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本书可作为高职高专电子信息类、计算机类、自动化类、机电类等专业的单片机与嵌入式系统教材。
内容简介
本书采用项目化教学方式，以“项目、任务、活动”理实一体教学模式呈现教学内容。
本书按照循序渐进、搭积木的设计思想，共设计了10个项目：初识嵌入式系统、闪灯的设计与实现、利用UART实现上位机和下位机的通信、利用定时中断实现频闪灯和电子时钟、利用PWM实现小灯亮度控制、利用输入捕捉测量脉冲信号的周期和脉宽、利用ADC设计简易数字电压表、SPI串行通信的实现、I2C串行通信的实现、利用TSC实现触摸感应功能。
其中，第1个项目旨在帮助读者初步认识嵌入式系统；其余项目均基于构件化设计，且均采用“通用知识”→“底层驱动构件的使用”→“应用层程序设计”→“拓展任务”的学习流程。后可根据教学需要，选择部分项目或全部项目进行综合应用系统设计和课程考核。
作者简介
编著者王宜怀，苏州大学计算机科学与技术学院教授、博士生导师、网络工程系主任；苏州大学嵌入式系统与物联网研究所所长；苏州市政协常委；江苏省计算机学会嵌入式系统与物联网专业委员会主任、中国软件行业协会嵌入式系统分会理事。
章节目录
版权信息
前言
硬件资源及在线教学资源
二维码资源清单
项目1 初识嵌入式系统
任务1.1 运行硬件系统
1.1.1 实践体系简介
1.1.2 编译、下载与运行第一个嵌入式程序
任务1.2 熟悉嵌入式系统的定义、发展简史、分类及特点
1.2.1 嵌入式系统的定义
1.2.2 嵌入式系统的发展简史
1.2.3 嵌入式系统的分类
1.2.4 嵌入式系统的特点
任务1.3 熟悉嵌入式系统的学习方法
1.3.1 嵌入式系统的学习困惑
1.3.2 嵌入式系统的知识体系
1.3.3 基础阶段的学习建议
任务1.4 掌握以MCU为核心的嵌入式系统组成
1.4.1 MCU简介
1.4.2 以MCU为核心的嵌入式测控产品的基本组成
【拓展任务】
项目2 闪灯的设计与实现
任务2.1 STM32L431硬件最小系统设计
2.1.1 STM32系列MCU简介
2.1.2 ARM Cortex-M4微处理器简介
2.1.3 STM32L431存储映像、引脚功能与硬件最小系统设计
任务2.2 由MCU构建通用嵌入式计算机
2.2.1 嵌入式终端开发方式存在的问题与解决办法
2.2.2 提出GEC概念的时机、GEC定义与特点
2.2.3 由STM32L431构成的GEC
任务2.3 GPIO底层驱动构件文件的使用
2.3.1 GPIO的通用知识
2.3.2 STM32L431的GPIO底层驱动构件文件及使用方法
任务2.4 嵌入式构件化设计及闪灯的实现
2.4.1 小灯硬件构件的设计及使用方法
2.4.2 嵌入式软件最小系统
2.4.3 闪灯的应用层程序设计及效果测试
【拓展任务】
项目3 利用UART实现上位机和下位机的通信
任务3.1 熟知UART的通用知识
3.1.1 串行通信的基本概念
3.1.2 TTL-USB串口
3.1.3 串行通信编程模型
任务3.2 熟知中断的通用知识
3.2.1 中断的基本概念
3.2.2 中断的基本过程
3.2.3 ARM Cortex-M4的非内核模块中断编程结构
任务3.3 UART底层驱动构件的使用
3.3.1 STM32L431的UART模块
3.3.2 UART底层驱动构件文件的组成及使用方法
任务3.4 PC与MCU的串口通信与调试
3.4.1 UART通信的应用层程序设计
3.4.2 使用printf函数输出数据
【拓展任务】
项目4 利用定时中断实现频闪灯和电子时钟
任务4.1 利用Timer中断实现频闪灯和电子时钟
4.1.1 Timer基本定时底层驱动构件文件的组成及使用方法
4.1.2 利用Timer中断实现频闪灯和电子时钟的应用层程序设计
