的模/數轉換器 142 9. 1 STM32 應用系統簡介 142 9. 1. 1 STM32 應用系統輸入/輸出通道 142 9. 1. 2 ADC 的性能指標 143 9. 2 STM32 的 ADC 結構 144 9. 3 ADC 的工作模式 146 9. 3. 1 開關; 時鐘及通道 146 9. 3. 2 模式控制 147 9. 3. 3 中斷和 DMA 請求 148 9. 3. 4 其他功能 148 9. 4 ADC 常用庫函數 149 9. 5 ADC 使用流程 155 9. 6 ADC 應用設計 156 9. 6. 1 ADC 應用實例 1: 電壓採集及傳輸 156 9. 6

. 2 ADC 應用實例 2: 類比數位量綜合測控系統 163 思考與練習 167 第 10 章 STM32 的積體電路匯流排I2 C 168 10. 1 I2 C 匯流排通信簡介

基於YOLOv4-tiny卷積神經網路之行人偵測與追隨的移動載具之運動控制

為了解決嵌入式系統應用的問題，作者黃宇瑍 這樣論述：

本論文提出一套方法，使無人搬運車跟隨目標人物的同時，亦可避障。本論文使用RGB-D攝影機以彩色影像輸入類神經網絡模型，辨識影像中的人員，再經由深度影像及調整目標設定角度範圍求得目標位置。以gmapping方法建構地圖，並使用光學雷達掃描一定範圍內區域，取得無人車周遭障礙物的位置資訊。最後以機器人作業系統之路徑規劃資料包整合目標人員、地圖資訊以及障礙物資訊，使無人車達成跟隨目標的同時亦能避障。本論文使用YOLOv4-tiny進行行人偵測，準確率為87.93%，平均準確率為57.70%，運行速度約為每秒約20幀。分別使用易打滑與運作正常的搬運車進行實驗，探討車輪打滑因素對實驗結果造成的影響。實驗

結果驗證無人車能夠實現跟隨使用者的同時，避開附近的障礙物，驗證方法之有效性。