嵌入式技術(shù)基礎(chǔ)與實踐項目化教程：基于ARM Cortex-M4內(nèi)核STM32L431微控制器

前言硬件資源及在線教學(xué)資源二維碼資源清單項目1 初識嵌入式系統(tǒng)1任務(wù)1.1 運行硬件系統(tǒng)11.1.1 實踐體系簡介11.1.2 編譯、下載與運行 個嵌入式程序4任務(wù)1.2 熟悉嵌入式系統(tǒng)的定義、發(fā)展簡史、分類及特點51.2.1 嵌入式系統(tǒng)的定義51.2.2 嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展簡史71.2.3 嵌入式系統(tǒng)的分類101.2.4 嵌入式系統(tǒng)的特點11任務(wù)1.3 熟悉嵌入式系統(tǒng)的學(xué)習(xí)方法121.3.1 嵌入式系統(tǒng)的學(xué)習(xí)困惑121.3.2 嵌入式系統(tǒng)的知識體系161.3.3 基礎(chǔ)階段的學(xué)習(xí)建議17任務(wù)1.4 掌握以MCU為核心的嵌入式系統(tǒng)組成191.4.1 MCU簡介191.4.2 以MCU為核心的嵌入式測控產(chǎn)品的基本組成20【拓展任務(wù)】22 項目2 閃燈的設(shè)計與實現(xiàn)23任務(wù)2.1 STM32L431硬件 小系統(tǒng)設(shè)計232.1.1 STM32系列MCU簡介232.1.2 ARM Cortex-M4微處理器簡介242.1.3 STM32L431存儲映像、引腳功能與硬件 小系統(tǒng)設(shè)計27任務(wù)2.2 由MCU構(gòu)建通用嵌入式計算機342.2.1 嵌入式終端開發(fā)方式存在的問題與解決辦法342.2.2 提出GEC概念的時機、GEC定義與特點352.2.3 由STM32L431構(gòu)成的GEC37任務(wù)2.3 GPIO底層驅(qū)動構(gòu)件文件的使用412.3.1 GPIO的通用知識412.3.2 STM32L431的GPIO底層驅(qū)動構(gòu)件文件及使用方法43任務(wù)2.4 嵌入式構(gòu)件化設(shè)計及閃燈的實現(xiàn)482.4.1 小燈硬件構(gòu)件的設(shè)計及使用方法482.4.2 嵌入式軟件 小系統(tǒng)492.4.3 閃燈的應(yīng)用層程序設(shè)計及效果測試51【拓展任務(wù)】54項目3 利用UART實現(xiàn)上位機和下位機的通信55任務(wù)3.1 熟知UART的通用知識553.1.1 串行通信的基本概念553.1.2 TTL-USB串口583.1.3 串行通信編程模型59任務(wù)3.2 熟知中斷的通用知識603.2.1 中斷的基本概念603.2.2 中斷的基本過程653.2.3 ARM Cortex-M4的非內(nèi)核模塊中斷編程結(jié)構(gòu)66任務(wù)3.3 UART底層驅(qū)動構(gòu)件的使用673.3.1 STM32L431的UART模塊673.3.2 UART底層驅(qū)動構(gòu)件文件的組成及使用方法68任務(wù)3.4 PC與MCU的串口通信與調(diào)試713.4.1 UART通信的應(yīng)用層程序設(shè)計713.4.2 使用printf函數(shù)輸出數(shù)據(jù)74【拓展任務(wù)】75項目4 利用定時中斷實現(xiàn)頻閃燈和電子時鐘76任務(wù)4.1 利用Timer中斷實現(xiàn)頻閃燈和電子時鐘764.1.1 Timer基本定時底層驅(qū)動構(gòu)件文件的組成及使用方法774.1.2 利用Timer中斷實現(xiàn)頻閃燈和電子時鐘的應(yīng)用層程序設(shè)計79任務(wù)4.2 利用內(nèi)核定時器中斷實現(xiàn)頻閃燈和電子時鐘834.2.1 SysTick定時器底層驅(qū)動構(gòu)件文件組成及使用方法834.2.2 利用SysTick中斷實現(xiàn)頻閃燈和電子時鐘的應(yīng)用層程序設(shè)計84【拓展任務(wù)】86項目5 利用PWM實現(xiàn)小燈亮度控制87任務(wù)5.1 熟知PWM的通用知識875.1.1 PWM的基本概念與技術(shù)指標875.1.2 PWM的應(yīng)用場合90任務(wù)5.2 Timer_PWM底層驅(qū)動構(gòu)件的使用915.2.1 STM32L431的PWM引腳915.2.2 