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内容大纲
本书以“新工科”教育理念为指导，以产教融合为突破口，面向产业需求，全面重构课程内容，将产业界的最新技术引入教学。从科研、教学和工程实际应用出发，理论联系实际，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12章，选择STM32F407ZGT6为模型机，主要内容包括绪论、ArIn处理器体系架构、STM32嵌入式微控制器、STM32CubeMX和HAL库、STM32CubeIDE开发平台、STM32通用输入输出接口、STM32中断系统、STM32定时器系统、STM32通用同步/异步收发器、STM32模数转换器、STM32 DMA控制器和嵌入式实时操作系统FreeRTOS。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。
本书是作者在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、常用外设的编程开发方法和嵌入式实时操作系统FreeRTOS。本书具有全面性、实践导向性、系统性，将最新技术的应用、理论与实践结合，适用范围广。
本书可作为高等院校自动化、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学生及研究生的教材，也适合从事STM32嵌入式系统开发的工程技术人员参考。 -
作者介绍
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目录
第1章 绪论
1.1 嵌入式系统
1.1.1 嵌入式系统概述
1.1.2 嵌入式系统和通用计算机系统比较
1.1.3 嵌入式系统的特点
1.2 嵌入式系统的组成
1.2.1 嵌入式系统的架构
1.2.2 嵌入式系统硬件组成
1.2.3 嵌入式系统软件组成
1.3 典型嵌入式操作系统
1.3.1 FreeRTOS
1.3.2 RT-Thread
1.3.3 μC/OS-Ⅱ
1.3.4 嵌入式Linux
1.4 嵌入式系统的分类
1.4.1 按应用对象分类
1.4.2 按功能和性能分类
1.4.3 按结构复杂度分类
1.5 嵌入式系统的应用领域
1.6 嵌入式系统应用实例
1.6.1 智能机器人
1.6.2 智能终端
1.6.3 VR/AR产品
1.6.4 苹果Vision Pro的功能
1.6.5 老年人健康监护系统
1.6.6 自动驾驶
1.6.7 APAX-5580/AMAX-5580边缘智能控制器
1.6.8 缝纫机器人
1.6.9 智能家用呼吸机
1.6.10 智能家居控制系统
1.6.11 国防工业嵌入式应用实例
1.7 嵌入式微处理器
1.7.1 嵌入式处理器分类
1.7.2 嵌入式处理器内核架构
第2章 Arm处理器体系架构
2.1 嵌入式处理器概述
2.1.1 微处理器的结构
2.1.2 微处理器指令执行过程
2.1.3 微处理器的体系结构
2.2 Arm体系架构与编程模型
2.2.1 Arm处理器体系架构概述
2.2.2 Arm编程模型
2.3 Arm处理器内存管理
2.3.1 内存映射
2.3.2 集成外设寄存器访问方法
2.4 Arm架构异常处理
2.4.1 Arm处理器异常类型
2.4.2 Arm处理器对异常的响应
2.5 Cortex-M4处理器的内部结构
第3章 STM32嵌入式微控制器
3.1 STM32微控制器概述
3.1.1 STM32微控制器产品线
3.1.2 STM32微控制器的命名规则
3.2 STM32F407ZGT6概述
3.2.1 STM32F407的主要特性
3.2.2 STM32F407的主要功能
3.3 STM32F407ZGT6芯片内部结构
3.4 STM32F407VGT6芯片引脚和功能
3.5 STM32F407VGT6最小系统设计
第4章 STM32CubeMX和HAL库
4.1 安装STM32CubeMX
4.2 安装MCU固件包
4.2.1 软件库文件夹设置
4.2.2 管理嵌入式软件包
4.3 软件功能与基本使用
4.3.1 软件界面
4.3.2 新建项目
4.3.3 MCU图形化配置界面总览
4.3.4 MCU配置
4.3.5 时钟配置
4.3.6 项目管理
4.3.7 生成报告和代码
第5章 STM32CubeIDE开发平台
5.1 安装STM32CubeIDE
5.2 STM32CubeIDE的操作
5.2.1 新建和导入工程
5.2.2 项目管理
5.2.3 打开/关闭/删除/切换/导出工程
5.2.4 固件库管理
5.2.5 代码编译
5.2.6 调试及运行配置
5.2.7 启动调试
5.3 STM32CubeProgrammer软件
5.4 STM32CubeMonitor软件
5.5 STM32F407开发板的选择
5.6 STM32仿真器的选择
第6章 STM32通用输入输出接口
6.1 STM32通用输入输出接口概述
6.1.1 输入通道
6.1.2 输出通道
6.2 STM32的GPIO功能
6.2.1 普通I/O功能
6.2.2 单独的位设置或位清除
6.2.3 外部中断/唤醒线
6.2.4 复用功能
6.2.5 软件重新映射I/O复用功能
6.2.6 GPIO锁定机制
6.2.7 输入配置
6.2.8 输出配置
6.2.9 复用功能配置
6.2.10 模拟输入配置
6.2.11 STM32的GPIO操作
6.2.12 外部中断映射和事件输出
6.2.13 GPIO的主要特性
6.3 GPIO的HAL驱动程序
6.4 STM32的GPIO使用流程
6.4.1 普通GPIO配置
6.4.2 I/O复用功能AFIO配置
