STM32單片機原理及應用-基於STM32F103C8與STM32CubeMX 9787302691549 張勇 唐穎軍

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書名：STM32單片機原理及應用-基於STM32F103C8與STM32CubeMX
ISBN：9787302691549
出版社：清華大學
著編譯者：張勇 唐穎軍 陳愛國等
頁數：192
所在地：中國大陸 *此為代購商品
書號：1741483
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【台灣高等教育出版社簡體書】 STM32單片機原理及應用-基於STM32F103C8與STM32CubeMX 787302691549 張勇 唐穎軍 陳愛國等
內容簡介
《STM32單片機原理及應用——基於STM32F103C8與STM32CubeMX》基於ARM Cortex-M3內核微控制器 STM32F103C8T6，詳細講述嵌人式控制系統的硬件設計與軟件開發技術，主要內容包括STM32F103微控制器、STM32F103C8T6學習平臺、LED燈控制程序設計、按鍵與中斷處理、定時器、OLED屏與溫度傳感器、串口通信與Wi-Fi模塊及機智雲開發技術等。本書詳細介紹了寄存器方法和基於STM32CubeMX的HAL編程方法，其特色在於模塊化教學，實例豐富，配有實例演示視頻。本書對基於STM32F1系列微控制器及機智雲的教學與工程應用，都具有較好的指導和參考價值。
《STM32單片機原理及應用——基於STM32F103C8與STM32CubeMX》可作為普通高等院校物聯網工程、電子工程、通信工程、自動化、智能儀器、計算機工程、信息工程等相關專業的教材，也可作為嵌入式系統愛好者和工程開發人員的參考用書。

目錄

第1章 STM32F103微控制器 1
1 1 STM32F103C8T6概述 1
1 2 STM32F103C8T6引腳定義 2
1 3 STM32F103架構 5
1 4 STM32F103存儲器 7
1 5 STM32F103片內外設 10
1 6 STM32F103異常與中斷 12
1 7 本章 小結 14
習題 14
第2章 STM32F103C8T6學習平臺 15
2 1 STM32F103C8T6核心電路 16
2 2 電源電路 18
2 3 LED燈與蜂鳴器驅動電路 18
2 4 按鍵控制電路 19
2 5 溫度測量電路 20
2 6 RS485總線電路 20
2 7 Wi－Fi接口、OLED屏接口和擴展接口 21
2 8 JTAG接口、電池接口與BOOT控制電路 22
2 9 本章 小結 22
習題 23
第3章 LED燈控制程序設計 24
3 1 STM32F103通用輸入/輸出口 24
3 1 1 GPIO寄存器 25
3 1 2 AFIO寄存器 28
3 2 STM32CubeMX安裝與用法 30
3 3 KeilMDK工程框架 37
3 4 LED燈閃爍實例 45
3 4 1 寄存器類型工程實例 45
3 4 2 HAL類型工程實例 49
3 5 本章 小結 54
習題 55
第4章 按鍵與中斷處理 56
4 1 NVIC中斷工作原理 56
4 2 GPIO外部輸入中斷 62
4 3 用戶按鍵中斷實例 63
4 3 1 寄存器類型工程實例 63
4 3 2 HAL類型工程實例 67
4 4 本章 小結 70
習題 71
第5章 定時器 72
5 1 系統節 拍定時器
5 1 1 系統節 拍定時器的工作原理 72
5 1 2 系統節 拍定時器的寄存器工程實例 75
5 1 3 系統節 拍定時器的HAL工程實例 78
5 2 看門狗定時器 79
5 2 1 窗口看門狗定時器的工作原理 79
5 2 2 窗口看門狗定時器的寄存器類型實例 80
5 2 3 窗口看門狗定時器的HAL類型實例 82
5 3 實時時鐘 85
5 3 1 實時時鐘的工作原理 85
5 3 2 實時時鐘的寄存器類型實例 86
5 3 3 實時時鐘HAL類型實例 89
5 4 通用定時器 91
5 4 1 通用定時器的工作原理 92
5 4 2 通用定時器的寄存器類型實例 93
5 4 3 通用定時器的HAL類型實例 95
5 5 本章 小結 98
習題 98
第6章 OLED屏與溫度傳感器 99
6 1 OLED顯示模塊 99
6 1 1 OLED屏顯示原理 99
6 1 2 寄存器類型工程實例 109
6 1 3 HAL類型工程實例 116
6 2 溫度傳感器 118
6 2 1 DS18B20工作原理 118
6 2 2 寄存器類型工程實例 125
6 2 3 HAL類型工程實例 127
6 3 熱敏電阻 129
6 3 1 ADC工作原理 129
6 3 2 寄存器類型工程實例 132
6 3 3 HAL類型工程實例 137
6 4 本章 小結 140
習題 140
第7章 串口通信與Wi－Fi模塊 141
7 1 RS232串口通信工作原理 141
7 2 STM32F103串口 142
7 3 RS485串行通信 145
7 3 1 RS485串行通信方法 145
7 3 2 寄存器類型工程實例 146
7 3 3 HAL類型工程實例 152
7 4 Wi－Fi模塊 156
7 4 1 ESP－01S模塊測試 157
7 4 2 寄存器類型工程實例 160
7 4 3 HAL類型工程實例 168
7 5 本章 小結 171
習題 171
第8章 機智雲開發技術 172
參考文獻 192