PWM底層驅(qū)動構(gòu)件頭文件及使用方法92任務(wù)5.3 PWM應(yīng)用層程序設(shè)計與測試935.3.1 PWM應(yīng)用層程序設(shè)計935.3.2 PWM應(yīng)用層程序測試95【拓展任務(wù)】95項目6 利用輸入捕捉測量脈沖信號的周期和脈寬96任務(wù)6.1 熟知輸出比較和輸入捕捉的通用知識966.1.1 輸出比較的基本含義、原理和應(yīng)用場合966.1.2 輸入捕捉的基本含義、原理和應(yīng)用場合96任務(wù)6.2 輸出比較和輸入捕捉底層驅(qū)動構(gòu)件的使用976.2.1 STM32L431的輸出比較和輸入捕捉引腳976.2.2 輸出比較底層驅(qū)動構(gòu)件頭文件及使用方法986.2.3 輸入捕捉底層驅(qū)動構(gòu)件頭文件及使用方法100任務(wù)6.3 輸出比較和輸入捕捉功能的應(yīng)用層程序設(shè)計與測試1026.3.1 輸出比較和輸入捕捉應(yīng)用層程序設(shè)計1026.3.2 輸出比較和輸入捕捉應(yīng)用層程序測試105【拓展任務(wù)】105項目7 利用ADC設(shè)計簡易數(shù)字電壓表106 任務(wù)7.1 熟知ADC的通用知識1067.1.1 模擬量、數(shù)字量及模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的基本含義1067.1.2 與A/D轉(zhuǎn)換編程相關(guān)的技術(shù)指標107任務(wù)7.2 ADC底層驅(qū)動構(gòu)件的使用1117.2.1 STM32L431芯片的ADC引腳1117.2.2 ADC底層驅(qū)動構(gòu)件頭文件及使用方法112任務(wù)7.3 簡易數(shù)字電壓表的設(shè)計1147.3.1 簡易數(shù)字電壓表的硬件電路組成和工作原理1147.3.2 ADC應(yīng)用層程序設(shè)計與測試115【拓展任務(wù)】118 項目8 SPI串行通信的實現(xiàn)119任務(wù)8.1 熟知SPI的通用知識1198.1.1 SPI的基本概念1198.1.2 SPI的數(shù)據(jù)傳輸原理和時序120任務(wù)8.2 SPI底層驅(qū)動構(gòu)件的使用1228.2.1 STM32L431的SPI引腳1228.2.2 SPI底層驅(qū)動構(gòu)件頭文件及使用方法123任務(wù)8.3 SPI串行通信的應(yīng)用層程序設(shè)計與測試1268.3.1 SPI串行通信的應(yīng)用層程序設(shè)計1268.3.2 SPI串行通信的應(yīng)用層程序測試128【拓展任務(wù)】129項目9 I2C串行通信的實現(xiàn)130任務(wù)9.1 熟知I2C的通用知識1309.1.1 I2C總線的歷史概況與特點1309.1.2 I2C總線硬件相關(guān)術(shù)語與典型硬件電路1319.1.3 I2C總線數(shù)據(jù)通信協(xié)議132任務(wù)9.2 I2C底層驅(qū)動構(gòu)件的使用1369.2.1 STM32L431的I2C引腳1369.2.2 I2C底層驅(qū)動構(gòu)件頭文件及使用方法137任務(wù)9.3 I2C串行通信的應(yīng)用層程序設(shè)計與測試1409.3.1 I2C串行通信的應(yīng)用層程序設(shè)計1409.3.2 I2C串行通信的應(yīng)用層程序測試143【拓展任務(wù)】144項目10 利用TSC實現(xiàn)觸摸感應(yīng)功能145任務(wù)10.1 熟知觸摸感應(yīng)控制器TSC的通用知識14510.1.1 觸摸感應(yīng)控制器TSC的基本原理14510.1.2 有關(guān)技術(shù)問題進一步說明146任務(wù)10.2 TSC底層驅(qū)動構(gòu)件的使用14710.2.1 STM32L431的TSC框圖和TSC引腳14710.2.2 TSC底層驅(qū)動構(gòu)件頭文件及使用方法148任務(wù)10.3 TSC實現(xiàn)觸摸感應(yīng)功能的應(yīng)用層程序設(shè)計與測試15010.3.1 TSC實現(xiàn)觸摸感應(yīng)功能的應(yīng)用層程序設(shè)計15010.3.2 TSC實現(xiàn)觸摸感應(yīng)功能的應(yīng)用層程序測試154【拓展任務(wù)】154參考文獻 168