轻松玩转STM32微控制器 9787121294891 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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杨百军著 著

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出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121294891

商品编码：29594924438

包装：平装

出版时间：2016-07-01

图书基本信息
图书名称	轻松玩转STM32微控制器	作者	杨百军著
定价	98.00元	出版社	电子工业出版社
ISBN	9787121294891	出版日期	2016-07-01
字数		页码
版次	1	装帧	平装
开本	16开	商品重量	0.4Kg

内容简介

STM32是意法半导体公司推出的基于ARM Cortex-M3内核的通用型嵌入式微控制器，具有设计灵活、配置丰富、成本低廉、适用性强、高等特点，广泛应用于工业控制、通信、物联网、车联网等领域。正因如此，电子工程师要想在嵌入式控制研发领域安身立命，成为智能电子产品开发的业界翘楚，轻松玩儿转STM32微控制器是必须的。 本书系统介绍了STM32微控制器的基础知识和嵌入式系统研发的实战技巧。全书共24章，分基础篇、入门篇、提高篇3个层次进行讲解，内容丰富、结构清晰、实用性强。

作者简介

杨百军，笔名老杨，曾就职于中航工业集团，主要研究微控制器、微处理器及嵌入式系统的移植与优化，具有丰富的传感器与检测技术、生物识别技术、远程无线抄表技术及锂电池管理系统（BMS）的开发与教学经验。

