ARM嵌入式開發實例：基於STM32的系統設計（簡體書）

《嵌入式應用技術叢書：ARM嵌入式開發實例．基於STM32的系統設計》以STM32F103XX芯片為例，對車載ARM嵌入式系統進行了詳細的介紹。全書共8章，按內容講解的難度不同劃分為3篇：基礎篇主要介紹有關車載ARM嵌入式系統的基礎知識，包括STM32F103XX芯片的系統資源、工作平臺、基本語法指令等內容。提高篇主要介紹ARM嵌入式系統在實際工程項目中的初步應用，從GPIO接口模塊、ADC模數轉換模塊、TIMER定時器等方面進行詳細介紹，並著重分析了ARM嵌入式系統硬件資源的使用。綜合篇主要是對前兩篇所有基礎知識的總結和應用，著重介紹ARM嵌入式系統在車輛中的應用，並給出了相應的程序設計代碼。

肖廣兵，男，大學教師，國家軟件設計師（原高級程序員），曾獲汽車工程學會科普優秀獎，2011汽車電子先進技術研討會優秀論文二等獎。

《ARM嵌入式開發實例:基于STM32的系統設計》以STM32F103XX芯片硬件資源環境和Keil Vision for ARM為依托，介紹了車載ARM嵌入式系統的設計方法，包括ARM芯片的體系結構、ARM指令系統、ARM內部資源、程序設計方法，以及各個功能模塊的使用和綜合應用系統的開發方法和實例。

基礎篇
第1章初識ARM嵌入式系統
1.1ARM嵌入式系統簡介
1.1.1ARM嵌入式的發展歷程及其應用
1.1.2ARM嵌入式的性能特性
1.1.3ARM嵌入式系統的開發要點
1.1.4常用車載ARM嵌入式芯片STM32F103XX
1.2ARM嵌入式系統的開發環境
1.2.1KeilMDK簡介
1.2.2KeilMDK開發步驟
1.3ARM嵌入式系統的硬件構成
1.3.1ARM嵌入式處理器結構
1.3.2ARM嵌入式處理器中的指令
1.3.3ARM硬件配置
1.4ARM嵌入式系統開發實例——車載嵌入式芯片STM32F103XX
1.4.1系統資源與性能參數
1.4.2系統硬件設計
1.4.3系統外圍接口

第2章ARM指令系統
2.1ARM指令系統簡介
2.1.1ARM匯編語言的基本語法
2.1.2ARM彙編指令中的後綴
2.1.3ARM彙編指令的書寫格式
2.2ARM指令集的基本概念
2.2.1ARM指令的基本格式
2.2.2ARM指令中的條件執行
2.2.3ARM指令中的S標誌
2.3ARM指令集的類型
2.3.1跳轉指令
2.3.2算術運算指令
2.3.3邏輯運算指令
2.3.4存儲器訪問指令
2.3.5數據傳送指令
2.3.6協處理器指令
2.3.7異常中斷產生指令
2.3.8ARM指令小結
2.4Thumb指令集
2.4.1Thumb指令的基本概念
2.4.2Thumb指令集的結構
2.4.3Thumb狀態下的寄存器
2.4.4Thumb指令集的類型
2.4.5Thumb指令小結

第3章STM32技術基礎
3.1STM32F103XX系統簡介
3.1.1STM32F103XX系列處理器芯片
3.1.2STM32F103XX器件信息
3.2STM32F103XX引腳信息
3.3STM32F103XX的內部結構
3.3.1STM32F103XX芯片總體結構
3.3.2STM32F103XX片上Flash程序存儲器
3.3.3STM32F103XX片內靜態RAM
3.4STM32F103XX存儲器映射
3.4.1存儲系統中的大/小端配置
3.4.2系統存儲器的映射
3.4.3系統存儲器的訪問屬性
3.4.4系統存儲器的地址重映射
3.4.5系統存儲中止的異常
3.5STM32F103XX的系統控制模塊
3.5.1晶體振盪器
3.5.2外部中斷輸入
3.5.3系統的啟動模式
3.5.4系統鎖相環PLL
3.5.5系統休眠與低功耗
3.5.6系統複位
3.5.7系統時鐘分頻
3.5.8系統掉電檢測與控制
3.6STM32F103XX向量中斷控制器
3.6.1中斷的概念與類型
3.6.2外部中斷/事件控制器的特點與結構
3.6.3EXTI的寄存器
3.6.4中斷的處理過程