6.5 采用STM32Cube和HAL库的GPIO输出应用实例
6.5.1 STM32的GPIO输出应用硬件设计
6.5.2 STM32的GPIO输出应用软件设计
6.6 采用STM32Cube和HAL库的GPIO输入应用实例
6.6.1 STM32的GPIO输入应用硬件设计
6.6.2 STM32的GPIO输入应用软件设计
第7章 STM32中断系统
7.1 中断概述
7.1.1 中断
7.1.2 中断的功能
7.1.3 中断源与中断屏蔽
7.1.4 中断处理过程
7.1.5 中断优先级与中断嵌套
7.2 STM32F4中断系统
7.2.1 STM32F4的嵌套向量中断控制器NVIC
7.2.2 STM32F4中断优先级
7.2.3 STM32F4中断向量表
7.2.4 STM32F4中断服务程序
7.3 STM32F4外部中断/事件控制器EXTI
7.3.1 STM32F4的EXTI内部结构
7.3.2 STM32F4的EXTI主要特性
7.4 STM32F4中断HAL驱动程序
7.4.1 中断设置相关HAL驱动程序
7.4.2 外部中断相关HAL函数
7.5 STM32F4外部中断设计流程
7.6 采用STM32Cube和HAL库的外部中断设计实例
7.6.1 STM32F4外部中断的硬件设计
7.6.2 STM32F4外部中断的软件设计
第8章 STM32定时器系统
8.1 STM32定时器概述
8.2 STM32基本定时器
8.2.1 基本定时器介绍
8.2.2 基本定时器的功能
8.2.3 STM32基本定时器的寄存器
8.3 STM32通用定时器
8.3.1 通用定时器介绍
8.3.2 通用定时器的功能
8.3.3 通用定时器的工作模式
8.3.4 通用定时器的寄存器
8.4 STM32定时器HAL库函数
8.4.1 基本定时器HAL驱动程序
8.4.2 外设的中断处理概念小结
8.5 采用STM32Cube和HAL库的定时器应用实例
8.5.1 STM32的通用定时器配置流程
8.5.2 STM32的定时器应用硬件设计
8.5.3 STM32的定时器应用软件设计
第9章 STM32通用同步/异步收发器
9.1 串行通信基础
9.1.1 串行异步通信数据格式
9.1.2 串行同步通信数据格式
9.2 STM32的USART工作原理
9.2.1 USART介绍
9.2.2 USART的主要特性
9.2.3 USART的功能
9.2.4 USART的通信时序
9.2.5 USART的中断
9.2.6 USART相关寄存器
9.3 USART的HAL驱动程序
9.3.1 常用功能函数
9.3.2 常用的宏函数
9.3.3 中断事件与回调函数
9.4 采用STM32Cube和HAL库的USART串行通信应用实例
9.4.1 STM32的USART的基本配置流程
9.4.2 USART串行通信应用硬件设计
9.4.3 USART串行通信应用软件设计
第10章 STM32模数转换器
10.1 模拟量输入通道
10.1.1 模拟量输入通道的组成
10.1.2 ADC的工作原理
10.2 模拟量输入信号类型与量程自动转换
10.2.1 模拟量输入信号类型
10.2.2 量程自动转换
10.3 STM32F407微控制器的ADC结构
10.4 STM32F407微控制器的ADC功能
10.4.1 ADC使能和启动
10.4.2 时钟配置
10.4.3 转换模式
10.4.4 DMA控制
10.4.5 STM32的ADC应用特征
10.5 ADC的HAL驱动程序
10.5.1 常规通道
10.5.2 注入通道
10.6 采用STM32Cube和HAL库的ADC应用实例
10.6.1 STM32的ADC配置流程
10.6.2 ADC应用的硬件设计
10.6.3 ADC应用的软件设计
第11章 STM32 DMA控制器
11.1 STM32 DMA的基本概念
11.1.1 DMA的定义
11.1.2 DMA传输的基本要素
11.1.3 DMA传输过程
11.2 STM32 DMA的结构和主要特征
11.3 STM32 DMA的功能描述
11.3.1 DMA处理
11.3.2 仲裁器
11.3.3 DMA通道
11.3.4 DMA中断
11.4 DMA的HAL驱动程序
11.4.1 DMA的HAL函数概述
11.4.2 DMA传输初始化配置
11.4.3 启动DMA数据传输
11.4.4 DMA的中断
11.5 采用STM32Cube和HAL库的DMA应用实例
11.5.1 STM32的DMA配置流程
11.5.2 DMA应用的硬件设计
11.5.3 DMA应用的软件设计
第12章 嵌入式实时操作系统FreeRTOS
12.1 FreeRTOS系统概述
12.1.1 FreeRTOS的特点
12.1.2 FreeRTOS的商业许可
12.1.3 FreeRTOS的发展历史
12.1.4 FreeRTOS的功能
12.2 FreeRTOS的源码和相应官方手册获取
12.3 FreeRTOS系统移植
12.4 FreeRTOS的文件组成
12.5 FreeRTOS的编码规则及配置和功能裁剪
12.6 FreeRTOS的任务管理
12.6.1 任务相关的一些概念
12.6.2 FreeRTOS的任务调度
12.6.3 任务管理相关函数
12.7 进程间通信与消息队列
12.7.1 进程间通信
12.7.2 队列的特点和基本操作
12.8 信号量
12.8.1 二值信号量
12.8.2 计数信号量
12.8.3 互斥量
12.8.4 递归互斥量
12.8.5 相关函数概述
12.9 FreeRTOS任务管理应用实例
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