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嵌入式系统原理与应用

嵌入式系统原理与应用

出版社:化学工业出版社出版时间:2022-11-01
开本: 26cm 页数: 314页
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嵌入式系统原理与应用 版权信息

  • ISBN:9787122422262
  • 条形码:9787122422262 ; 978-7-122-42226-2
  • 装帧:一般胶版纸
  • 册数:暂无
  • 重量:暂无
  • 所属分类:>

嵌入式系统原理与应用 本书特色

适读人群 :本书适宜机械、自动控制、电子等相关专业的本科学生使用,也可供相关专业技术人员参考。本书入选江苏省高等学校重点教材,介绍基于STM32系列微控制器,详细介绍了相关开发的开发工具,通过实例介绍常用的功能实现,使读者简要了解STM数据库以及相关开发工具,主要通过实例形式,介绍常用的小型模块和工具的设计开发,并结合物联网行业的发展介绍嵌入式系统实际开发应用。

嵌入式系统原理与应用 内容简介

在工业4.0时代,嵌入式系统作为芯片和软件的结合体,在工业自动化、机电控制、移动设备、通信、汽车等领域发挥着不可替代的作用。本书系统介绍了嵌入式系统硬件与软件的设计,并简要介绍了多个应用实例,使读者全面了解嵌入式系统的内部结构、设计思路和开发过程。书中配有适量习题,紧扣本书主旨,帮助读者巩固重要的知识点。 本书适宜机械、自动控制、电子等相关专业的本科学生使用,也可供相关专业技术人员参考。

嵌入式系统原理与应用 目录

第1章绪 论1
1.1嵌入式系统1
1.1.1嵌入式系统定义1
1.1.2嵌入式系统结构2
1.1.3嵌入式系统硬件组成3
1.1.4嵌入式系统软件组成5
1.1.5嵌入式操作系统线程、进程和协程7
1.2嵌入式处理器8
1.2.1嵌入式处理器分类8
1.2.2嵌入式处理器内核架构10
1.3ARM系列处理器11
1.3.1ARM处理器系列特点与优势11
1.3.2ARM Cortex-M3处理器结构13
1.3.3ARM Cortex-M3指令系统14
1.3.4基于ARM Cortex-M3内核的STM32微控制器14
1.3.5STM32微控制器程序运行机制17
1.4习题18

第2章STM32微控制器硬件基础20
2.1STM32微控制器20
2.1.1STM32微控制器特点与优势20
2.1.2STM32微控制器命名规则22
2.1.3STM32微控制器的应用23
2.2STM32微控制器存储结构23
2.2.1系统结构23
2.2.2存储结构24
2.2.3启动模式25
2.3STM32微控制器外设资源概述26
2.3.1电源管理与低功耗模式26
2.3.2RCC时钟主频系统27
2.3.3RTC实时时钟资源29
2.3.4GPIO工作模式30
2.3.5外部中断资源35
2.3.6ADC资源38
2.3.7看门狗资源41
2.3.8通用定时器资源44
2.3.9高级定时器资源48
2.4嵌入式系统I/O50
2.4.1通用输入/输出接口50
2.4.2模数/数模转换接口51
2.5定时器和计数器52
2.5.1硬件定时器52
2.5.2软件定时器52
2.5.3可编程间隔定时器53
2.6有线通信接口54
2.6.1本地通信接口54
2.6.2网络通信接口78
2.6.3现场总线通信接口86
2.7习题93

第3章基本I/O口控制95
3.1STM32 GPIO简介95
3.1.1I/O基本情况96
3.1.2GPIO配置寄存器描述96
3.1.3端口输出数据寄存器98
3.2寄存器操作98
3.3时钟配置99
3.3.1时钟树100
3.3.2时钟源101
3.3.3APB2外设时钟使能寄存器(RCC_APB2ENR)102
3.4库函数操作103
3.4.1GPIO_Init函数103
3.4.2RCC_APB2PeriphClockCmd106
3.4.3控制I/O输出电平106
3.5实例:GPIO按键点灯实验107
3.5.1使用STM32CubeMX配置基础参数107
3.5.2使用Keil MDK补充程序代码109
3.5.3烧录代码110
3.6习题110

第4章数据的转换与读/写访问113
4.1ADC的编程应用113
4.1.1ADC的原理、参数及类型113
4.1.2ADC的主要操作与特征117
4.1.3ADC相关库函数概述124
4.2DAC的编程应用132
4.2.1DAC的原理、参数及类型133
4.2.2DAC的主要操作与特征134
4.2.3常用的DAC库函数139
4.3DMA数据访问与传输144
4.3.1DMA控制器概述144
4.3.2DMA结构与数据配置144
4.3.3DMA控制器相关库函数148
4.4实例1:ADC单通道数模转换器实验152
4.4.1使用STM32CubeMX配置基础参数152
4.4.2使用Keil MDK补充代码153
4.4.3烧录与测试154
4.5实例2:ADC+DMA多通道输出实验154
4.5.1DMA介绍154
4.5.2使用STM32CubeMX配置基础参数155
4.5.3使用Keil MDK补充代码156
4.5.4烧录代码与测试158
4.6习题158