提高篇
第4章STM32F103XX程序設計
4.1STM32F103XX處理器的匯編程序開發框架
4.1.1ARM匯編語言中的代碼程序段
4.1.2ARM匯編語言中的數據程序段
4.1.3ARM匯編語言中的宏定義
4.1.4ARM匯編語言中的符號數據
4.2STM32F103XX處理器的數據操作
4.2.1C語言中的數據類型
4.2.2C語言中數據的輸入/輸出格式
4.2.3C語言中變量和常量
4.2.4C語言中的整型數據
4.2.5C語言中的實型數據
4.2.6C語言中的字符型數據
4.2.7C語言中的字符串常量
4.2.8不同類型數據之間的混合運算
4.3STM32F103XX處理器的數據運算
4.3.1ARM程序代碼中的算術運算符
4.3.2算術運算符的優先級和結合性
4.3.3數據類型的強制轉換
4.3.4自增與自減操作
4.3.5賦值運算符和賦值表達式
4.3.6逗號運算符
4.4STM32F103XX的流程控制語句
4.4.1ARM中的if條件判斷語句
4.4.2ARM中的switch分支選擇語句
4.4.3ARM中的循環控制語句

第5章STM32F103XX功能模塊1
5.1ARM處理器的選型與功能模塊
5.1.1ARM處理器的性能參數
5.1.2ARM處理器的外部接口
5.1.3ARM處理器的芯片封裝
5.1.4STM32F103XX系列ARM處理器
5.2GPIO接口模塊
5.2.1GPIO引腳特性
5.2.2GPIO引腳描述
5.2.3GPIO引腳函數庫
5.2.4GPIO的硬件電路
5.2.5基礎實驗一：汽車安全帶報警指示燈與蜂鳴器實驗
5.3ADC模數轉換模塊
5.3.1ADC特性
5.3.2ADC引腳的描述
5.3.3ADC庫函數
5.3.4ADC硬件電路
5.3.5基礎實驗二：汽車發動機水溫測量系統實驗
5.4EXTI中斷模塊
5.4.1外部中斷/事件的分類
5.4.2外部中斷/事件的結構
5.4.3外部中斷/事件的執行順序與嵌套
5.4.4外部中斷/事件的選擇
5.4.5外部中斷/事件庫函數
5.4.6外部中斷/事件硬件電路
5.4.7基礎實驗三：汽車緊急制動實驗
5.5高級控制定時器TIM1
5.5.1TIM1的結構特性
5.5.2TIM1的功能
5.5.3TIM1的控制寄存器
5.5.4TIM1庫函數的功能說明
5.5.5基礎實驗四：PWM驅動汽車燈光照明實驗
5.6通用定時器TIMx
5.6.1TIMx的結構特性
5.6.2TIMx的功能
5.6.3TIMx的控制寄存器
5.6.4基礎實驗五：汽車輪胎壓力檢測實驗

第6章STM32F103XX功能模塊2
6.1實時時鐘模塊
6.1.1RTC實時時鐘的功能特性
6.1.2RTC實時時鐘的結構
6.1.3RTC寄存器的操作方式
6.1.4RTC實時時鐘的寄存器
6.1.5RTC實時時鐘的庫函數
6.1.6基礎實驗一：車載時鐘與電子日曆
6.2看門狗WatchDog模塊
6.2.1STM32系列處理器中的看門狗
6.2.2獨立看門狗的功能特性
6.2.3獨立看門狗的寄存器
6.2.4獨立看門狗的庫函數
6.2.5窗口看門狗的功能特性
6.2.6窗口看門狗的寄存器
6.2.7窗口看門狗的庫函數
6.2.8基礎實驗二：基於秒中斷的新能源汽車電池SOC值的檢測實驗
6.3USART串口通信模塊
6.3.1USART的功能特性
6.3.2USART的字符描述
6.3.3USART的發送器
6.3.4USART的接收器
6.3.5USART的中斷請求
6.3.6USART的寄存器
6.3.7USART的庫函數
6.3.8基礎實驗三：汽車輪速檢測實驗
6.4CAN通信模塊
6.4.1CAN的功能結構
6.4.2CAN的運行模式
6.4.3CAN的功能描述
6.4.4CAN的寄存器
6.4.5CAN的庫函數
6.4.6基礎實驗四：基於CAN通信的車載電動機冷控實驗

