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第1章 嵌入式系统概述1

1.1 嵌入式系统简介1

1.1.1 嵌入式系统定义1

1.1.2 嵌入式系统的特点2

1.1.3 嵌入式系统的应用领域3

1.2 嵌入式系统的组成4

1.3 嵌入式处理器5

1.3.1 嵌入式处理器的分类5

1.3.2 嵌入式处理器的选型原则6

1.4 嵌入式操作系统7

1.5 ARM处理器简介10

1.5.1 ARM处理器的进化过程10

1.5.2 ARM处理器的开发工具12

1.6 嵌入式系统的设计方法13

1.6.1 嵌入式系统的总体结构13

1.6.2 嵌入式系统设计过程14

1.6.3 嵌入式系统的软／硬件协同设计技术15

思考与练习16

第2章 ARM Cortex-M3内部结构17

2.1 Cortex-M3简介17

2.2 指令集20

2.3 流水线21

2.4 寄存器组22

2.5 操作模式和特权等级25

2.6 异常、中断和向量表26

2.7 存储器映射29

2.8 调试支持30

思考与练习30

第3章 STM32F1系列微控制器简介31

3.1 基于Cortex-M3内核的STM32F1微控制器概述31

3.2 STM32F1微控制器的系统结构33

3.3 STM32F1微控制器的存储器结构与映射34

3.4 STM32F1微控制器的嵌入式闪存36

3.5 STM32F1微控制器的启动配置37

3.6 STM32F1微控制器的电源控制38

3.7 STM32F1微控制器的复位39

3.8 STM32F1微控制器的调试端口41

思考与练习41

第4章 建立MDK-ARM5.0开发平台42

4.1 MDK-ARM简介42

4.2 CMSIS标准简介44

4.3 STM32标准外设库45

4.4 安装MDK-ARM5.049

4.5 创建工程模板52

思考与练习57

第5章 复位与时钟控制器58

5.1 STM32F103x微控制器时钟模块简介58

5.1.1 HSE时钟60

5.1.2 HSI时钟60

5.1.3 PLL61

5.1.4 LSE时钟61

5.1.5 LSI时钟61

5.1.6 系统时钟的选择62

5.1.7 时钟安全系统62

5.1.8 RTC时钟62

5.1.9 看门狗时钟62

5.1.10 时钟输出62

5.1.11 片上外设时钟63

5.2 RCC库函数说明63

5.2.1 库函数RCC_DeInit65

5.2.2 库函数RCC_HSEConfig65

5.2.3 库函数RCC_WaitForHSEStartUp65

5.2.4 库函数RCC_AdiustHSICalibrationValue66

5.2.5 库函数RCC_HSICmd66

5.2.6 库函数RCC_PLLConfig66

5.2.7 库函数RCC_PLLCmd67

5.2.8 库函数RCC_SYSCLKConfig67

5.2.9 库函数RCC_GetSYSCLKSource68

5.2.10 库函数RCC_HCLKConfig68

5.2.11 库函数RCC_PCLK1Config69

5.2.12 库函数RCC_PCLK2Config69

5.2.13 库函数RCC_ITConfig70

5.2.14 库函数RCC_USBCLKConfig70

5.2.15 库函数RCC_ADCCLKConfig70

5.2.16 库函数RCC_LSEConfig71

5.2.17 库函数RCC_LSICmd71

5.2.18 库函数RCC_RTCCLKConfig72

5.2.19 库函数RCC_RTCCLKCmd72

5.2.20 库函数RCC_GetClocksFreq72

5.2.21 库函数RCC_AHBPeriphClockCmd73

5.2.22 库函数RCC_APB2PeriphClockCmd73

5.2.23 库函数RCC_APB1PeriphClockCmd74

5.2.24 库函数RCC_APB2PeriphResetCmd75

5.2.25 库函数RCC_APB1PeriphResetCmd75

5.2.26 库函数RCC_BackupResetCmd75

5.2.27 库函数RCC_ClockSecuritySystemCmd76

5.2.28 库函数RCC_MCOConfig76

5.2.29 库函数RCC_GetFlagStatus76

5.2.30 库函数RCC_ClearFlag77

5.2.31 库函数RCC_GetITStatus77

5.2.32 库函数RCC_ClearITPendingBit78

5.3 使用RCC库函数建立系统时钟78

5.3.1 建立系统时钟的一般流程78

5.3.2 实例79

思考与练习79

第6章 I/O端口模块81

6.1 概述81

6.2 GPIO库函数说明83

6.2.1 库函数GPIO_DeInit84

6.2.2 库函数GPIO_AFIODeInit84

6.2.3 库函数GPIO_Init84

6.2.4 库函数GPIO_StructInit86

6.2.5 库函数GPIO_ReadInputDataBit86