任务4.2 利用内核定时器中断实现频闪灯和电子时钟
4.2.1 SysTick定时器底层驱动构件文件组成及使用方法
【拓展任务】
项目5 利用PWM实现小灯亮度控制
任务5.1 熟知PWM的通用知识
5.1.1 PWM的基本概念与技术指标
5.1.2 PWM的应用场合
任务5.2 Timer PWM底层驱动构件的使用
5.2.1 STM32L431的PWM引脚
5.2.2 PWM底层驱动构件头文件及使用方法
任务5.3 PWM应用层程序设计与测试
5.3.1 PWM应用层程序设计
5.3.2 PWM应用层程序测试
【拓展任务】
项目6 利用输入捕捉测量脉冲信号的周期和脉宽
任务6.1 熟知输出比较和输入捕捉的通用知识
6.1.1 输出比较的基本含义、原理和应用场合
6.1.2 输入捕捉的基本含义、原理和应用场合
任务6.2 输出比较和输入捕捉底层驱动构件的使用
6.2.1 STM32L431的输出比较和输入捕捉引脚
6.2.2 输出比较底层驱动构件头文件及使用方法
6.2.3 输入捕捉底层驱动构件头文件及使用方法
任务6.3 输出比较和输入捕捉功能的应用层程序设计与测试
6.3.1 输出比较和输入捕捉应用层程序设计
6.3.2 输出比较和输入捕捉应用层程序测试
【拓展任务】
项目7 利用ADC设计简易数字电压表
任务7.1 熟知ADC的通用知识
7.1.1 模拟量、数字量及模/数转换器的基本含义
7.1.2 与A/D转换编程相关的技术指标
任务7.2 ADC底层驱动构件的使用
7.2.1 STM32L431芯片的ADC引脚
7.2.2 ADC底层驱动构件头文件及使用方法
任务7.3 简易数字电压表的设计
7.3.1 简易数字电压表的硬件电路组成和工作原理
7.3.2 ADC应用层程序设计与测试
【拓展任务】
项目8 SPI串行通信的实现
任务8.1 熟知SPI的通用知识
8.1.1 SPI的基本概念
8.1.2 SPI的数据传输原理和时序
任务8.2 SPI底层驱动构件的使用
8.2.1 STM32L431的SPI引脚
8.2.2 SPI底层驱动构件头文件及使用方法
任务8.3 SPI串行通信的应用层程序设计与测试
8.3.1 SPI串行通信的应用层程序设计
8.3.2 SPI串行通信的应用层程序测试
【拓展任务】
项目9 I2C串行通信的实现
任务9.1 熟知I2C的通用知识
9.1.1 I2C总线的历史概况与特点
9.1.2 I2C总线硬件相关术语与典型硬件电路
9.1.3 I2C总线数据通信协议
任务9.2 I2C底层驱动构件的使用
9.2.1 STM32L431的I2C引脚
9.2.2 I2C底层驱动构件头文件及使用方法
任务9.3 I2C串行通信的应用层程序设计与测试
9.3.1 I2C串行通信的应用层程序设计
9.3.2 I2C串行通信的应用层程序测试
【拓展任务】
项目10 利用TSC实现触摸感应功能
任务10.1 熟知触摸感应控制器TSC的通用知识
10.1.1 触摸感应控制器TSC的基本原理
10.1.2 有关技术问题进一步说明
任务10.2 TSC底层驱动构件的使用
10.2.1 STM32L431的TSC框图和TSC引脚
10.2.2 TSC底层驱动构件头文件及使用方法
任务10.3 TSC实现触摸感应功能的应用层程序设计与测试
10.3.1 TSC实现触摸感应功能的应用层程序设计
10.3.2 TSC实现触摸感应功能的应用层程序测试
【拓展任务】
附录 嵌入式系统常用的C语言基本语法
A.1 C语言的运算符与数据类型
A.2 程序流程控制
A.3 函数
A.4 数据存储方式
A.5 编译预处理
参考文献
嵌入式技术基础与实践项目化教程：基于ARMCortex-M4内核STM32L431微控制器是2023年由机械工业出版社出版,作者王宜怀 编著。
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