目录

编辑推荐

文摘

序言

STM32微控制器：嵌入式开发的全景指南 引言： 在日新月异的电子技术领域，微控制器扮演着至关重要的角色，它们如同电子设备的“大脑”，驱动着从智能家居到工业自动化，再到高端医疗设备的各种应用。而STM32系列微控制器，凭借其强大的性能、丰富的外设、灵活的架构以及广泛的市场接受度，已成为嵌入式开发领域备受青睐的明星产品。本书旨在为广大嵌入式开发者，无论是初学者还是有一定经验的工程师，提供一份全面、深入且极具实践价值的STM32微控制器学习指南。我们不仅会详细介绍STM32芯片的核心概念和工作原理，更会通过海量的实例和项目，带领读者亲手实践，从而掌握STM32的开发精髓，轻松驾驭各种嵌入式应用的设计与实现。 第一部分：STM32微控制器基础知识与架构解析 在本部分，我们将为读者打下坚实的STM32基础。首先，我们会深入剖析STM32微控制器的家族构成，包括不同系列（如F0, F1, F3, F4, F7, H7等）的特点、性能指标以及适用的应用场景，帮助读者根据项目需求选择最合适的STM32芯片。 接着，我们将详细解读STM32的内部架构，重点关注其核心——ARM Cortex-M处理器（例如Cortex-M3, Cortex-M4, Cortex-M7等）。我们会解释指令集、流水线、中断处理机制、内存管理单元（MMU）或内存保护单元（MPU）等关键概念，让读者深刻理解STM32为何能够实现如此高效的处理能力。 此外，STM32的GPIO（通用输入输出）口是与外部世界交互最直接的接口。我们将详细介绍GPIO的配置方法，包括输入/输出模式、推挽/开漏输出、上下拉电阻、复用功能等，并通过实际操作，让读者掌握如何精确控制GPIO的状态，实现LED闪烁、按键检测等基本功能。 除了GPIO，STM32还集成了种类繁多的内部外设，它们是实现复杂功能的基石。本部分将系统地介绍STM32中一些最常用和最重要的外设，例如： 时钟系统（RCC - Reset and Clock Control）： 深入讲解STM32的时钟树，包括外部晶振、内部RC振荡器、PLL（锁相环）倍频等，演示如何配置和优化时钟，以满足不同外设和系统对频率的要求。 中断系统（NVIC - Nested Vectored Interrupt Controller）： 详细阐述中断的优先级、分组、向量表以及中断服务程序的编写，教会读者如何有效地响应外部事件，提升系统实时性。 存储器系统： 介绍STM32的Flash存储器和SRAM，以及它们在程序存储和数据存储中的作用。我们还会探讨内存映射、总线结构等概念。 DMA（Direct Memory Access）： 讲解DMA的工作原理，如何实现CPU与外设之间的数据传输，从而减轻CPU负担，提高数据传输效率，尤其是在大数据量传输的场景下。 低功耗模式： STM32支持多种低功耗模式，如Sleep, Stop, Standby等。我们将详细介绍这些模式的特点、唤醒方式以及在功耗优化中的应用。 第二部分：STM32开发环境搭建与基础编程实践 要进行STM32的开发，首先需要搭建一套完整高效的开发环境。在本部分，我们将引导读者完成以下关键步骤： 开发工具选择与安装： 详细介绍主流的STM32集成开发环境（IDE），如Keil MDK, STM32CubeIDE, IAR Embedded Workbench等，并提供详细的安装教程。我们将重点讲解Keil MDK和STM32CubeIDE，因为它们是目前最普及的STM32开发平台。 STM32CubeMX工具的妙用： STM32CubeMX是一款强大的图形化配置工具，能够极大地简化STM32的初始化配置过程。我们将演示如何使用CubeMX生成工程代码，配置时钟、GPIO、外设以及中间件，让读者快速上手。 HAL库与LL库的理解与应用： ST官方提供了HAL（Hardware Abstraction Layer）库和LL（Low-Layer）库。我们将深入讲解这两种库的特点、优缺点以及适用场景。HAL库易于上手，移植性好；LL库性能更优，更贴近硬件。我们会展示如何结合使用这两种库，充分发挥STM32的性能。 基础编程实例： 通过一系列经典的入门级项目，读者将巩固所学知识： LED闪烁与流水灯： 这是学习任何微控制器开发的“Hello, World!”。我们将演示如何通过GPIO控制LED的亮灭，并进阶实现不同频率和模式的LED闪烁，以及经典的流水灯效果。 按键输入与状态检测： 学习如何配置GPIO作为输入，读取按键的按下和释放状态，并结合消抖动技术，确保按键输入的准确性。 UART（通用异步收发传输器）通信： UART是STM32最基本也是最重要的通信接口之一。我们将演示如何配置UART，实现STM32与PC（通过USB转串口模块）或其他STM32模块之间的串口通信，例如发送和接收字符串。 定时器与PWM（脉冲宽度调制）输出： 定时器是STM32中功能强大的外设，可用于产生延时、测量时间、计数等。我们将重点讲解如何使用定时器生成PWM信号，并将其应用于LED亮度调节、舵机控制等场景。 