6.2.6 库函数GPIO_ReadInputData87

6.2.7 库函数GPIO_ReadOutputDataBit87

6.2.8 库函数GPIO_ReadOutputData87

6.2.9 库函数GPIO_SetBits88

6.2.10 库函数GPIO_ResetBits88

6.2.11 库函数GPIO_WriteBit88

6.2.12 库函数GPIO_Write88

6.2.13 库函数GPIO_PinLockConfig89

6.2.14 库函数GPIO_EventOutputConfig89

6.2.15 库函数GPIO_EventOutputCmd90

6.2.16 库函数GPIO_PinRemapConfig90

6.2.17 库函数GPIO_EXTILineConfig91

思考与练习91

第7章 中断和事件92

7.1 嵌套向量中断控制器92

7.2 外部中断／事件控制器95

7.3 NVIC库函数说明96

7.3.1 库函数NVIC_PriorityGroupConfig97

7.3.2 库函数NVIC_Init97

7.3.3 库函数NVIC_SetVectorTable99

7.3.4 库函数NVIC_SystemLPConfig100

7.4 EXTI库函数说明100

7.4.1 库函数EXTI_DeInit101

7.4.2 库函数EXTI_Init101

7.4.3 库函数EXTI_StructInit102

7.4.4 库函数EXTI_GenerateSWInterrupt103

7.4.5 库函数EXTI_GetFlagStatus103

7.4.6 库函数EXTI_ClearFlag103

7.4.7 库函数EXTI_GetITStatus103

7.4.8 库函数EXTI_ClearITPendingBit104

思考与练习104

第8章 系统时基定时器105

8.1 概述105

8.2 SysTick库函数说明106

思考与练习106

第9章 实时时钟和备份寄存器107

9.1 实时时钟简介107

9.2 后备寄存器简介111

9.3 RTC库函数说明112

9.3.1 库函数RTC_ITConfig112

9.3.2 库函数RTC_EnterConfigMode113

9.3.3 库函数RTC_ExitConfigMode113

9.3.4 库函数RTC_GetCounter113

9.3.5 库函数RTC_SetCounter113

9.3.6 库函数RTC_SetPrescaler114

9.3.7 库函数RTC_SetAlarm114

9.3.8 库函数RTC_WaitForLastTask114

9.3.9 库函数RTC_WaitForSynchro114

9.3.10 库函数RTC_GetFlagStatus115

9.3.11 库函数RTC_ClearFlag115

9.3.12 库函数RTC_GetITStatus115

9.3.13 库函数RTC_ClearITPendingBit116

9.4 BKP库函数说明116

9.4.1 库函数BKP_DeInit116

9.4.2 库函数BKP_Init117

9.4.3 库函数BKP_TamperPinCmd117

9.4.4 库函数BKP_ITConfig117

9.4.5 库函数BKP_RTCOutputConfig117

9.4.6 库函数BKP_SetRTCCalibrationValue118

9.4.7 库函数BKP_WriteBackupRegister118

9.4.8 库函数BKP_ReadBackupRegister119

9.4.9 库函数BKP_GetFlagStatus119

9.4.10 库函数BKP_ClearFlag119

9.4.11 库函数BKP_GetITStatus119

9.4.12 库函数BKP_ClearITPendingBit120

思考与练习120

第10章 嵌入式闪存121

10.1 嵌入式闪存简介121

10.1.1 嵌入式闪存的组织方式121

10.1.2 嵌入式闪存的读操作122

10.1.3 嵌入式编程和擦除控制器123

10.2 FLASH库函数说明128

10.2.1 库函数FLASH_SetLatency129

10.2.2 库函数FLASH_HalfCycleAccessCmd129

10.2.3 库函数FLASH_PrefetchBufferCmd130

10.2.4 库函数FLASH_Unlock130

10.2.5 库函数FLASH_Lock130

10.2.6 库函数FLASH_ErasePage130

10.2.7 库函数FLASH_EraseAllPages131

10.2.8 库函数FLASH_EraseOptionBytes131

10.2.9 库函数FLASH_ProgramWord131

10.2.10 库函数FLASH_ProgramHalfWord131

10.2.11 库函数FLASH_ProgramOptionByteData132

10.2.12 库函数FLASH_EnableWriteProtection132