第5章STM32定时器/计数器160
5.1STM32定时器/计数器概述160
5.1.1TIMx定时器的区别与联系160
5.1.2通用定时器162
5.1.3基本定时器167
5.1.4高级控制定时器168
5.1.5RTC定时器的功能与操作170
5.1.6SysTick时钟功能介绍174
5.1.7看门狗定时器基本操作175
5.2定时器库函数及其应用180
5.2.1TIMx定时器相关函数180
5.2.2RTC与BKP相关函数191
5.2.3SysTick定时器相关函数196
5.2.4看门狗定时器相关函数197
5.3实例:LED跑马灯实验200
5.3.1使用STM32CubeMX配置基础参数200
5.3.2使用Keil MDK补充程序代码202
5.3.3烧录代码202
5.4习题202

第6章中断204
6.1STM32中断和异常204
6.1.1中断简介204
6.1.2中断和异常205
6.2STM32中断相关的基本概念208
6.2.1中断优先级208
6.2.2中断控制器NVIC208
6.2.3NVIC的中断向量优先级组210
6.3外部中断212
6.3.1外部中断基本情况212
6.3.2使用外部中断的基本步骤212
6.4PWM控制技术214
6.4.1PWM面积等效原理214
6.4.2PWM波简介215
6.4.3通过定时器模拟实现PWM波的原理216
6.5实例1:1s输出实验217
6.5.1基础概念217
6.5.2STM32CubeMX配置217
6.5.3Keil MDK补充代码217
6.6实例2:引脚输入捕获实验219
6.6.1基础概念219
6.6.2STM32CubeMX配置219
6.6.3Keil MDK补充代码219
6.7实例3:PWM输出点灯实验221
6.7.1基础概念221
6.7.2STM32CubeMX配置222
6.7.3Keil MDK补充代码222
6.8习题223

第7章USART串口通信技术224
7.1通信的基本概念详解224
7.1.1通信的分类与概念224
7.1.2串口通信协议解析227
7.2USART串口通信概述229
7.2.1USART 的主要功能、主要特性与硬件结构229
7.2.2USART寄存器及其使用235
7.2.3USART 相关库函数简介241
7.3实例:USART串口输出实验249
7.4习题249

第8章嵌入式系统项目的开发与调试251
8.1嵌入式系统的接口与设计251
8.1.1嵌入式接口251
8.1.2常见传感器252
8.1.3嵌入式系统设计实例254
8.2嵌入式项目开发前期准备257
8.2.1嵌入式项目开发模式与流程257
8.2.2嵌入式项目需求量化分析259
8.2.3嵌入式芯片选型分析261
8.2.4芯片外设资源分配264
8.3嵌入式项目实验开发系统265
8.3.1嵌入式开发板功能介绍265
8.3.2嵌入式开发板*小系统265
8.3.3嵌入式开发系统软件运行环境266
8.3.4嵌入式开发板调试269
8.4电路板的设计270
8.4.1嵌入式开发板系统简化270
8.4.2绘制电路图与Altium Designer软件基础操作271
8.4.3电路板设计与制作流程272
8.5程序烧录与调试273
8.5.1嵌入式系统软件硬件结合方式273
8.5.2程序烧录模式275
8.5.3芯片BOOT启动模式277
8.5.4程序串口烧录方式278
8.5.5使用SWD方式烧录程序282
8.6习题286

第9章基于STM32的物联网远程监控系统287
9.1电机状态远程监控系统需求分析与架构设计287
9.1.1电机状态远程监控系统需求287
9.1.2电机远程监控系统架构与数据传输路径分析287
9.1.3需求分析与芯片选型289
9.2基于各种外设的信息采集程序实例290
9.2.1电压电流值采样实例290
9.2.2多路开关量采样实例291
9.2.3温度采样实例293
9.3网络通信实例296
9.3.14G网络通信实例296
9.3.2心跳包功能的实现302
9.3.3云服务器基础操作305

参考文献314

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嵌入式系统原理与应用 作者简介

俞建峰,江南大学机械工程学院教授,博士生导师。无锡市青年科协会员、江苏省农业工程学会理事、中国电机工程学会会员、中国化工学会过滤与分离专业委员会委员、中国食品加工机械标准化技术委员。曾获江苏省科技进步三等奖2项(排第三)、2020年江苏省普通高等学校本科优秀毕业设计(论文)指导教师、2019年度江南大学荣智权奖教金。2004年7月毕业于上海交通大学机械与动力工程学院,获机械电子工程专业工学博士学位。讲授《嵌入式系统与人工智能》、《过程设备设计》、《机械有限元设计》、《过程装备学科前沿》等课程。主要研究领域为电机嵌入式系统、工业互联与智能传感、机器人运动控制、食品加工装备。主持或参加各类科研课题30余项,授权国家发明专利34项,出版编著5部。

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