綜合篇
第7章STM32F103XX內部資源的C編程實例
7.1基於STM32F103XX的車載溫/濕度檢測儀的設計
7.1.1項目內容的概述
7.1.2項目需求分析
7.2系統硬件電路設計
7.2.1系統電源設計
7.2.2傳感電路及運放電路的設計
7.2.3DS18B20數字式溫度傳感器的電路設計
7.2.4SHTXX數字式濕度傳感器的電路設計
7.2.5串口通信與BOOT啟動電路的設計
7.2.6人機交互界面
7.3系統軟件工程的設計

第8章STM32F103XX外部接口的C編程實例
8.1基於TFT觸摸屏的汽車故障在線檢測診斷教學平臺設計
8.1.1項目內容概述
8.1.2項目需求分析
8.2系統硬件電路設計
8.2.1系統電源設計
8.2.2系統邏輯控制電路設計
8.2.3TFTLCD觸摸屏電路設計
8.2.4串口通信電路與JTAG電路
8.3系統軟件工程設計
……

6.1 實時時鐘模塊
在STM32F103XX系列ARM處理器中，芯片集成了實時時鐘RTC和相應的后備寄存器。實時時鐘RTC和后備寄存器通過同一個電源開關供電，在系統電源VDD有效時開關選通VDD供電，否則電源開關會選通VBAT引腳進行供電。
需要說明的是，實時時鐘RTC的后備寄存器由10個16位的寄存器組成，可以用于在系統關閉VDD供電時保存20字節的用戶應用數據。一般情況下，實時時鐘RTC和后備寄存器之中的數據不會被系統復位或電源復位而清除。同樣，當處理器從待機模式被喚醒時，寄存器中的數據仍然不會被復位。
與定時器／計數器的基本工作原理類似，實時時鐘RTC具有一組可以連續運行的計數器。甚至，用戶還可以通過適當的軟件方式獲得日歷時鐘功能，包括鬧鐘中斷和階段性中斷功能。
通常情況下，在STM32F103XX系列ARM處理器中，實時時鐘RTC的驅動時鐘建議使用的是32.768kHz的外部晶體振蕩器。除此之外，用戶還可以使用芯片內部低功耗RC振蕩器或對高速外部時鐘進行128分頻。通常而言，采用32.768kHz的外部晶體振蕩器作為實時時鐘RTC的驅動時鐘，可以得到較高的時鐘準確度。采用內部RC振蕩器或外部分頻時鐘則在時鐘精度上有所缺失。由于內部低功耗RC振蕩器的典型頻率為40kHz，為了補償時鐘精度上的誤差，用戶需要通過輸出一個512Hz的時鐘信號對RTC實時時鐘進行校準。
RTC實時時鐘具有一個32位的可編程計數器，用戶可以通過使用比較寄存器進行長時間的測量。在STM32F103XX系列ARM處理器中，芯片集成了一個20位的預分頻器用于時基時鐘。在默認情況下，用戶使用32.768kHz的時鐘信號進行驅動時，將產生一個1s長的時間基準。
6.1.1 RTC實時時鐘的功能特性
在STM32F103XX系列ARM處理器中，實時時鐘RTC是一個獨立的定時器，且RTC模塊具有一組可以連續計數的計數器。用戶可以使用相應的軟件配置，實現RTC的時鐘日歷功能。同樣，用戶也可以通過修改實時時鐘計數器的數值，以重新設置系統當前的時間和日期。
RTC模塊和時鐘配置系統，即RCC_BDCR寄存器處于實時時鐘的后備區域。在系統復位或芯片從待機模式喚醒后，RTC的基本參數設置和時間參數均保持不變。需要提醒用戶注意的是，在系統發生復位操作后，系統對實時時鐘RTC的后備寄存器和RTC的訪問將被禁止。這樣可以防止用戶對后備區域（BKP）數據的意外寫操作。用戶需要通過以下操作實現對后備寄存器和RTC時鐘的訪問。