10.2.13 库函数FLASH_ReadOutProtection133

10.2.14 库函数FLASH_UserOptionByteConfig133

10.2.15 库函数FLASH_GetUserOptionByte133

10.2.16 库函数FLASH_GetWriteProtectionOptionByte134

10.2.17 库函数FLASH_GetReadOutProtectionStatus134

10.2.18 库函数FLASH_GetPrefetchBufferStatus134

10.2.19 库函数FLASH_ITConfig134

10.2.20 库函数FLASH_GetFlagStatus135

10.2.21 库函数FLASH_ClearFlag135

10.2.22 库函数FLASH_GetStatus135

10.2.23 库函数FLASH_WaitForLastOperation136

思考与练习136

第11章 USART串口模块137

11.1 USART串口简介137

11.1.1 功能概述138

11.1.2 发送器139

11.1.3 接收器140

11.1.4 产生分数比特率141

11.1.5 多处理器通信142

11.1.6 LIN模式143

11.1.7 USART同步模式143

11.1.8 单线半双工144

11.1.9 智能卡模式145

11.1.10 红外模式146

11.1.11 USART的中断请求147

11.2 USART库函数说明148

11.2.1 库函数USART_DeInit149

11.2.2 库函数USART_Init149

11.2.3 库函数USART_StructInit151

11.2.4 库函数USART_Cmd151

11.2.5 库函数USART_ITConfig151

11.2.6 库函数USART_DMACmd152

11.2.7 库函数USART_SetAddress152

11.2.8 库函数USART_WakeUpConfig152

11.2.9 库函数USART_ReceiverWakeUpCmd153

11.2.10 库函数USART_LINBreakDetectiLengthConfig153

11.2.11 库函数USART_LINCmd153

11.2.12 库函数USART_SendData154

11.2.13 库函数USART_ ReceiveData154

11.2.14 库函数USART_SendBreak154

11.2.15 库函数USART_SetGuardTime154

11.2.16 库函数USART_SetPrescaler155

11.2.17 库函数USART_SmartCardCmd155

11.2.18 库函数USART_SmartCardNackCmd155

11.2.19 库函数USART_HalfDuplexCmd155

11.2.20 库函数USART_IrDAConfig156

11.2.21 库函数USART_IrDACmd156

11.2.22 库函数USART_GetFlagStatus156

11.2.23 库函数USART_ClearFlag157

11.2.24 库函数USART_GetITStatus157

11.2.25 库函数USART_ClearITPendingBit158

思考与练习158

第12章 SPI模块159

12.1 SPI简介159

12.1.1 引脚概述160

12.1.2 数据传输模式161

12.1.3 SPI从模式162

12.1.4 SPI主模式163

12.1.5 状态标志163

12.1.6 利用DMA的SPI通信164

12.1.7 SPI中断164

12.2 SPI库函数说明164

12.2.1 库函数SPI_DeInit165

12.2.2 库函数SPI_Init165

12.2.3 库函数SPI_StructInit167

12.2.4 库函数SPI_Cmd167

12.2.5 库函数SPI_I2S_ITConfig168

12.2.6 库函数SPI_I2S_DMACmd168

12.2.7 库函数SPI_I2S_SendData168

12.2.8 库函数SPI_I2S_ReceiveData169

12.2.9 库函数SPI_NSSIntemalSoftwareConfig169

12.2.10 库函数SPI_SSOutputCmd169

12.2.11 库函数SPI_DataSizeConfig170

12.2.12 库函数SPI_TransmitCRC170

12.2.13 库函数SPI_CalculateCRC170

12.2.14 库函数SPI_GetCRC170

12.2.15 库函数SPI_GetCRCPolynomial171

12.2.16 库函数SPI_BiDirectionalLineConfig171

12.2.17 库函数SPI_I2S_GetFlagStatus171

12.2.18 库函数SPI_I2S_ClearFlag172

12.2.19 库函数SPI_I2S_GetITStatus172