前言/序言
自1971年第一塊單片機誕生至今，嵌人式系統經歷了發展初期和蓬勃發展期，現已進入了成熟期。在嵌人式系統發展初期，各種電子設計自動化（Electronic DesignAutomation，EDA）工具還不完善，芯片的製作工藝較複雜，製作成本頗高，嵌入式程序設計語言以匯編語言為主，該時期只有電子工程專業技術人員才能從事嵌入式系統設計與開發工作。到了20世紀80年代，隨著MCS－51系列單片機的出現及C51程序設計語言的成熟，單片機應用系統成為嵌人式系統的代名詞，MCS－51單片機迅速在智能儀表和自動控制等相關領域得到普及。同時期，各種數字信號處理器（Digital Signal Processor，DSP）芯片、現場可編程門庫列（Field Programmable GateArray，FPGA）芯片和單片系統（System on aChip，SoC）芯片如雨後春筍般湧現出來，應用領域從最初的自動控制應用擴展到各種各樣的智能應用系統。1997年，ARM公司推出ARM7微控制器，之後推出Cortex系列微控制器和微處理器成為嵌人式系統設計的首選芯片標誌著嵌人式系統進入蓬勃發展期。
本書基於ARM Cortex－M3內核微控制器芯片STM32F103C8T6，詳細講述嵌入式控制系統的硬件設計與軟件開發技術。STM32F103C8T6芯片體積小，功耗低，片上資源緊湊，通用輸入/輸出口有37個，核心工作頻率最高達72MHz，片上Flash空間為64KB，RAM空間為20KB，支持C語言編程控制，易學易用，是替代傳統8051系列單片機的最佳選擇。本書按照強化學生應用能力與實踐能力的教學思想，編排了一套適合學生分組設計的硬件電路系統（選用了具有48只引腳LQFP封裝的STM32F103C8T6芯片：適合學生手工焊裝），在此硬件電路系統的基礎上，介紹組織嵌人式控制設計與編程知識，偏重闡述片內外設控制技術、OLED屏、RS485總線和Wi－Fi模塊等。
全書內容分為8章 。第1章 介紹ARMCortex－M3內核微控制器芯片STM32F103C8T6的內部結構引腳配置、存儲器、片內外設、異常與NVIC中斷等。第2章 介紹一個完整的硬件電路系統，包括STM32F103C8T6核心電路，電源電路，LED燈與蜂鳴器驅動電路按鍵控制電路，溫度測量電路，RS485總線電路，Wi－Fi接口、OLED屏接口和擴展接口，JIAG接口、電池接口與BOOT控制電路等。這部分內容作為學生分組製作硬件電路的參考藍圖，也是後面程序設計的硬件電路基礎。第3章 討論STM32F103C8T6的GPIO訪問方法及LED燈控制技術，並完整地介紹基於KeilMDK創建工程的方法後面的工程均基於該工程框架。第4章 深入分析NVIC中斷的工作原理，重點介紹GPIO外部輸入中斷的處理方法，並給出按鍵響應實例。第5章 闡述STM32F103C8T6內部通用定時器、看門狗定時器、實時時鐘和系統節 拍定時器的應用與實例其中系統節 拍定時器主要用於為嵌入式實時操作系統提供時鐘節 拍（一般設為100Hz）。