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内容大纲
本书全面系统地讲述了基于STM32CubeMX+Keil MDK和STM32Cube(STM32CubeMX和STM32CubeIDE)开发方式的嵌入式系统设计与应用实例。全书共分12章,主要内容包括嵌入式系统概述、STM32F4嵌入式微控制器、STM32CubeMX配置工具、STM32CubeIDE创建工程实例、GPIO与开发实例、EXTI与开发实例、定时器与开发实例、USART与开发实例、RT-Thread嵌入式实时操作系统、RT-Thread Studio集成开发环境、RT-Thread I/O设备和软件包、RT-Thread开发应用实例。全书内容丰富,体系先进,结构合理,理论与实践相结合,尤其注重工程应用技术。
本书是在作者教学与科研实践经验的基础上,结合多年的STM32嵌入式系统的发展编写而成的。通过阅读本书,读者可以掌握STM32Cube开发方式和工具软件的使用,掌握基于HAL库的STM32F407系统功能和常用外设的编程开发方法、RT-Thread开发应用方法。
本书可作为高等院校各类自动化、机器人、自动检测、机电一体化、人工智能、电子与电气工程、计算机应用、信息工程、物联网等相关专业的本科学生、专科学生及研究生的教材,也可作为从事STM32嵌入式系统和RT-Thread开发的工程技术人员的参考书。 -
作者介绍
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目录
前言
第1章 嵌入式系统概述
1.1 嵌入式系统简介
1.2 嵌入式系统的发展历程
1.3 典型嵌入式操作系统
1.3.1 FreeRTOS
1.3.2 睿赛德RT Thread
1.3.3 μC/OS II
1.3.4 嵌入式 Linux
习题
第2章 STM32F4嵌入式微控制器
2.1 STM32微控制器概述
2.1.1 STM32微控制器产品线
2.1.2 STM32微控制器的选型
2.2 STM32F407ZGT6概述
2.2.1 STM32F407的主要特性
2.2.2 STM32F407的主要功能
2.3 STM32F407ZGT6芯片内部结构
2.4 STM32F407VGT6芯片引脚和功能
2.5 STM32F407VGT6最小系统设计
习题
第3章 STM32CubeMX配置工具
3.1 安装STM32CubeMX
3.2 安装MCU固件包
3.2.1 软件库文件夹设置
3.2.2 管理嵌入式软件包
3.3 软件功能与基本使用
3.3.1 软件界面
3.3.2 新建项目
3.3.3 MCU图形化配置界面总览
3.3.4 MCU配置
3.3.5 时钟配置
3.3.6 项目管理
3.3.7 生成报告和代码
习题
第4章 STM32CubeIDE创建工程实例
4.1 STM32CubeIDE的安装
4.1.1 STM32CubeIDE软件包获取
4.1.2 STM32CubeIDE的安装步骤
4.2 启动STM32CubeIDE
4.3 建立新工程
4.3.1 建立STM32工程
4.3.2 选择目标器件
4.3.3 设置工程参数
4.3.4 硬件功能模块配置
4.3.5 启动代码生成功能
4.4 修改代码
4.4.1 代码中的注释及其作用
4.4.2 初始化函数
4.4.3 添加用户代码
4.4.4 如何查找所需要的HAL库函数
4.4.5 修改后的代码
4.5 编译工程
4.6 STM32CubeProgrammer软件
4.7 STM32CubeMonitor软件
4.8 STM32F407开发板的选择
4.9 STM32仿真器的选择
习题
第5章 GPIO与开发实例
5.1 STM32 GPIO接口概述
5.1.1 输入通道
5.1.2 输出通道
5.2 STM32的GPIO功能
5.2.1 普通I/O功能
5.2.2 单独的位设置或位清除
5.2.3 外部中断/唤醒线
5.2.4 复用功能(AF)
5.2.5 软件重新映射I/O复用功能
5.2.6 GPIO锁定机制
5.2.7 引脚配置
5.2.8 输出配置
5.2.9 复用功能配置
5.2.10 模拟输入配置
5.2.11 STM32的GPIO操作
5.2.12 外部中断映射和事件输出
5.2.13 GPIO的主要特性
5.3 GPIO的HAL驱动程序
5.4 STM32的GPIO使用流程
5.4.1 普通GPIO配置
5.4.2 I/O复用功能AFIO配置
5.5 采用STM32CubeMX和HAL库的GPIO输出应用实例
5.5.1 STM32的GPIO输出应用硬件设计
5.5.2 STM32的GPIO输出应用软件设计
习题
第6章 EXTI与开发实例
6.1 STM32F4中断系统
6.1.1 STM32F4嵌套向量中断控制器(NVIC)
6.1.2 STM32F4中断优先级
6.1.3 STM32F4中断向量表
6.1.4 STM32F4中断服务函数
6.2 STM32F4外部中断/事件控制器(EXTI)
6.2.1 STM32F4的EXTI内部结构
