STM32單片機(jī)應(yīng)用與全案例實(shí)踐（第2版）

目 錄
第一篇 基于HAL + STM32CubeIDE
第1章 如何學(xué)習(xí)STM32 2
1.1 學(xué)習(xí)STM32必須具備的基礎(chǔ)知識(shí) 2
1.2 STM32的基本架構(gòu)和基本原理 3
1.2.1 嵌入式與ARM 3
1.2.2 什么是STM32 4
1.2.3 STM32的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 5
1.2.4 STM32的時(shí)鐘樹(shù) 6
1.2.5 STM32典型芯片 9
1.3 STM32的開(kāi)發(fā) 10
1.3.1 STM32的4種開(kāi)發(fā)模式 10
1.3.2 HAL庫(kù)的文件結(jié)構(gòu) 12
1.3.3 基于HAL庫(kù)開(kāi)發(fā)中必須掌握的幾個(gè)概念 14
1.3.4 如何學(xué)習(xí)STM32 16
1.3.5 學(xué)習(xí)STM32所需工具和平臺(tái) 16
1.4 STM32的最小系統(tǒng)—學(xué)習(xí)和開(kāi)發(fā)的最小平臺(tái) 18
1.5 本章小結(jié) 20
思考與實(shí)踐 21
第2章 STM32的工程創(chuàng)建和調(diào)試 22
2.1 STM32CubeMX與STM32CubeIDE 22
2.1.1 什么是STM32CubeMX 22
2.1.2 STM32CubeIDE與STM32CubeMX的區(qū)別 22
2.2 STM32CubeIDE開(kāi)發(fā)平臺(tái)的搭建 23
2.2.1 IDE平臺(tái)的安裝 23
2.2.2 Packs包下載與安裝 26
2.3 新建工程流程 29
2.4 STM32CubeIDE的功能及其基本操作 37
2.4.1 工具欄介紹 37
2.4.2 Debug調(diào)試模式 38
2.4.3 窗口和文本設(shè)置 39
2.5 本章小結(jié) 41
思考與實(shí)踐 41
第3章 通用輸入/輸出（GPIO）口 42
3.1 STM32 GPIO口概述 42
3.2 GPIO口的工作原理 42
3.2.1 GPIO引腳介紹 42
3.2.2 GPIO口的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 43
3.2.3 GPIO口的工作模式 46
3.3 GPIO口配置與應(yīng)用 50
3.3.1 GPIO口配置解析 50
3.3.2 GPIO函數(shù) 51
3.4 GPIO應(yīng)用實(shí)例 52
3.4.1 GPIO輸出控制 52
3.4.2 單功能按鍵輸入 57
3.4.3 復(fù)用功能按鍵輸入 61
3.5 本章小結(jié) 63
思考與實(shí)踐 64
第4章 中斷 65
4.1 中斷及其基本原理 65
4.1.1 什么是中斷 65
4.1.2 中斷系統(tǒng) 66
4.1.3 中斷處理流程 67
4.2 嵌套向量中斷控制器 68
4.2.1 嵌套向量中斷控制器的主要功能 68
4.2.2 異常和中斷 69
4.2.3 EXTI 71
4.3 EXTI的配置與應(yīng)用 73
4.3.1 EXTI配置解析 73
4.3.2 EXTI函數(shù) 76
4.4 EXTI應(yīng)用實(shí)例 76
4.4.1 EXTI控制LED翻轉(zhuǎn) 76
4.4.2 EXTI嵌套LED控制 83
4.5 本章小結(jié) 89
思考與實(shí)踐 90
第5章 串口（USART） 91
5.1 串行通信 91
5.1.1 嵌入式系統(tǒng)中的通信 91
5.1.2 同步/異步串行通信 92
5.1.3 UART 93
5.2 STM32的USART 95
5.2.1 USART接口 95
5.2.2 5路USART的引腳關(guān)系 96
5.2.3 USART的應(yīng)用步驟 97
5.3 串口通信配置 97
5.3.1 串口設(shè)備配置解析 97
5.3.2 常用的UART函數(shù) 99
5.3.3 串口重定向 100
5.3.4 串口調(diào)試助手 101
5.4 串口應(yīng)用實(shí)例 102
5.4.1 串口收發(fā)輪詢(xún)方式 102
5.4.2 串口收發(fā)中斷方式 109
5.4.3 串口空閑中斷方式 111
5.5 本章小結(jié) 112
思考與實(shí)踐 112
第6章 I2C和SPI 113
6.1 STM32的I2C總線(xiàn) 113
6.1.1 I2C總線(xiàn)概述 113
