嵌入式技术与应用开发项目教程(STM32版)/郭志勇

项目一　LED控制设计与实现　1

1.1　任务1 新建一个基于STM32固件库的工程模板　1

1.1.1　新建基于STM32固件库的Keil μVision4工程模板　1

1.1.2　认识STM32固件库　11

1.1.3　STM32固件库关键子目录和文件　12

1.2　任务2 点亮一个LED　15

1.2.1　用Proteus设计第 一个STM32的LED控制电路　15

1.2.2　开发第 一个基于工程模板的Keil μVision4工程　23

1.2.3　位操作　25

1.3　认识Arm-STM32　26

1.3.1　嵌入式系统　26

1.3.2　Arm Cortex-M3处理器　28

1.3.3　STM32系列处理器　29

1.4　任务3 LED闪烁控制　31

1.4.1　LED闪烁控制设计与实现　31

1.4.2　extern 变量声明　32

1.4.3　Keil μVision4文本美化　33

【技能训练1-1】音频产生器　35

关键知识点小结　36

问题与讨论　38

项目二　跑马灯控制设计与实现　39

2.1　任务4 LED循环点亮控制　39

2.1.1　认识STM32的I/O口　39

2.1.2　STM32的GPIO初始化和输入输出库函数　45

2.1.3　LED循环点亮控制设计　47

【技能训练2-1】GPIO_SetBits　()和GPIO_ResetBits ()函数应用　49

2.2　Cortex-M3的编程模式　50

2.2.1　Cortex-M3工作模式及状态　50

2.2.2　Cortex-M3寄存器组　51

2.2.3　Cortex-M3特殊功能寄存器组　54

2.3　任务5 跑马灯设计与实现　56

2.3.1　跑马灯电路设计　56

2.3.2　跑马灯程序设计、运行与调试　57

2.3.3　C语言中的预处理　59

2.3.4　结构体　61

【技能训练2-2】结构体应用——GPIO端口初始化　62

2.4　STM32结构　63

2.4.1　Cortex-M3处理器结构　63

2.4.2　STM32系统结构　65

2.4.3　STM32时钟配置　67

【技能训练2-3】基于寄存器的跑马灯设计　72

关键知识点小结　73

问题与讨论　75

项目三　数码管显示设计与实现　76

3.1　任务6 数码管静态显示设计与实现　76

3.1.1　认识数码管　76

3.1.2　数码管静态显示电路设计　78

3.1.3　数码管静态显示程序设计　79

【技能训练3-1】共阳极LED数码管应用　81

3.2　STM32存储器映射　83

3.2.1　认识Cortex-M3存储器　83

3.2.2　Cortex-M3存储器映射　84

3.2.3　STM32存储器映射　86

【技能训练3-2】编写外部设备文件　89

3.3　任务7 数码管动态扫描显示设计与实现　91

3.3.1　数码管动态扫描显示电路设计　92

3.3.2　数码管动态扫描显示程序设计、运行与调试　92

3.3.3　Keil μVision4代码编辑　94

3.4　I/O口的位操作与实现　99

3.4.1　位带区与位带别名区　99

3.4.2　位带操作　100

3.4.3　I/O口位带操作的宏定义　102

3.4.4　I/O口的位操作实现　105

【技能训练3-3】I/O口的位操作应用　106

关键知识点小结　107

问题与讨论　108

项目四　按键控制设计与实现　109

4.1　任务8 按键控制LED设计与实现　109

4.1.1　认识嵌入式应用技术与开发的核心板　109

4.1.2　按键控制LED电路设计　110

4.1.3　按键控制LED程序设计　113

4.1.4　按键控制LED运行与调试　118

【技能训练4-1】一键多功能按键识别设计与实现　120

4.2　GPIO和AFIO寄存器地址映射　122

4.2.1　GPIO寄存器地址映射　122

4.2.2　端口复用使用　125

4.2.3　端口复用重映射　126

【技能训练4-2】串口1（USART1）重映射实现　129

4.3　任务9 中断方式的按键控制设计与实现　130

4.3.1　STM32中断　130

4.3.2　STM32外部中断编程　134

4.3.3　中断方式的按键控制程序设计　137

4.3.4　中断方式的按键控制工程搭建、编译与调试　141

【技能训练4-3】中断方式的声光报警器　141

关键知识点小结　144