12.2.20 库函数SPI_I2S_ClearITPendingBit172

思考与练习173

第13章 I2C模块174

13.1 I2C简介174

13.1.1 功能描述175

13.1.2 I2C从模式176

13.1.3 I2C主模式177

13.1.4 错误条件179

13.1.5 SDA/SCL线控制180

13.1.6 DMA请求180

13.1.7 I2C的中断181

13.2 I2C库函数说明182

13.2.1 库函数I2C_DeInit183

13.2.2 库函数I2C_Init183

13.2.3 库函数I2C_StructInit184

13.2.4 库函数I2C_Cmd185

13.2.5 库函数I2C_ITConfig185

13.2.6 库函数I2C_DMACmd186

13.2.7 库函数I2C_SendData186

13.2.8 库函数I2C_ReceiveData186

13.2.9 库函数I2C_DMALastTransferCmd186

13.2.10 库函数I2C_GenerateSTART187

13.2.11 库函数I2C_GenerateSTOP187

13.2.12 库函数I2C_AcknowledgeConfig187

13.2.13 库函数I2C_OwnAddress2Config187

13.2.14 库函数I2C_DualAddressCmd188

13.2.15 库函数I2C_GeneralCallCmd188

13.2.16 库函数I2C_Send7bitAddress188

13.2.17 库函数I2C_ReadRegister189

13.2.18 库函数I2C_SoftwareResetCmd189

13.2.19 库函数I2C_SMBusAlertConfig189

13.2.20 库函数I2C_TransmitPEC190

13.2.21 库函数I2C_PECPositionConfig190

13.2.22 库函数I2C_CalculatePEC190

13.2.23 库函数I2C_GetPEC190

13.2.24 库函数I2C_ARPCmd191

13.2.25 库函数I2C_StretchClockCmd191

13.2.26 库函数I2C_FastModeDutyCycleConfig191

13.2.27 库函数I2C_GetLastEvent191

13.2.28 库函数I2C_CheckEvent192

13.2.29 库函数I2C_GetFlagStatus192

13.2.30 库函数I2C_ClearFlag193

13.2.31 库函数I2C_ GetITStatus193

13.2.32 库函数I2C_ClearITPendingBit194

思考与练习194

第14章 DMA控制器195

14.1 DMA简介195

14.2 DMA库函数说明199

14.2.1 库函数DMA_DeInit200

14.2.2 库函数DMA_Init200

14.2.3 库函数DMA_StructInit201

14.2.4 库函数DMA_Cmd202

14.2.5 库函数DMA_ITConfig202

14.2.6 库函数DMA_GetCurrDataCounte203

14.2.7 库函数DMA_GetFlagStatus203

14.2.8 库函数DMA_ClearFlag203

14.2.9 库函数DMA_GetITStatus203

14.2.10 库函数DMA_ClearITPendingBit204

思考与练习204

第15章 FSMC模块205

15.1 FSMC简介205

15.2 与非总线复用模式的异步16位NOR闪存接口207

15.2.1 FSMC的配置207

15.2.2 时序计算209

15.2.3 硬件连接210

15.2.4 从外部NOR闪存存储器执行代码211

15.3 与非总线复用的16位SRAM接口211

15.3.1 FSMC配置211

15.3.2 时序计算212

15.3.3 硬件连接213

15.4 与8位的NAND闪存存储器接口213

15.4.1 FSMC配置213

15.4.2 时序计算215

15.4.3 硬件连接217

15.4.4 错误校验码计算217

15.5 FSMC库函数说明218

思考与练习219

第16章 模数转换器模块220

16.1 ADC简介220

16.1.1 功能描述221

16.1.2 自校准223

16.1.3 可编程的采样时间224

16.1.4 外部触发转换224

16.1.5 双ADC模式225

16.1.6 温度传感器226

16.1.7 ADC的中断事件227

16.2 ADC库函数说明227

16.2.1 库函数ADC_DeInit228

16.2.2 库函数ADC_Init228

16.2.3 库函数ADCS_tructInit230

16.2.4 库函数ADC_Cmd231

16.2.5 库函数ADC_ITConfig231

16.2.6 库函数ADC_DMACmd231

16.2.7 库函数ADC_ResetCalibration232

16.2.8 库函数ADC_GetResetCalibrationStatus232