6.1.2 I2C總線(xiàn)的工作原理和注意事項(xiàng) 114
6.1.3 STM32的I2C總線(xiàn)的基本特點(diǎn) 116
6.2 STM32的I2C總線(xiàn)的應(yīng)用要領(lǐng) 117
6.2.1 關(guān)于STM32的I2C模塊 117
6.2.2 I2C總線(xiàn)死鎖的原因及其解決辦法 118
6.2.3 STM32的I2C接收和發(fā)送流程 118
6.3 硬件I2C與軟件I2C 119
6.3.1 硬件I2C設(shè)備配置流程 119
6.3.2 接口函數(shù)及其應(yīng)用 123
6.3.3 軟件I2C實(shí)現(xiàn) 126
6.4 STM32的SPI 129
6.4.1 硬件結(jié)構(gòu)與時(shí)序 129
6.4.2 STM32 SPI的構(gòu)成 131
6.4.3 STM32的SPI的主要工作流程 132
6.4.4 SPI函數(shù)及其應(yīng)用 132
6.4.5 設(shè)備配置流程 133
6.5 I2C和SPI應(yīng)用實(shí)例 135
6.5.1 I2C讀寫(xiě)AT24C02 135
6.5.2 基于SPI總線(xiàn)實(shí)現(xiàn)OLED顯示 140
6.6 本章小結(jié) 152
思考與實(shí)踐 153
第7章 定時(shí)器 154
7.1 STM32定時(shí)器 154
7.1.1 高級(jí)定時(shí)器 154
7.1.2 通用定時(shí)器 155
7.1.3 基本定時(shí)器 156
7.2 PWM 157
7.2.1 什么是PWM 157
7.2.2 PWM的主要參數(shù) 157
7.2.3 PWM的工作原理 157
7.2.4 PWM的應(yīng)用 158
7.3 定時(shí)器配置 159
7.3.1 定時(shí)器模式 159
7.3.2 定時(shí)器參數(shù) 160
7.3.3 定時(shí)器中斷 161
7.4 主要接口函數(shù) 162
7.4.1 定時(shí)器啟停 162
7.4.2 比較輸出 162
7.4.3 PWM輸出 163
7.4.4 輸入捕獲 164
7.5 定時(shí)器應(yīng)用實(shí)例 165
7.5.1 定時(shí)器控制LED 165
7.5.2 PWM呼吸燈 166
7.5.3 輸入捕獲 168
7.6 本章小結(jié) 171
思考與實(shí)踐 173
第8章 直接存儲(chǔ)器訪(fǎng)問(wèn)（DMA） 174
8.1 STM32的DMA 174
8.1.1 什么是DMA 174
8.1.2 DMA控制器的功能框圖 174
8.1.3 DMA的基本原理 175
8.1.4 DMA控制器的主要特點(diǎn) 175
8.2 DMA的配置要點(diǎn) 176
8.2.1 DMA控制器配置參數(shù) 176
8.2.2 DMA的優(yōu)先級(jí)及其仲裁 176
8.2.3 DMA通道 177
8.2.4 DMA中斷請(qǐng)求 178
8.2.5 DMA注意事項(xiàng) 178
8.3 DMA配置 178
8.3.1 設(shè)備配置解析 178
8.3.2 配置函數(shù)解析 181
8.4 DMA應(yīng)用實(shí)例 181
8.4.1 內(nèi)存到內(nèi)存?zhèn)鬏敺绞綉?yīng)用（MEMTOMEM） 181
8.4.2 外設(shè)到內(nèi)存?zhèn)鬏敺绞綉?yīng)用 184
8.5 本章小結(jié) 187
思考與實(shí)踐 187
第9章 ADC 188
9.1 STM32F1的ADC 188
9.1.1 ADC及其基本特性 188
9.1.2 ADC誤差來(lái)源及消除措施 190
9.2 STM32外設(shè)模塊ADC的工作流程與編程要點(diǎn) 191
9.2.1 ADC的工作流程 191
9.2.2 ADC編程的要點(diǎn) 192
9.3 ADC配置 193
9.3.1 設(shè)備配置解析 193
9.3.2 接口函數(shù) 200
9.4 ADC應(yīng)用實(shí)例 203
9.4.1 單ADC單通道應(yīng)用示例 203
9.4.2 單ADC多通道應(yīng)用示例 207
9.5 本章小結(jié) 211
思考與實(shí)踐 211
第10章 DAC 212
10.1 STM32的DAC 212
10.1.1 DAC的功能、特點(diǎn) 212
10.1.2 DAC的主要技術(shù)參數(shù) 213
10.1.3 DAC配置的基本過(guò)程 214
10.2 DAC配置 214