第6章 介紹OLED屏顯示控制技術，並闡述溫度傳感器DS18B20的應用方法，展示OLED屏顯示環境溫度值的應用實例。第7章 介紹RS485總線通信方法和Wi－Fi模塊用法，串口通信一般借助中斷方式從上位機接收串口數據，通過函數調用方式向上位機發送串口數據。第8章 基於機智雲平臺介紹終端設備通過Wi－Fi模塊聯網通信的程序設計方法，實現Android手機遠程實時顯示STM32F103C8T6學習板上的溫度信息。
本書具備嵌入式開發知識的完整性和可擴展性。通過本書的教學活動，展示給讀者一個從事嵌人式系統設計的”認知一應用一提高”的全過程。”認知”體現為對嵌人式系統核心芯片的學習和掌握重點在於學習一款芯片的存儲器、中斷與片內外設（合稱為芯片的三要素），這也是第1章 關於STM32F103C8T6芯片的重點內容；”應用”體現在應用芯片進行嵌人式電路板的設計，並掌握各個電路模塊的工作原理和訪問技術，會應用C語言進行驅動函數與應用程序設計，即第2～7章 的全部內容；”提高”是指將該電路板底層硬件的訪問方法抽象為函數調用，並實現智慧終端通過Wi－Fi模塊聯網通信的程序設計，即第8章 的內容，使沒有硬件電路設計基礎的軟件工程師可在此基礎上開發出高性能的用戶應用程序，並實現友好的圖形用戶界面。建議授課教師先講授第2章 內容並組織學生分組設計電路板，再按順序講授第1章 和第4～7章 內容，第8章 內容根據專業培養方案選學。
本書中的全部工程都是完整且相互聯繫的，後續章 節 的工程建立在前面章 節 工程的基礎上，是添加了新的功能而構建的。本書以有限的篇幅巧妙地將所有工程的源代碼都包含進來，強烈建議讀者自行錄人源程序，以加強學習效果。請使用KeilMDK5 39或更高版本編寫與調試本書工程程序。
本書第2章 的學習平臺是一個完整的硬件平臺，也是需要學生分組開展設計的硬件實驗平臺，包括原理圖設計與PCB設計（可使用Altium Designer軟件）、制板焊裝、樣機測試等。一般地，一個小組可在兩周時間內獨立完成這些工作。同時，本書的所有工程均使用這個硬件學習平臺測試通過。本書由江西財經大學軟件與物聯網工程學院張勇組織編寫，唐穎軍參編了第3章，陳愛國參編了第4章，趙敏參編了第5～7章，單丹參編了第8章 。感謝清華大學出版社劉星李錦編輯對本書出版付出的辛勤工作。
黨的二十大報告中指出”教育、科技、人才是全面建設社會主義現代化國家的基礎性、戰略性支撐”“堅持把發展經濟的著力點放在實體經濟上，推進新型工業化”“推動戰略性新興產業融合集群發展構建新一代信息技術、人工智能生物技術、新能源、新材料、高端裝備、綠色環保等一批新的增長引擎”“加快發展物聯網”。在黨的二十大思想指引下，本書將硬件設計與軟件控制相結合將微控制器技術的教學與實踐相結合，培養兼有基礎理論知識和工程實用能力的新工科大學生，培養服務於新一代信息技術和物聯網技術的專業型人才。
作者于江西財經大學麥廬園
2025 年3月

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