嵌入式技術(shù)基礎(chǔ)與實(shí)踐項(xiàng)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(xiàng)目1 初識(shí)嵌入式系統(tǒng)1任務(wù)1.1 運(yùn)行硬件系統(tǒng)11.1.1 實(shí)踐體系簡(jiǎn)介11.1.2 編譯、下載與運(yùn)行 個(gè)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(jiǎn)史、分類及特點(diǎn)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(jiǎn)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(diǎn)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(shí)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(jiǎn)介191.4.2 以MCU為核心的嵌入式測(cè)控產(chǎn)品的基本組成20【拓展任務(wù)】22 項(xiàng)目2 閃燈的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)23任務(wù)2.1 STM32L431硬件 小系統(tǒng)設(shè)計(jì)232.1.1 STM32系列MCU簡(jiǎn)介232.1.2 ARM Cortex-M4微處理器簡(jiǎn)介242.1.3 STM32L431存儲(chǔ)映像、引腳功能與硬件 小系統(tǒng)設(shè)計(jì)27任務(wù)2.2 由MCU構(gòu)建通用嵌入式計(jì)算機(jī)342.2.1 嵌入式終端開(kāi)發(fā)方式存在的問(wèn)題與解決辦法342.2.2 提出GEC概念的時(shí)機(jī)、GEC定義與特點(diǎn)352.2.3 由STM32L431構(gòu)成的GEC37任務(wù)2.3 GPIO底層驅(qū)動(dòng)構(gòu)件文件的使用412.3.1 GPIO的通用知識(shí)412.3.2 STM32L431的GPIO底層驅(qū)動(dòng)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(jì)及閃燈的實(shí)現(xiàn)482.4.1 小燈硬件構(gòu)件的設(shè)計(jì)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(jì)及效果測(cè)試51【拓展任務(wù)】54項(xiàng)目3 利用UART實(shí)現(xiàn)上位機(jī)和下位機(jī)的通信55任務(wù)3.1 熟知UART的通用知識(shí)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(shí)603.2.1 中斷的基本概念603.2.2 中斷的基本過(guò)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(dòng)構(gòu)件的使用673.3.1 STM32L431的UART模塊673.3.2 UART底層驅(qū)動(dòng)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(jì)713.4.2 使用printf函數(shù)輸出數(shù)據(jù)74【拓展任務(wù)】75項(xiàng)目4 利用定時(shí)中斷實(shí)現(xiàn)頻閃燈和電子時(shí)鐘76任務(wù)4.1 利用Timer中斷實(shí)現(xiàn)頻閃燈和電子時(shí)鐘764.1.1 Timer基本定時(shí)底層驅(qū)動(dòng)構(gòu)件文件的組成及使用方法774.1.2 利用Timer中斷實(shí)現(xiàn)頻閃燈和電子時(shí)鐘的應(yīng)用層程序設(shè)計(jì)79任務(wù)4.2 利用內(nèi)核定時(shí)器中斷實(shí)現(xiàn)頻閃燈和電子時(shí)鐘834.2.1 SysTick定時(shí)器底層驅(qū)動(dòng)構(gòu)件文件組成及使用方法834.2.2 利用SysTick中斷實(shí)現(xiàn)頻閃燈和電子時(shí)鐘的應(yīng)用層程序設(shè)計(jì)84【拓展任務(wù)】86項(xiàng)目5 利用PWM實(shí)現(xiàn)小燈亮度控制87任務(wù)5.1 熟知PWM的通用知識(shí)875.1.1 PWM的基本概念與技術(shù)指標(biāo)875.1.2 PWM的應(yīng)用場(chǎng)合90任務(wù)5.2 Timer_PWM底層驅(qū)動(dòng)構(gòu)件的使用915.2.1 STM32L431的PWM引腳915.2.2 PWM底層驅(qū)動(dòng)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(jì)與測(cè)試935.3.1 PWM應(yīng)用層程序設(shè)計(jì)935.3.2 PWM應(yīng)用層程序測(cè)試95【拓展任務(wù)】95項(xiàng)目6 利用輸入捕捉測(cè)量脈沖信號(hào)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(shí)966.1.1 輸出比較的基本含義、原理和應(yīng)用場(chǎng)合966.1.2 輸入捕捉的基本含義、原理和應(yīng)用場(chǎng)合96任務(wù)6.2 輸出比較和輸入捕捉底層驅(qū)動(dòng)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(dòng)構(gòu)件頭文件及使用方法986.2.3 輸入捕捉底層驅(qū)動(dòng)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(jì)與測(cè)試1026.3.1 輸出比較和輸入捕捉應(yīng)用層程序設(shè)計(jì)1026.3.2 輸出比較和輸入捕捉應(yīng)用層程序測(cè)試105【拓展任務(wù)】105項(xiàng)目7 利用ADC設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易數(shù)字電壓表106 任務(wù)7.1 熟知ADC的通用知識(shí)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(biāo)107任務(wù)7.2 ADC底層驅(qū)動(dòng)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(dòng)構(gòu)件頭文件及使用方法112任務(wù)7.3 簡(jiǎn)易數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì)1147.3.1 簡(jiǎn)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(jì)與測(cè)試115【拓展任務(wù)】118 項(xiàng)目8 SPI串行通信的實(shí)現(xiàn)119任務(wù)8.1 熟知SPI的通用知識(shí)1198.1.1 SPI的基本概念1198.1.2 SPI的數(shù)據(jù)傳輸原理和時(shí)序120任務(wù)8.2 SPI底層驅(qū)動(dòng)構(gòu)件的使用1228.2.1 STM32L431的SPI引腳1228.2.2 SPI底層驅(qū)動(dòng)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(jì)與測(cè)試1268.3.1 SPI串行通信的應(yīng)用層程序設(shè)計(jì)1268.3.2 SPI串行通信的應(yīng)用層程序測(cè)試128【拓展任務(wù)】129項(xiàng)目9 I2C串行通信的實(shí)現(xiàn)130任務(wù)9.1 熟知I2C的通用知識(shí)1309.1.1 I2C總線的歷史概況與特點(diǎn)1309.1.2 I2C總線硬件相關(guān)術(shù)語(yǔ)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(dòng)構(gòu)件的使用1369.2.1 STM32L431的I2C引腳1369.2.2 I2C底層驅(qū)動(dòng)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(jì)與測(cè)試1409.3.1 I2C串行通信的應(yīng)用層程序設(shè)計(jì)1409.3.2 I2C串行通信的應(yīng)用層程序測(cè)試143【拓展任務(wù)】144項(xiàng)目10 利用TSC實(shí)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(shí)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(wèn)題進(jìn)一步說(shuō)明146任務(wù)10.2 TSC底層驅(qū)動(dòng)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(dòng)構(gòu)件頭文件及使用方法148任務(wù)10.3 TSC實(shí)現(xiàn)觸摸感應(yīng)功能的應(yīng)用層程序設(shè)計(jì)與測(cè)試15010.3.1 TSC實(shí)現(xiàn)觸摸感應(yīng)功能的應(yīng)用層程序設(shè)計(jì)15010.3.2 TSC實(shí)現(xiàn)觸摸感應(yīng)功能的應(yīng)用層程序測(cè)試154【拓展任務(wù)】154參考文獻(xiàn) 168