輕鬆玩轉STM32微控製器 9787121294891 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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楊百軍著 著

圖書標籤:

• STM32
• 嵌入式係統
• 單片機
• C語言
• 開發闆
• 硬件設計
• 電子工程
• ARM
• 實踐教程
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出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121294891

商品编码：29594924438

包装：平装

出版时间：2016-07-01

圖書基本信息
圖書名稱	輕鬆玩轉STM32微控製器	作者	楊百軍著
定價	98.00元	齣版社	電子工業齣版社
ISBN	9787121294891	齣版日期	2016-07-01
字數		頁碼
版次	1	裝幀	平裝
開本	16開	商品重量	0.4Kg

內容簡介

STM32是意法半導體公司推齣的基於ARM Cortex-M3內核的通用型嵌入式微控製器，具有設計靈活、配置豐富、成本低廉、適用性強、高等特點，廣泛應用於工業控製、通信、物聯網、車聯網等領域。正因如此，電子工程師要想在嵌入式控製研發領域安身立命，成為智能電子産品開發的業界翹楚，輕鬆玩兒轉STM32微控製器是必須的。 本書係統介紹瞭STM32微控製器的基礎知識和嵌入式係統研發的實戰技巧。全書共24章，分基礎篇、入門篇、提高篇3個層次進行講解，內容豐富、結構清晰、實用性強。

作者簡介

楊百軍，筆名老楊，曾就職於中航工業集團，主要研究微控製器、微處理器及嵌入式係統的移植與優化，具有豐富的傳感器與檢測技術、生物識彆技術、遠程無綫抄錶技術及鋰電池管理係統（BMS）的開發與教學經驗。

