基于STM的嵌入式系统原理与设计

　　《基于STM32的嵌入式系统原理与设计/普通高等教育“十二五”电子信息类规划教材·亮点嵌入式系列》包括了基于STM32的嵌入式系统设计的原理、硬件设计、软件开发及工程实践。在原理部分针对*关键的部分给出了较为详细的解析。在硬件设计部分设计分析了作者开发的STM32开发板的详细电路。在软件编程部分不仅引领读者使用库函数编程实现对外设的编程，部分环节还使用寄存器方式实现，另外给出了双缓冲乒乓操作等高级编程方法，及利用uIP、FatFs等编程实现网络通信和文件系统。*后在工程实践部分给出了工程实例。
　　《基于STM32的嵌入式系统原理与设计/普通高等教育“十二五”电子信息类规划教材·亮点嵌入式系列》适合于计算机、电子、通信、机电、自动化及相关专业的本、专科学生及研究生，也适合于广大嵌入式系统开发工程技术人员、电子技术研究人员。

前言

第1章 STM32基本原理
1．1 STM32性能和结构
1．1．1 总体性能
1．1．2 系统结构分析
1．1．3 芯片封装和引脚概述
1．2 Cortex M3处理器
1．2．1 Cortex M3的定位和应用
1．2．2 Cortex M3处理器结构
1．2．3 Cortex M3寄存器
1．2．4 堆栈
1．3 STM32储存地址映射
1．4 引脚功能描述
1．5 电源连接
1．6 复位和时钟控制（RCC）
1．6．1 复位
1．6．2 时钟源
1．6．3 时钟管理寄存器
1．7 输入/输出端口
1．7．1 常规输入/输出GPIO
1．7．2 GPIO复用
1．8 模数转换器和数模转换器
1．8．1 模数转换器
1．8．2 数模转换器
1．9 中断
1．9．1 STM32的中断通道和中断向量处理
1．9．2 STM32的外部中断
1．9．3 STM32的中断优先级分组
1．10 DMA
1．10．1 DMA解析
1．10．2 DMA通道和请求
1．11 定时器
1．11．1 系统滴答定时器（SysTick）
1．11．2 STM32常规定时器
1．12 同步串行口SPI和I2C
1．12．1 SPI
1．12．2 I2C
1．13 同步异步收发器
1．14 灵活的FSMC
1．14．1 FSMC概述
1．14．2 FSMC控制液晶控制器
习题

第2章 硬件设计
2．1 STM32主板设计
2．1．1 MCU及其周围电路设计
2．1．2 USB转串口电路设计
2．1．3 TTL转RS232电路设计
2．1．4 网络端口电路
2．1．5 SPIFLASH端口电路
2．1．6 I2C端口电路
2．1．7 TF卡端口电路
2．1．8 按键、LED显示电路和其他端口
2．2 液晶屏与触摸屏控制板设计
2．2．1 带触摸TFT液晶屏
2．2．2 TFTLCD屏的时序
2．2．3 触摸屏
2．2．4 TFTLCD的背光LED
2．2．5 TFTLCD控制器RA
2．2．6 TFT液晶控制板具体设计
习题

第3章 STM32软件开发
3．1 STM32软件开发环境
3．1．1 MDKKeil开发环境
3．1．2 串口编程软件ISP
3．1．3 JLINK
3．2 使用固件库开发我的第一个工程
3．2．1 获得和理解固件库
3．2．2 我的第一个工程
3．3 操作GPIO和管理中断
3．3．1 GPIO寄存器
3．3．2 GPIO库函数
3．3．3 嵌套向量中断控制器NVIC库函数
3．3．4 外部中断/事件管理库函数
3．3．5 带按键控制的流水灯实验
3．4 串口通信和DMA编程
3．4．1 串行异步通信USART库函数
3．4．2 一个串口发送和中断接收例程的实现
3．4．3 DMA库函数
3．4．4 使用DMA和双缓冲乒乓操作实现串口接收、发送
3．5 SPI与I2C编程
3．5．1 SPI库函数
3．5．2 SPIFLASH原理
3．5．3 SPIFLASH编程实验
3．5．4 TF卡编程
3．5．5 I2C编程及实例
3．6 液晶屏及触摸屏编程
3．6．1 FSMC端口配置和简单图形显示
3．6．2 触摸屏编程
3．6．3 汉字输出
3．6．4 图片显示和操作
3．7 定时器编程
3．7．1 SysTick编程实验
3．7．2 定时器库函数
3．7．3 定时器编程实验
3．8 DAC和ADC编程
3．8．1 DAC库函数
3．8．2 DAC编程
3．8．3 ADC库函数
3．8．4 DMA方式ADC采集实验
3．9 网络编程
3．9．1 网络端口芯片ENC28J60驱动
3．9．2 uIP编程
3．9．3 使用uIP实现Ping响应
3．9．4 AD采集和网络UDP传输
3．9．5 TCP接收和发送实验
习题