6.2.2 STM32F4的EXTI主要特性
6.3 STM32F4中断HAL驱动程序
6.3.1 中断设置相关HAL驱动函数
6.3.2 外部中断相关HAL函数
6.4 STM32F4外部中断设计流程
6.5 采用STM32CubeMX和HAL库的外部中断设计实例
6.5.1 STM32F4外部中断的硬件设计
6.5.2 STM32F4外部中断的软件设计
习题
第7章 定时器与开发实例
7.1 STM32F4定时器概述
7.2 STM32F4基本定时器
7.2.1 基本定时器介绍
7.2.2 基本定时器的功能
7.2.3 基本定时器的寄存器
7.3 STM32F4通用定时器
7.3.1 通用定时器介绍
7.3.2 通用定时器的功能描述
7.3.3 通用定时器的工作模式
7.3.4 通用定时器的寄存器
7.4 STM32F4定时器HAL库函数
7.4.1 基础定时器HAL驱动程序
7.4.2 外设的中断处理概念小结
7.5 采用STM32CubeMX和HAL库的定时器应用实例
7.5.1 STM32F4的通用定时器配置流程
7.5.2 STM32F4的定时器应用的硬件设计
7.5.3 STM32F4的定时器应用的软件设计
习题
第8章 USART与开发实例
8.1 串行通信基础
8.1.1 串行异步通信数据格式
8.1.2 串行同步通信数据格式
8.2 USART工作原理
8.2.1 USART介绍
8.2.2 USART的主要特性
8.2.3 USART的功能
8.2.4 USART的通信时序
8.2.5 USART的中断
8.2.6 USART的相关寄存器
8.3 USART的HAL驱动程序
8.3.1 常用功能函数
8.3.2 常用宏函数
8.3.3 中断事件与回调函数
8.4 采用STM32CubeMX和HAL库的USART串行通信应用实例
8.4.1 STM32F4的USART基本配置流程
8.4.2 STM32F4的USART串行通信应用硬件设计
8.4.3 STM32F4的USART串行通信应用软件设计
习题
第9章 RT-Thread嵌入式实时操作系统
9.1 RT-Thread概述
9.2 RT-Thread架构
9.3 内核基础
9.3.1 RT-Thread内核介绍
9.3.2 RT-Thread启动流程
9.3.3 RT-Thread程序内存分布
9.3.4 自动初始化机制
9.3.5 内核对象模型
9.4 线程管理
9.4.1 线程管理的功能特点
9.4.2 线程的工作机制
9.4.3 线程的管理方式
9.4.4 常用的线程函数
9.4.5 创建线程
9.5 消息队列
9.5.1 消息队列的工作机制
9.5.2 消息队列控制块
9.5.3 消息队列的管理方式
9.5.4 常用消息队列函数
9.6 信号
9.6.1 信号的工作机制
9.6.2 信号的管理方式
9.6.3 常用信号函数接口
9.7 互斥量
9.7.1 互斥量的基本概念
9.7.2 互斥量的优先级继承机制
9.7.3 互斥量的工作机制
9.7.4 互斥量控制块
9.7.5 互斥量的管理方式
9.7.6 互斥量函数接口
9.8 事件集
9.8.1 事件集的基本概念
9.8.2 事件集的工作机制
9.8.3 事件集控制块
9.8.4 事件集的管理方式
9.8.5 事件函数接口
9.9 软件定时器
9.9.1 软件定时器的基本概念
9.9.2 软件定时器的工作机制
9.9.3 软件定时器的使用
9.10 邮箱
9.10.1 邮箱的基本概念
9.10.2 邮箱的工作机制
9.10.3 邮箱控制块
9.10.4 邮箱的管理方式
9.10.5 邮箱的函数接口
习题
第10章 RT-Thread Studio集成开发环境
10.1 RT-Thread Studio软件下载及安装
10.2 RT-Thread Studio软件测试
10.2.1 创建项目
10.2.2 编译项目
10.2.3 下载程序
10.2.4 观察运行结果
习题
第11章 RT-Thread I/O设备和软件包
11.1 I/O设备介绍
11.1.1 I/O设备模型框架
11.1.2 I/O设备模型
11.1.3 I/O设备类型
11.2 创建和注册I/O设备
11.3 访问I/O设备
11.4 设备访问示例
11.5 PIN设备
11.5.1 引脚简介
11.5.2 访问PIN设备
11.5.3 PIN设备使用示例
11.6 RT Thread软件包
习题
第12章 RT-Thread开发应用实例
12.1 RT-Thread线程管理应用实例
12.1.1 线程的设计要点
12.1.2 线程管理实例
12.2 STM32F407-RT-SPARK开发板
12.2.1 STM32F407-RT-SPARK开发板简介
12.2.2 基于STM32F407-RT-SPARK开发板的模板工程创建项目实例
12.2.3 RT-Thread项目架构
12.2.4 配置RT-Thread项目
12.3 基于STM32F407-RT-SPARK开发板的示例工程创建项目实例
习题
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