目錄

編輯推薦

文摘

序言

STM32微控製器：嵌入式開發的全景指南 引言： 在日新月異的電子技術領域，微控製器扮演著至關重要的角色，它們如同電子設備的“大腦”，驅動著從智能傢居到工業自動化，再到高端醫療設備的各種應用。而STM32係列微控製器，憑藉其強大的性能、豐富的外設、靈活的架構以及廣泛的市場接受度，已成為嵌入式開發領域備受青睞的明星産品。本書旨在為廣大嵌入式開發者，無論是初學者還是有一定經驗的工程師，提供一份全麵、深入且極具實踐價值的STM32微控製器學習指南。我們不僅會詳細介紹STM32芯片的核心概念和工作原理，更會通過海量的實例和項目，帶領讀者親手實踐，從而掌握STM32的開發精髓，輕鬆駕馭各種嵌入式應用的設計與實現。 第一部分：STM32微控製器基礎知識與架構解析 在本部分，我們將為讀者打下堅實的STM32基礎。首先，我們會深入剖析STM32微控製器的傢族構成，包括不同係列（如F0, F1, F3, F4, F7, H7等）的特點、性能指標以及適用的應用場景，幫助讀者根據項目需求選擇最閤適的STM32芯片。 接著，我們將詳細解讀STM32的內部架構，重點關注其核心——ARM Cortex-M處理器（例如Cortex-M3, Cortex-M4, Cortex-M7等）。我們會解釋指令集、流水綫、中斷處理機製、內存管理單元（MMU）或內存保護單元（MPU）等關鍵概念，讓讀者深刻理解STM32為何能夠實現如此高效的處理能力。 此外，STM32的GPIO（通用輸入輸齣）口是與外部世界交互最直接的接口。我們將詳細介紹GPIO的配置方法，包括輸入/輸齣模式、推挽/開漏輸齣、上下拉電阻、復用功能等，並通過實際操作，讓讀者掌握如何精確控製GPIO的狀態，實現LED閃爍、按鍵檢測等基本功能。 除瞭GPIO，STM32還集成瞭種類繁多的內部外設，它們是實現復雜功能的基石。本部分將係統地介紹STM32中一些最常用和最重要的外設，例如： 時鍾係統（RCC - Reset and Clock Control）： 深入講解STM32的時鍾樹，包括外部晶振、內部RC振蕩器、PLL（鎖相環）倍頻等，演示如何配置和優化時鍾，以滿足不同外設和係統對頻率的要求。 中斷係統（NVIC - Nested Vectored Interrupt Controller）： 詳細闡述中斷的優先級、分組、嚮量錶以及中斷服務程序的編寫，教會讀者如何有效地響應外部事件，提升係統實時性。 存儲器係統： 介紹STM32的Flash存儲器和SRAM，以及它們在程序存儲和數據存儲中的作用。我們還會探討內存映射、總綫結構等概念。 DMA（Direct Memory Access）： 講解DMA的工作原理，如何實現CPU與外設之間的數據傳輸，從而減輕CPU負擔，提高數據傳輸效率，尤其是在大數據量傳輸的場景下。 低功耗模式： STM32支持多種低功耗模式，如Sleep, Stop, Standby等。我們將詳細介紹這些模式的特點、喚醒方式以及在功耗優化中的應用。 第二部分：STM32開發環境搭建與基礎編程實踐 要進行STM32的開發，首先需要搭建一套完整高效的開發環境。在本部分，我們將引導讀者完成以下關鍵步驟： 開發工具選擇與安裝： 詳細介紹主流的STM32集成開發環境（IDE），如Keil MDK, STM32CubeIDE, IAR Embedded Workbench等，並提供詳細的安裝教程。我們將重點講解Keil MDK和STM32CubeIDE，因為它們是目前最普及的STM32開發平颱。 STM32CubeMX工具的妙用： STM32CubeMX是一款強大的圖形化配置工具，能夠極大地簡化STM32的初始化配置過程。我們將演示如何使用CubeMX生成工程代碼，配置時鍾、GPIO、外設以及中間件，讓讀者快速上手。 HAL庫與LL庫的理解與應用： ST官方提供瞭HAL（Hardware Abstraction Layer）庫和LL（Low-Layer）庫。我們將深入講解這兩種庫的特點、優缺點以及適用場景。HAL庫易於上手，移植性好；LL庫性能更優，更貼近硬件。我們會展示如何結閤使用這兩種庫，充分發揮STM32的性能。 基礎編程實例： 通過一係列經典的入門級項目，讀者將鞏固所學知識： LED閃爍與流水燈： 這是學習任何微控製器開發的“Hello, World!”。我們將演示如何通過GPIO控製LED的亮滅，並進階實現不同頻率和模式的LED閃爍，以及經典的流水燈效果。 按鍵輸入與狀態檢測： 學習如何配置GPIO作為輸入，讀取按鍵的按下和釋放狀態，並結閤消抖動技術，確保按鍵輸入的準確性。 UART（通用異步收發傳輸器）通信： UART是STM32最基本也是最重要的通信接口之一。我們將演示如何配置UART，實現STM32與PC（通過USB轉串口模塊）或其他STM32模塊之間的串口通信，例如發送和接收字符串。 定時器與PWM（脈衝寬度調製）輸齣： 定時器是STM32中功能強大的外設，可用於産生延時、測量時間、計數等。我們將重點講解如何使用定時器生成PWM信號，並將其應用於LED亮度調節、舵機控製等場景。 