“十三五”高等职业教育规划教材:基于移动机器人的嵌入式开发

第1篇 入 门 第1 章 认识车型机器人...... 2 1.1 嵌入式智能车型机器人简介.....2 1.2 嵌入式智能车型机器人的功能单元......................3 1.2.1 嵌入式智能车型机器人的神经中枢...........3 1.2.2 嵌入式智能车型机器人的感觉器官...........4 1.2.3 嵌入式智能车型机器人的心脏...................4 1.2.4 嵌入式智能车型机器人的行动器官...........4 1.2.5 嵌入式智能车型机器人的视觉器官...........5 本章小结................... 5 强化练习................... 5 第2 章 嵌入式智能车型机器人的连线............... 7 2.1 电动机与驱动板的连线方式.....7 2.2 循迹板与任务板的连线方式.....8 2.3 核心板与驱动板的连线方式.....8 2.4 核心板与任务板的连线方式.....9 本章小结................... 9 强化练习................... 9 第2 篇 STM32 基础应用 第3 章 了解STM32...........12 3.1 认识ARM Cortex-M3 .............. 12 3.2 认识STM32 .... 13 3.3 STM32 的特性 13 3.4 STM32 芯片命名规则.............. 14 本章小结.................15 强化练习.................15 第4 章 搭建STM32 开发环境.........................16 4.1 开发平台的选择...................... 16 4.2 Keil μ Vision4 安装.................. 17 4.3 新建一个工程. 19 4.4 开发前的软件设置.................. 21 4.5 程序编译........ 23 目 录 CONTENTS 2 基于移动机器人的嵌入式开发 4.6 程序下载........ 25 本章小结.................27 强化练习.................27 第5 章 STM32 总线结构和存储映射................28 5.1 系统总线构架. 28 5.2 存储器的组织与映射.............. 29 5.2.1 存储器组织.................. 29 5.2.2 STM32 微处理器存储器映射.................... 30 5.2.3 位段.... 31 5.2.4 启动配置...................... 32 本章小结.................32 强化练习.................32 第6 章 STM32 异常和中断处理......................33 6.1 异常的类型.... 33 6.2 异常的优先级. 34 6.2.1 优先级. 34 6.2.2 优先级分组.................. 34 6.2.3 优先级对异常处理的影响........................ 34 6.2.4 异常活动等级.............. 35 6.3 异常处理........ 36 6.3.1 异常处理的进入与处理............................ 36 6.3.2 异常处理的退出.......... 37 6.4 复位过程........ 38 6.4.1 向量表. 38 6.4.2 启动过程...................... 38 6.5 多堆栈的设置. 40 6.6 Abort 模式......41 6.6.1 硬故障. 41 6.6.2 Local 故障和升级......... 41 6.6.3 故障状态寄存器.......... 42 本章小结.................42 强化练习.................42 第7 章 STM32 常用方法....44 7.1 与底层硬件相关的设置函数... 44 7.1.1 IO 口位操作的实现...... 44 7.1.2 初始化系统时钟的实现............................ 45 7.1.3 软复位的实现.............. 47 7.1.4 睡眠模式...................... 48 7.1.5 中断管理函数.............. 49 7.2 延迟初始化.... 54 本章小结.................56 强化练习.................56 3 目 录 第8 章 STM32 中GPIO 的输入与输出配置.....58 8.1 GPIO 概述......58 8.1.1 GPIO 端口简介............. 58 8.1.2 GPIO 端口的工作模式. 58 8.2 GPIO 端口初始化配置............ 59 8.2.1 GPIO 端口初始化配置相关寄存器........... 59 8.2.2 GPIO 端口输出初始化配置....................... 62 8.2.3 GPIO 端口输入初始化配置....................... 63 8.3 跑马灯演示.... 64 8.3.1 项目概述...................... 64 8.3.2 项目要求...................... 64 8.3.3 项目框图...................... 64 8.3.4 电路连接...................... 64 8.3.5 程序设计...................... 65 8.3.6 程序实现...................... 65 8.3.7 运行结果...................... 66 8.4 控制LED 灯和蜂鸣器............. 66 8.4.1 项目概述...................... 66 8.4.2 项目要求...................... 67 8.4.3 项目框图...................... 67 8.4.4 电路连接...................... 67 8.4.5 程序设计...................... 68 8.4.6 程序实现...................... 68 8.4.7 运行结果...................... 71 本章小结.................71 强化练习.................72 第9 章 STM32 串口通信....73 9.1 串口通信概述. 73 9.1.1 并行通信...................... 73 9.1.2 串行通信...................... 74 9.1.3 STM32 串口特性.......... 74 9.2 STM32 串口初始化配置.......... 74 9.2.1 STM32 串口初始化配置相关寄存器......... 74 9.2.2 STM32 波特率计算...... 77 9.2.3 STM32 串口初始化配置程序设计............. 78 9.3 STM32 串口数据接收和发送的程序设计............ 79 9.3.1 STM32 串口数据接收中断响应实现......... 79 9.3.2 STM32 串口数据发送实现........................ 