第三部分：STM32常用通信接口与协议深度探索 在实际的嵌入式系统中，微控制器通常需要与其他设备进行通信。本部分将聚焦STM32最常用、最关键的通信接口和协议，并提供丰富的实践案例。 SPI（Serial Peripheral Interface）通信： SPI是一种全双工、同步的串行通信协议，常用于连接传感器、存储器、显示屏等外设。我们将讲解SPI的主从模式、时序、数据传输方向，并演示如何通过SPI接口驱动SPI接口的LCD显示屏或读取SPI接口的传感器数据。 I2C（Inter-Integrated Circuit）通信： I2C是一种串行通信总线，支持多主多从通信，常用于连接I2C传感器、EEPROM等。我们将详细介绍I2C的寻址方式、读写操作流程，并给出驱动I2C接口的温度传感器、光线传感器等实例。 ADC（Analog-to-Digital Converter）采样： STM32内置的ADC可以将模拟信号转换为数字信号，是连接模拟传感器的关键。我们将讲解ADC的采样原理、通道配置、转换模式（单次转换、连续转换），并演示如何读取电位器、热敏电阻、MQ系列气体传感器等模拟传感器的数值。 DAC（Digital-to-Analog Converter）输出： 与ADC相反，DAC可以将数字信号转换为模拟信号，可用于产生音频、模拟控制信号等。我们将演示如何使用DAC输出不同幅度的电压波形。 USB（Universal Serial Bus）接口： STM32系列很多芯片都集成了USB控制器。我们将讲解USB的基本概念，包括设备枚举、通信协议，并演示如何将STM32配置为主机（Host）或设备（Device）模式，例如实现STM32作为USB鼠标/键盘，或作为USB串口通信设备。 CAN（Controller Area Network）总线： CAN总线是一种可靠的、适用于分布式实时控制的串行通信总线，广泛应用于汽车电子、工业自动化等领域。我们将讲解CAN协议的基本原理、帧格式，并演示如何实现STM32之间的CAN通信。 第四部分：深入学习与高级应用 在掌握了基础知识和常用接口后，我们将进一步深入STM32的开发，探索更高级的应用和技术。 RTOS（Real-Time Operating System）实时操作系统： 在复杂的嵌入式系统中，使用RTOS可以有效地管理任务、资源，提高系统的可靠性和可维护性。我们将介绍FreeRTOS等主流RTOS的原理，包括任务调度、信号量、消息队列、互斥锁等，并演示如何在STM32上移植和使用FreeRTOS，构建多任务应用。 文件系统： 对于需要存储大量数据的应用，例如数据记录、固件升级等，文件系统是必不可少的。我们将介绍FatFs等嵌入式文件系统，并演示如何结合SD卡，实现STM32的文件读写功能。 图形界面开发： 对于需要人机交互的嵌入式产品，图形界面至关重要。我们将介绍如何在STM32上实现简单的图形界面，例如使用GUI库（如LVGL）驱动LCD显示屏，并实现按钮、滑动条、图表等交互元素。 网络通信： 随着物联网（IoT）的发展，嵌入式设备的网络连接能力越来越重要。我们将讲解TCP/IP协议栈在STM32上的应用，以及如何通过Wi-Fi模块（如ESP8266）或以太网接口，实现STM32的联网功能，例如构建一个简单的Web服务器或MQTT客户端。 调试技术与故障排除： 掌握有效的调试技巧是高效开发的关键。我们将详细介绍使用IDE的调试器（如断点、单步执行、查看变量/内存）、JTAG/SWD接口进行硬件调试，以及常见的程序逻辑错误和硬件故障的排查方法。 第五部分：典型项目实战与设计思维 理论结合实践，是掌握STM32开发精髓的最佳途径。本部分将通过几个综合性的项目，将前面所学知识融会贯通，提升读者的工程实践能力。 智能家居温湿度监测与控制系统： 结合温湿度传感器（I2C/SPI）、LCD显示屏（SPI）、LED指示灯（GPIO）、蜂鸣器（PWM/GPIO）等，构建一个能够实时显示温湿度，并根据设定阈值触发报警或控制其他设备的智能家居原型。 简易示波器/数据采集系统： 利用STM32的ADC高速采样能力，配合LCD显示屏，实现对输入模拟信号的实时波形显示和数据采集，并可以通过USB串口将采集到的数据导出到PC进行进一步分析。 基于STM32的嵌入式Web服务器： 结合以太网接口或Wi-Fi模块，让STM32能够接入网络，并实现一个简单的Web服务器，用户可以通过浏览器访问STM32，获取信息或发送控制指令。 嵌入式设备固件升级（OTA）： 学习如何实现STM32的在线固件升级功能，例如通过SD卡、UART或网络进行固件更新，为产品的后期维护和功能迭代打下基础。 结语： STM32微控制器以其卓越的性能和丰富的功能，为嵌入式开发领域带来了无限可能。本书力求通过条理清晰的讲解、深入细致的分析以及海量的实战案例，帮助读者系统地掌握STM32的开发技术，从容应对各种复杂的嵌入式项目挑战。无论您是想进入嵌入式开发的初学者，还是希望提升STM32技能的工程师，本书都将是您不可或缺的得力助手，引领您轻松玩转STM32，开启精彩的嵌入式创造之旅。