第4章 工程项目实例
4．1 需求分析
4．1．1 需求
4．1．2 分析
4．2 工程设计
4．2．1 整体设计
4．2．2 从机硬件端口设计
4．2．3 从机软件设计
4．3 软件开发
4．3．1 宏和变量定义
4．3．2 主程序编程
设计题

附录
附录A 亮点STM32开发板资源
附录B 实验教学安排

　　嵌入式系统设计飞速的发展，渗透到社会生活的各个方面。STM32以其较高的性能和优越的性价比，已经成为单片机市场的主流之一。本书基于STM32，对嵌入式系统的原理、设计、编程进行讲解，并给出一个工程实例。另外，开发了STM32开发板做为实验平台、搭建了一个交流论坛，旨在构造一个给力的学习平台。
　　在笔者的第一部著作《嵌入式实时操作系统ILC/OS原理与实践》于2012年2月出版之后，受到了读者的欢迎，全部代码在PC下虚拟运行，代码和PPT可以在博客下载。在这种情况下，虽然可以学到μC/OS的代码，但是缺少在嵌入式设备上的实践。另外，笔者认为微机原理课程上有些内容过于抽象，因此，笔者开始构思设计硬件平台。STM32系列基于为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的ARMCortex-M3内核，是现在最热门的嵌入式系统之一。因此，最后的选型是STM32。
　　编写这本书的目的就是要提供一本在嵌入式系统设计方面读者读的懂的，从原理到硬件设计与调试，再到软件开发和工程实践的好书！本书中大量的实例可以作为实验课的内容。
　　本书第1章介绍了STM32的基本原理，这个原理不是原理大全，而是对于开发最关键的部分，例如地址映射、时钟树、中断、DMA、FSMC等部分给出了较为详细的解析，而对于电源管理等部分只作了简单介绍。
　　第2章介绍的是硬件设计。笔者成功地设计了亮点STM32开发板，在这个基础上，给出了硬件设计的解析，对于读者设计嵌入式系统硬件具备参考价值，市面上其他的嵌入式系统设计的书籍是很少有这方面内容的，而且软件的编程离不开硬件的逻辑。
　　第3章是STM32软件开发。这里的编程是驱动的编程加应用开发。所有的章节都配备实例，这些实例都是被亮点STM32开发板用户验证了的。在第3章的最开始部分是“我的第一个基于固件库的工程”，是快速学习入门的好帮手，笔者做到了尽量细致。后面章节的双缓冲操作、网络开发组件uIP、文件系统组件FatFs又是具有一定的难度和极大的应用价值。因此，这一部分由浅入深，覆盖了软件开发的大部分环节。
　　第4章是具体的工程项目实例，有需求、设计和实现，希望读者能通过它找到做工程的方法并巩固所学的知识，并提高工程开发能力。
　　附录A是亮点STM32开发板资源，这对软件编程的重要性显而易见，对于端口的设置，请查附录A。
　　附录B是实验教学安排，可作为高校实验教学使用的一个参考。
　　因篇幅限制，本书并没有包含μC/OS和μC/GUI，这些内容将出现在后续的亮点嵌入式系列书籍中介绍。
　　感谢机械工业出版社吉玲对我的大力支持，在成都与我对书籍的写作进行了大量的交流，并促成了亮点嵌入式在爱板网论坛安家。另外，特别感谢给予我很多建议、支持和帮助的朋友。