第三部分：STM32常用通信接口與協議深度探索 在實際的嵌入式係統中，微控製器通常需要與其他設備進行通信。本部分將聚焦STM32最常用、最關鍵的通信接口和協議，並提供豐富的實踐案例。 SPI（Serial Peripheral Interface）通信： SPI是一種全雙工、同步的串行通信協議，常用於連接傳感器、存儲器、顯示屏等外設。我們將講解SPI的主從模式、時序、數據傳輸方嚮，並演示如何通過SPI接口驅動SPI接口的LCD顯示屏或讀取SPI接口的傳感器數據。 I2C（Inter-Integrated Circuit）通信： I2C是一種串行通信總綫，支持多主多從通信，常用於連接I2C傳感器、EEPROM等。我們將詳細介紹I2C的尋址方式、讀寫操作流程，並給齣驅動I2C接口的溫度傳感器、光綫傳感器等實例。 ADC（Analog-to-Digital Converter）采樣： STM32內置的ADC可以將模擬信號轉換為數字信號，是連接模擬傳感器的關鍵。我們將講解ADC的采樣原理、通道配置、轉換模式（單次轉換、連續轉換），並演示如何讀取電位器、熱敏電阻、MQ係列氣體傳感器等模擬傳感器的數值。 DAC（Digital-to-Analog Converter）輸齣： 與ADC相反，DAC可以將數字信號轉換為模擬信號，可用於産生音頻、模擬控製信號等。我們將演示如何使用DAC輸齣不同幅度的電壓波形。 USB（Universal Serial Bus）接口： STM32係列很多芯片都集成瞭USB控製器。我們將講解USB的基本概念，包括設備枚舉、通信協議，並演示如何將STM32配置為主機（Host）或設備（Device）模式，例如實現STM32作為USB鼠標/鍵盤，或作為USB串口通信設備。 CAN（Controller Area Network）總綫： CAN總綫是一種可靠的、適用於分布式實時控製的串行通信總綫，廣泛應用於汽車電子、工業自動化等領域。我們將講解CAN協議的基本原理、幀格式，並演示如何實現STM32之間的CAN通信。 第四部分：深入學習與高級應用 在掌握瞭基礎知識和常用接口後，我們將進一步深入STM32的開發，探索更高級的應用和技術。 RTOS（Real-Time Operating System）實時操作係統： 在復雜的嵌入式係統中，使用RTOS可以有效地管理任務、資源，提高係統的可靠性和可維護性。我們將介紹FreeRTOS等主流RTOS的原理，包括任務調度、信號量、消息隊列、互斥鎖等，並演示如何在STM32上移植和使用FreeRTOS，構建多任務應用。 文件係統： 對於需要存儲大量數據的應用，例如數據記錄、固件升級等，文件係統是必不可少的。我們將介紹FatFs等嵌入式文件係統，並演示如何結閤SD卡，實現STM32的文件讀寫功能。 圖形界麵開發： 對於需要人機交互的嵌入式産品，圖形界麵至關重要。我們將介紹如何在STM32上實現簡單的圖形界麵，例如使用GUI庫（如LVGL）驅動LCD顯示屏，並實現按鈕、滑動條、圖錶等交互元素。 網絡通信： 隨著物聯網（IoT）的發展，嵌入式設備的網絡連接能力越來越重要。我們將講解TCP/IP協議棧在STM32上的應用，以及如何通過Wi-Fi模塊（如ESP8266）或以太網接口，實現STM32的聯網功能，例如構建一個簡單的Web服務器或MQTT客戶端。 調試技術與故障排除： 掌握有效的調試技巧是高效開發的關鍵。我們將詳細介紹使用IDE的調試器（如斷點、單步執行、查看變量/內存）、JTAG/SWD接口進行硬件調試，以及常見的程序邏輯錯誤和硬件故障的排查方法。 第五部分：典型項目實戰與設計思維 理論結閤實踐，是掌握STM32開發精髓的最佳途徑。本部分將通過幾個綜閤性的項目，將前麵所學知識融會貫通，提升讀者的工程實踐能力。 智能傢居溫濕度監測與控製係統： 結閤溫濕度傳感器（I2C/SPI）、LCD顯示屏（SPI）、LED指示燈（GPIO）、蜂鳴器（PWM/GPIO）等，構建一個能夠實時顯示溫濕度，並根據設定閾值觸發報警或控製其他設備的智能傢居原型。 簡易示波器/數據采集係統： 利用STM32的ADC高速采樣能力，配閤LCD顯示屏，實現對輸入模擬信號的實時波形顯示和數據采集，並可以通過USB串口將采集到的數據導齣到PC進行進一步分析。 基於STM32的嵌入式Web服務器： 結閤以太網接口或Wi-Fi模塊，讓STM32能夠接入網絡，並實現一個簡單的Web服務器，用戶可以通過瀏覽器訪問STM32，獲取信息或發送控製指令。 嵌入式設備固件升級（OTA）： 學習如何實現STM32的在綫固件升級功能，例如通過SD卡、UART或網絡進行固件更新，為産品的後期維護和功能迭代打下基礎。 結語： STM32微控製器以其卓越的性能和豐富的功能，為嵌入式開發領域帶來瞭無限可能。本書力求通過條理清晰的講解、深入細緻的分析以及海量的實戰案例，幫助讀者係統地掌握STM32的開發技術，從容應對各種復雜的嵌入式項目挑戰。無論您是想進入嵌入式開發的初學者，還是希望提升STM32技能的工程師，本書都將是您不可或缺的得力助手，引領您輕鬆玩轉STM32，開啓精彩的嵌入式創造之旅。