评分☆☆☆☆☆

这本关于单片机入门的书籍真是让人眼前一亮。作者的叙述方式非常平易近人，仿佛邻家大哥手把手教你写代码。我记得刚开始接触嵌入式系统的时候，面对那些密密麻麻的寄存器和复杂的时钟配置，常常感到无从下手，一头雾水。但这本书完全没有那种枯燥的说教感，而是通过一系列精心设计的实例，引导读者逐步深入。比如，在讲解GPIO配置时，书中没有直接抛出那些拗口的硬件术语，而是先从“点亮一个LED灯”这个最基础的目标出发，然后慢慢剖析背后的原理。通过这种“目标驱动”的学习方法，我对硬件的理解迅速加深了。更值得称赞的是，书中对C语言基础和指针的讲解也恰到好处，对于我这种有一定C语言基础但对底层操作不太熟悉的读者来说，简直是雪中送炭。它巧妙地将软件编程和硬件操作结合起来，让你真正体会到“掌控”硬件的乐趣，而不是仅仅停留在理论层面。对于想要迈入嵌入式开发大门的新手来说，这本书无疑是一块非常友好的垫脚石。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，我之前尝试过几本同类主题的书籍，但大多过于侧重于理论的堆砌，或者干脆就是某个特定库函数的官方手册的“翻译版”，读起来非常枯燥乏味，很快就放弃了。而这本《轻松玩转》系列，顾名思义，最大的特色就在于“轻松”。作者非常擅长使用生活化的比喻来解释复杂的电子学概念。比如，讲解ADC的采样保持电路时，它被比喻成一个“瞬间按下快门”的过程，一下子就抓住了核心思想，不再需要反复琢磨那些模电电路图。这种风格极大地降低了初学者的心理门槛，让学习过程不再是煎熬，而更像是一种探索未知的乐趣。它成功地平衡了深度与广度，既没有为了追求“硬核”而牺牲易读性，也没有为了“轻松”而流于表面，真正做到了深入浅出，让那些原本对硬件心存畏惧的读者，也能大胆地拿起烙铁和示波器，享受调试的乐趣。

评分☆☆☆☆☆

这本书的配套资源和代码示例的质量也绝对值得称赞。很多技术书籍在代码示例上做得比较敷衍，要么是代码冗长晦涩，要么是下载后编译总出错，让人抓狂。但这本书在这方面做得非常到位。所有的示例代码都经过了细致的调试，并且组织得井井有条，通常一个章节对应一个清晰的功能模块。更贴心的是，书中不仅提供了纯粹的寄存器操作示例，还附带了基于HAL库的实现对比。这对于处于学习过渡期的我们来说太重要了——既能理解底层“黑盒”是如何工作的，也能快速利用官方库提高开发效率。我个人是按照书中的步骤，将所有例程在我的开发板上完整跑了一遍，期间遇到的极少数编译问题，通过查阅书中提供的勘误和社区支持，都能迎刃而解。这种“所学即所得，所看即能做”的体验，极大地增强了学习的成就感和持续性。

评分☆☆☆☆☆

这本书在项目实践的引导方面，也给了我很多启发。它没有止步于单个外设的介绍，而是将多个知识点串联起来，设计了一些小型综合项目，比如一个简易的数据采集系统或者一个简单的仪器仪表界面。这些实践案例的设计非常巧妙，它们要求读者必须综合运用定时器进行精确计时、使用中断响应外部事件、通过ADC读取模拟信号，最后再通过LCD或串口进行数据输出。这种集成化的项目训练，让我深刻体会到在一个真实系统中，各个模块是如何协同工作的。更棒的是，书本在介绍这些项目时，不仅仅是给出解决方案，更会探讨不同的设计取舍——为什么选择这种方式而不是另一种。这种“过程展示”和“设计哲学”的传达，比单纯的知识传授要宝贵得多，它培养了我面对实际工程问题时，进行系统化思考和权衡的能力。这本书绝对是武装我进入实际嵌入式开发领域的一份可靠装备。

评分☆☆☆☆☆

我对这本书的结构安排印象非常深刻，它在内容组织上体现出极高的专业性和系统性。从最基础的硬件架构介绍，到逐步深入的定时器、中断、ADC/DAC等核心外设的应用，再到后期的通信协议（如USART、SPI）的实践，整个知识体系层层递进，逻辑清晰得像一张展开的完美路线图。特别是在涉及中断处理的部分，作者没有简单地罗列中断向量表，而是深入探讨了中断响应的流程、优先级管理以及如何编写健壮的ISR（中断服务程序），这对于后续进行复杂的实时系统设计至关重要。我特别喜欢书中对“软件栈”和“硬件抽象层”概念的引入，虽然篇幅不多，但对于建立现代嵌入式开发思维非常有帮助。它不像一些传统教材那样只关注“如何让代码跑起来”，而是更注重“如何写出可维护、可扩展的代码”。这种前瞻性的指导，让我在学习过程中不仅掌握了具体的技术点，更培养了一种良好的工程素养，这一点对于职场发展来说，价值远超书本本身的价格。