16.2.9 库函数ADC_StartCalibration232

16.2.10 库函数ADC_GetCalibrationStatus233

16.2.11 库函数ADC_SoftwareStartConvCmd233

16.2.12 库函数ADC_GetSoftwareStartConvStatus233

16.2.13 库函数ADC_DiscModeChannelCountConfig233

16.2.14 库函数ADC_DiscModeCmd234

16.2.15 库函数ADC_RegularChannelConfig234

16.2.16 库函数ADC_ExternalTrigConvConfig235

16.2.17 库函数ADC_GetConversionValue235

16.2.18 库函数ADC_GetDuelModeConversionValue235

16.2.19 库函数ADC_AutoInjectedConvCmd236

16.2.20 库函数ADC_InjectedDiscModeCmd236

16.2.21 库函数ADC_ExternalTrigInjectedConvConfig236

16.2.22 库函数ADC_ExternalTrigInjectedConvCmd237

16.2.23 库函数ADC_SoftwareStartinjectedConvCmd237

16.2.24 库函数ADC_GetsoftwareStartinjectedConvStatus237

16.2.25 库函数ADC_InjectedChannleConfig238

16.2.26 库函数ADC_InjectedSequencerLengthConfig238

16.2.27 库函数ADC_SetInjectedOffset238

16.2.28 库函数ADC_GetIniectedConversionValue239

16.2.29 库函数ADC_AnalogWatchdogCmd239

16.2.30 库函数ADC_AnalogWatchdongThresholdsConfig239

16.2.31 库函数ADC_AnalogWatchdongSingleChannelConfig240

16.2.32 库函数ADC_TampSensorVrefintCmd240

16.2.33 库函数ADC_GetFlagStatus240

16.2.34 库函数ADC_ClearFlag241

16.2.35 库函数ADC_GetITStatus241

16.2.36 库函数ADC_ClearITPendingBit241

思考与练习241

第17章 定时器模块243

17.1 TIM简介243

17.1.1 计数功能244

17.1.2 时钟选择248

17.1.3 捕获／比较通道250

17.1.4 定时器同步261

17.2 TIM库函数说明265

17.2.1 库函数TIM_DeInit268

17.2.2 库函数TIM_TimeBaseInit268

17.2.3 库函数TIM_OClInit269

17.2.4 库函数TIM_ICInit270

17.2.5 库函数TIM_BDTRConfig271

17.2.6 库函数TIM_TimeBaseStructInit272

17.2.7 库函数TIM_OCStructInit273

17.2.8 库函数TIM_ICStructInit273

17.2.9 库函数TIM_BDTRStructInit274

17.2.10 库函数TIM_Cmd274

17.2.11 库函数TIM_ITConfig274

17.2.12 库函数TIM_GenerateEvent275

17.2.13 库函数TIM_DMAConfig275

17.2.14 库函数TIM_DMACmd276

17.2.15 库函数TIM_InternalClockConfig277

17.2.16 库函数TIM_ITRxExternalClockConfig277

17.2.17 库函数TIM_TIxExternalClockConfig278

17.2.18 库函数TIM_ETRClockMode1Config278

17.2.19 库函数TIM_ETRClockMode2Config279

17.2.20 库函数TIM_ETRConfig279

17.2.21 库函数TIM_SelectInputTrigger279

17.2.22 库函数TIM_PrescalerConfig280

17.2.23 库函数TIM_CounterModeConfig280

17.2.24 库函数TIM_ForcedOClConfig281

17.2.25 库函数TIM_ARRPreloadConfig281

17.2.26 库函数TIM_SelectCOM281

17.2.27 库函数TIM_SelectCCDMA281

17.2.28 库函数TIM_CCPreloadControl282

17.2.29 库函数TIM_OClPreloadConfig282

17.2.30 库函数TIM_OClFastConfig282