81 9.4 项目实战........ 82 9.4.1 项目概述...................... 82 9.4.2 项目要求...................... 82 9.4.3 项目框图...................... 82 4 基于移动机器人的嵌入式开发 9.4.4 电路连接...................... 82 9.4.5 通信协议定义.............. 83 9.4.6 程序设计...................... 83 9.4.7 程序实现...................... 83 9.4.8 运行结果...................... 88 本章小结.................90 强化练习.................90 第3 篇 Android 应用 第10章 Android 概述.........92 10.1 Android 简介. 92 10.1.1 Android 的发展和历史............................ 92 10.1.2 Android 版本.............. 93 10.1.3 Android 功能.............. 94 10.1.4 Android 系统架构....... 94 10.2 身边的Android 设备............. 95 本章小结.................97 强化练习.................97 第11章 Android 开发环境搭建.........................98 11.1 系统要求...... 98 11.2 Java JDK 下载和安装............ 98 11.3 Android 开发环境配置........ 101 11.4 新建一个Android 工程....... 102 11.4.1 创建**个Android 项目..................... 102 11.4.2 编写**个Android 程序..................... 103 11.4.3 运行**个Android 程序..................... 103 11.4.4 导入一个项目.......... 104 本章小结............... 105 强化练习............... 105 第12章 Android UI 设计...106 12.1 UI 编辑器介绍..................... 106 12.2 创建布局.... 107 12.3 相对布局.... 108 12.4 线性布局.... 110 12.5 表格布局.... 112 12.6 帧布局........ 113 本章小结............... 114 强化练习............... 114 第13章 Android 常用控件.115 13.1 文本框........ 115 5 目 录 13.2 编辑文本框 117 13.3 按钮............ 121 本章小结............... 123 强化练习............... 123 第14章 颜色识别.............124 14.1 Android 颜色概述................ 124 14.1.1 Android 颜色值存储方式...................... 124 14.1.2 Android 颜色识别接口.......................... 124 14.2 Android 程序设计................ 124 14.2.1 Android UI 设计........ 124 14.2.2 Android 功能实现..... 125 本章小结............... 127 强化练习............... 127 第15章 NFC 识别............128 15.1 NFC 概述.... 128 15.1.1 NFC 技术简介.......... 128 15.1.2 NFC API 简介........... 129 15.2 Android 程序设计................ 130 15.2.1 Android UI 设计........ 130 15.2.2 Android 功能实现..... 131 本章小结............... 140 强化练习............... 140 第16章 二维码识别..........141 16.1 二维码概述 141 16.1.1 二维码简介.............. 141 16.1.2 二维码API 简介...... 141 16.2 Android 程序设计................ 143 16.2.1 Android UI 设计........ 143 16.2.2 Android 功能实现..... 144 本章小结............... 146 强化练习............... 146 第17章 Android 基本网络技术和编程实践.....147 17.1 计算机网络及其协议.......... 147 17.1.1 计算机网络概述....... 147 17.1.2 网络协议概述.......... 148 17.1.3 TCP/IP 和UDP 协议. 149 17.2 在Android 中使用TCP、UDP 协议................. 153 17.2.1 Socket 基础............... 153 17.2.2 使用TCP 通信.......... 155 17.2.3 使用UDP 通信......... 157 本章小结............... 159 6 基于移动机器人的嵌入式开发 强化练习............... 159 第18章 无线监控案例......160 18.1 无线监控概述...................... 160 18.1.1 无线监控简介.......... 160 18.1.2 无线监控知识点....... 160 18.2 Android 程序设计................ 161 18.2.1 Android UI 设计........ 161 18.2.2 Android 功能实现..... 164 本章小结............... 170 强化练习............... 170 第19章 嵌入式智能车型机器人......................171 19.1 项目概述.... 171 19.2 STM32 设计 172 19.2.1 Wi-Fi 转串口通信.... 172 19.2.2 电动机驱动.............. 173 19.2.3 循迹驱动.................. 176 19.2.4 红外发射驱动.......... 179 19.2.5 主要业务逻辑.......... 180 19.3 Android 软件设计................ 185 19.3.1 Android UI 设计........ 185 19.3.2 Android 功能实现..... 189 本章小结............... 196 强化练习............... 196 第20章 嵌入式车型机器人综合实现...............197 20.1 系统设计.... 197 20.1.1 知识点...................... 197 20.1.2 实现功能.................. 197 20.1.3 通信协议.................. 197 20.2 软件设计.... 198 20.2.1 全自动实现.............. 198 20.2.2 程序清单.................. 198 本章小结............... 223 强化练习............... 223 附录A 通信协议..............224 附录B Wi-Fi 配置............228