10.2.1 設(shè)備配置解析 214
10.2.2 接口函數(shù) 217
10.3 DAC應(yīng)用實(shí)例 219
10.3.1 DAC輸出正弦波 219
10.3.2 DAC輸出三角波 221
10.4 本章小結(jié) 224
思考與實(shí)踐 224
第11章 Flash 225
11.1 STM32的Flash存儲(chǔ)器及其基本特性 225
11.1.1 嵌入式系統(tǒng)中的存儲(chǔ)器 225
11.1.2 Flash模塊的組織關(guān)系 226
11.1.3 STM32的Flash架構(gòu) 226
11.1.4 Flash的相關(guān)操作 227
11.1.5 選項(xiàng)字節(jié)編程 228
11.2 Flash配置與接口函數(shù) 229
11.2.1 寫(xiě)操作函數(shù) 229
11.2.2 解鎖與上鎖函數(shù) 230
11.2.3 Flash擦除函數(shù) 230
11.2.4 讀操作 231
11.2.5 選項(xiàng)字節(jié)相關(guān)操作函數(shù) 231
11.3 Flash應(yīng)用實(shí)例 232
11.3.1 功能描述 232
11.3.2 軟件設(shè)計(jì) 232
11.3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 234
?
11.4 本章小結(jié) 237
思考與實(shí)踐 237
第12章 綜合性設(shè)計(jì)項(xiàng)目 238
12.1 信號(hào)發(fā)生與采集 238
12.1.1 項(xiàng)目性能和功能要求 238
12.1.2 外設(shè)配置 238
12.1.3 程序設(shè)計(jì) 242
12.1.4 運(yùn)行結(jié)果 242
12.2 煙霧報(bào)警及其處置的模擬 243
12.2.1 項(xiàng)目設(shè)計(jì)要求 243
12.2.2 外圍電路設(shè)計(jì) 243
12.2.3 外設(shè)配置 244
12.2.4 程序設(shè)計(jì) 245
12.2.5 運(yùn)行結(jié)果 246
12.3 串口觸摸屏設(shè)計(jì) 246
12.3.1 功能描述 246
12.3.2 串口觸摸屏的程序設(shè)計(jì) 246
12.3.3 STM32的外設(shè)配置 249
12.3.4 程序設(shè)計(jì) 250
12.3.5 運(yùn)行結(jié)果 251
12.4 本章小結(jié) 251
思考與實(shí)踐 251
第二篇 基于固件庫(kù)+Keil（MDK-ARM）
第13章 基于固件庫(kù)的開(kāi)發(fā)及其示例 254
13.1 STM32的最小系統(tǒng) 254
13.2 STM32工程模板的建立 255
13.2.1 STM32的固件庫(kù) 255
13.2.2 新建工程模板的第一步——復(fù)制固件庫(kù)文件 259
13.2.3 新建工程模板的第二步——新建一個(gè)Keil工程 260
13.2.4 關(guān)于創(chuàng)建工程模板的簡(jiǎn)單小結(jié) 266
13.3 程序的燒寫(xiě) 267
13.3.1 基于串口的程序下載（燒寫(xiě)）方式 268
13.3.2 基于JTAG（SWD）的程序下載（燒寫(xiě)）方式 269
13.4 程序的調(diào)試 271
13.5 模板的使用 273
13.6 3個(gè)GPIO輸出的范例——STM32中實(shí)現(xiàn) 延時(shí)的三種常用方法 274
13.6.1 第一個(gè)LED工程——基于延時(shí)函數(shù)的延時(shí) 274
13.6.2 第二個(gè)LED工程——SysTick中斷延時(shí) 276
13.6.3 第三個(gè)LED工程——定時(shí)器中斷延時(shí) 278
13.7 本章小結(jié) 281
思考與實(shí)踐 282
第14章 液晶顯示在STM32中的應(yīng)用——基于固件庫(kù) 283
14.1 STM32與12864液晶模塊連接的硬件接口 283
14.1.1 12864液晶模塊的基本原理 283
14.1.2 硬件接口 284
14.2 STM32與12864液晶模塊連接的軟件 接口實(shí)現(xiàn)——查詢(xún)“忙”狀態(tài) 284
14.2.1 程序設(shè)計(jì)思想 284
14.2.2 程序?qū)崿F(xiàn) 285
14.2.3 程序演示 303
14.3 本章小結(jié) 304
思考與實(shí)踐 304