问题与讨论　145

项目五　定时器应用设计与实现　146

5.1　任务10 基于SysTick定时器的1秒延时设计与实现　146

5.1.1　SysTick定时器　146

5.1.2　库函数中的SysTick相关函数　149

5.1.3　SysTick的关键函数编写　151

5.1.4　基于SysTick定时器的1秒延时设计与实现　153

5.2　任务11 STM32定时器的定时设计与实现　156

5.2.1　认识STM32定时器　156

5.2.2　STM32定时器与定时相关的寄存器　157

5.2.3　STM32定时器相关的库函数　162

5.2.4　STM32定时器的定时设计　165

【技能训练5-1】基于寄存器的STM32定时器定时设计与实现　167

5.3　任务12 PWM输出控制电机　169

5.3.1　STM32的PWM输出相关寄存器　169

5.3.2　STM32的PWM输出编程思路　172

5.3.3　STM32的PWM输出相关库函数　174

5.3.4　PWM输出控制电机设计　177

【技能训练5-2】基于寄存器的PWM输出控制电机设计与实现　180

关键知识点小结　181

问题与讨论　183

项目六　串行通信设计与实现　184

6.1　STM32的串行通信　184

6.1.1　串行通信基本知识　184

6.1.2　认识STM32的USART串口　186

6.1.3　STM32串口的相关寄存器　187

6.2　任务13 USART串口通信设计　190

6.2.1　STM32串口的相关函数　190

6.2.2　STM32的USART1串口通信设计　194

6.2.3　STM32串行通信设计与调试　198

【技能训练6-1】基于寄存器的STM32串行通信设计　198

6.3　任务14 STM32串口无线传输设计与实现　202

6.3.1　基于Wi-Fi的STM32串口无线传输电路设计　202

6.3.2　基于ZigBee的STM32串口无线传输电路设计　204

6.3.3　嵌入式智能车通信协议　205

6.3.4　基于寄存器的STM32串口无线传输程序设计　207

关键知识点小结　214

问题与讨论　215

项目七　模数转换设计与实现　216

7.1　STM32的模数转换　216

7.1.1　STM32的模数转换简介　216

7.1.2　ADC相关的寄存器　218

7.2　任务15 基于寄存器的STM32模数转换设计　223

7.2.1　STM32的ADC设置　223

7.2.2　基于寄存器的STM32模数转换设计　225

7.2.3　基于寄存器的STM32模数转换运行与调试　233

7.3　任务16 基于库函数的STM32模数转换设计　234

7.3.1　ADC相关的库函数　234

7.3.2　基于库函数的STM32模数转换程序设计　235

7.3.3　基于库函数的STM32模数转换运行与调试　236

关键知识点小结　237

问题与讨论　238

项目八　嵌入式智能车设计与实现　239

8.1　嵌入式智能车　239

8.1.1　认识嵌入式智能车　239

8.1.2　嵌入式智能车任务板　241

8.1.3　嵌入式智能车循迹板　246

8.2　任务17 嵌入式智能车巡航控制设计　248

8.2.1　嵌入式智能车电机驱动电路　249

8.2.2　电机正反转和速度控制程序设计　252

8.2.3　嵌入式智能车停止、前进和后退程序设计　256

8.2.4　嵌入式智能车循迹、左转和右转程序设计　260

【技能训练8-1】嵌入式智能车巡航控制　268

8.3　任务18 嵌入式智能车标志物控制设计　270

8.3.1　道闸标志物控制设计　270

8.3.2　LED显示标志物控制设计　271

8.3.3　基于红外线的标志物控制设计　274

8.3.4　智能路灯控制设计　278

8.3.5　超声波测距设计　285

8.3.6　双色灯控制程序设计　288

【技能训练8-2】嵌入式智能车标志物控制　289

8.4　任务19 嵌入式智能车综合控制设计　292

8.4.1　语音播报标志物控制设计　293

8.4.2　嵌入式智能车控制运输车标志物设计　296

8.4.3　编写嵌入式智能车的任务文件　297

8.4.4　编写嵌入式智能车的主文件　303

8.4.5　嵌入式智能车综合控制工程搭建、编译、运行与调试　306

8.4.6　嵌入式智能车综合控制设计经验和技巧　307

关键知识点小结　308

问题与讨论　309

参考文献　310