评分☆☆☆☆☆

這本書在項目實踐的引導方麵，也給瞭我很多啓發。它沒有止步於單個外設的介紹，而是將多個知識點串聯起來，設計瞭一些小型綜閤項目，比如一個簡易的數據采集係統或者一個簡單的儀器儀錶界麵。這些實踐案例的設計非常巧妙，它們要求讀者必須綜閤運用定時器進行精確計時、使用中斷響應外部事件、通過ADC讀取模擬信號，最後再通過LCD或串口進行數據輸齣。這種集成化的項目訓練，讓我深刻體會到在一個真實係統中，各個模塊是如何協同工作的。更棒的是，書本在介紹這些項目時，不僅僅是給齣解決方案，更會探討不同的設計取捨——為什麼選擇這種方式而不是另一種。這種“過程展示”和“設計哲學”的傳達，比單純的知識傳授要寶貴得多，它培養瞭我麵對實際工程問題時，進行係統化思考和權衡的能力。這本書絕對是武裝我進入實際嵌入式開發領域的一份可靠裝備。

评分☆☆☆☆☆

這本書的配套資源和代碼示例的質量也絕對值得稱贊。很多技術書籍在代碼示例上做得比較敷衍，要麼是代碼冗長晦澀，要麼是下載後編譯總齣錯，讓人抓狂。但這本書在這方麵做得非常到位。所有的示例代碼都經過瞭細緻的調試，並且組織得井井有條，通常一個章節對應一個清晰的功能模塊。更貼心的是，書中不僅提供瞭純粹的寄存器操作示例，還附帶瞭基於HAL庫的實現對比。這對於處於學習過渡期的我們來說太重要瞭——既能理解底層“黑盒”是如何工作的，也能快速利用官方庫提高開發效率。我個人是按照書中的步驟，將所有例程在我的開發闆上完整跑瞭一遍，期間遇到的極少數編譯問題，通過查閱書中提供的勘誤和社區支持，都能迎刃而解。這種“所學即所得，所看即能做”的體驗，極大地增強瞭學習的成就感和持續性。

评分☆☆☆☆☆

這本關於單片機入門的書籍真是讓人眼前一亮。作者的敘述方式非常平易近人，仿佛鄰傢大哥手把手教你寫代碼。我記得剛開始接觸嵌入式係統的時候，麵對那些密密麻麻的寄存器和復雜的時鍾配置，常常感到無從下手，一頭霧水。但這本書完全沒有那種枯燥的說教感，而是通過一係列精心設計的實例，引導讀者逐步深入。比如，在講解GPIO配置時，書中沒有直接拋齣那些拗口的硬件術語，而是先從“點亮一個LED燈”這個最基礎的目標齣發，然後慢慢剖析背後的原理。通過這種“目標驅動”的學習方法，我對硬件的理解迅速加深瞭。更值得稱贊的是，書中對C語言基礎和指針的講解也恰到好處，對於我這種有一定C語言基礎但對底層操作不太熟悉的讀者來說，簡直是雪中送炭。它巧妙地將軟件編程和硬件操作結閤起來，讓你真正體會到“掌控”硬件的樂趣，而不是僅僅停留在理論層麵。對於想要邁入嵌入式開發大門的新手來說，這本書無疑是一塊非常友好的墊腳石。

评分☆☆☆☆☆

坦白說，我之前嘗試過幾本同類主題的書籍，但大多過於側重於理論的堆砌，或者乾脆就是某個特定庫函數的官方手冊的“翻譯版”，讀起來非常枯燥乏味，很快就放棄瞭。而這本《輕鬆玩轉》係列，顧名思義，最大的特色就在於“輕鬆”。作者非常擅長使用生活化的比喻來解釋復雜的電子學概念。比如，講解ADC的采樣保持電路時，它被比喻成一個“瞬間按下快門”的過程，一下子就抓住瞭核心思想，不再需要反復琢磨那些模電電路圖。這種風格極大地降低瞭初學者的心理門檻，讓學習過程不再是煎熬，而更像是一種探索未知的樂趣。它成功地平衡瞭深度與廣度，既沒有為瞭追求“硬核”而犧牲易讀性，也沒有為瞭“輕鬆”而流於錶麵，真正做到瞭深入淺齣，讓那些原本對硬件心存畏懼的讀者，也能大膽地拿起烙鐵和示波器，享受調試的樂趣。

评分☆☆☆☆☆

我對這本書的結構安排印象非常深刻，它在內容組織上體現齣極高的專業性和係統性。從最基礎的硬件架構介紹，到逐步深入的定時器、中斷、ADC/DAC等核心外設的應用，再到後期的通信協議（如USART、SPI）的實踐，整個知識體係層層遞進，邏輯清晰得像一張展開的完美路綫圖。特彆是在涉及中斷處理的部分，作者沒有簡單地羅列中斷嚮量錶，而是深入探討瞭中斷響應的流程、優先級管理以及如何編寫健壯的ISR（中斷服務程序），這對於後續進行復雜的實時係統設計至關重要。我特彆喜歡書中對“軟件棧”和“硬件抽象層”概念的引入，雖然篇幅不多，但對於建立現代嵌入式開發思維非常有幫助。它不像一些傳統教材那樣隻關注“如何讓代碼跑起來”，而是更注重“如何寫齣可維護、可擴展的代碼”。這種前瞻性的指導，讓我在學習過程中不僅掌握瞭具體的技術點，更培養瞭一種良好的工程素養，這一點對於職場發展來說，價值遠超書本本身的價格。