17.2.31 库函数TIM_ClearOClRef283

17.2.32 库函数TIM_UpdateDisableConfig283

17.2.33 库函数TIM_EncoderInterfaceConfig283

17.2.34 库函数TIM_OClPolarityConfig284

17.2.35 库函数TIM_OClNPolarityConfig284

17.2.36 库函数TIM_CCxCmd284

17.2.37 库函数TIM_CCxNCmd285

17.2.38 库函数TIM_SelectOCxM285

17.2.39 库函数TIM_UpdateRequestConfig285

17.2.40 库函数TIM_SelectHallSensor286

17.2.41 库函数TIM_SelectOnePulseMode286

17.2.42 库函数TIM_SelectOutputTrigger286

17.2.43 库函数TIM_SelectSlaveMode287

17.2.44 库函数TIM_SelectMasterSlaveMode288

17.2.45 库函数TIM_SetAutoreload288

17.2.46 库函数TIM_SetComparel288

17.2.47 库函数TIM_SetIClPrescaler288

17.2.48 库函数TIM_SetClockDivision289

17.2.49 库函数TIM_GetCapturel289

17.2.50 库函数TIM_GetCounter289

17.2.51 库函数TIM_GetPrescaler289

17.2.52 库函数TIM_GetFlagStatus290

17.2.53 库函数TIM_ClearFlag290

17.2.54 库函数TIM_GetITStatus291

17.2.55 库函数TIM_ClearITPendingBit291

思考与练习291

第18章 看门狗模块292

18.1 独立看门狗简介292

18.2 窗口看门狗简介293

18.3 IWDG库函数说明295

18.3.1 库函数IWDG_WriteAccessCmd295

18.3.2 库函数IWDG_SetPrescaler296

18.3.3 库函数IWDG_SetReload296

18.3.4 库函数IWDG_ReloadCounter296

18.3.5 库函数IWDG_Enable296

18.3.6 库函数IWDG_GetFlagStatus297

18.4 WWDG库函数说明297

18.4.1 库函数WWDG_DeInit297

18.4.2 库函数WWDG_SetPrescaler297

18.4.3 库函数WWDG_SetWindowValue298

18.4.4 库函数WWDG_EnableIT298

18.4.5 库函数WWDG_SetCounter298

18.4.6 库函数WWDG_Enable298

思考与练习299

第19章 μC/OS-Ⅱ操作系统概述300

19.1 μC/OS-Ⅱ简介300

19.2 实时系统概念300

19.2.1 前后台系统301

19.2.2 代码的临界段301

19.2.3 任务301

19.2.4 内核302

19.2.5 调度303

19.2.6 可重入型303

19.2.7 不可剥夺型内核303

19.2.8 可剥夺型内核303

19.2.9 时间片轮番调度法304

19.2.10 任务优先级304

19.2.11 死锁304

19.2.12 同步304

19.2.13 任务间的通信305

19.2.14 时钟节拍305

19.2.15 临界段306

19.3 内核结构306

19.3.1 任务控制块306

19.3.2 任务调度307

19.3.3 给调度器上锁和开锁307

19.3.4 空闲任务308

19.3.5 统计任务308

19.3.6 μC/OS中的中断处理308

19.3.7 时钟节拍309

19.3.8 μC/OS-Ⅱ初始化与启动309

思考与练习309

第20章 任务管理与通信310

20.1 任务管理310

20.1.1 建立任务311

20.1.2 任务堆栈311

20.1.3 删除任务311

20.1.4 请求删除任务312

20.1.5 改变任务的优先级312

20.1.6 挂起任务313

20.1.7 恢复任务313

20.2 任务之间的通信313

20.2.1 事件控制块313

20.2.2 信号量315

20.2.3 邮箱316

20.2.4 消息队列318

思考与练习320

第21章 时间管理和内存管理321

21.1 时间管理321

21.1.1 任务延时函数321

21.1.2 按时分秒延时函数322

21.1.3 让处在延时期的任务结束延时322

21.1.4 系统时间322

21.2 内存管理323

21.2.1 内存控制块323

21.2.2 建立一个内存分区323

21.2.3 分配一个内存块324

21.2.4 释放一个内存块324

21.2.5 查询一个内存分区的状态324

21.2.6 等待一个内存块325

思考与练习325

参考文献326