清华大学出版社

本书旨在传承51经典，发扬ARM长处，助推MCU升级； 以学生认知过程为导向组织教材内容，采取项目引领，全案例讲解的方式，着重培养学生实践应用能力。本书详细阐述了基于ARM CortexM3内核的STM32F103微控制器嵌入式系统硬件设计方法和软件开发技术。 全书共有15章，划分为3部分： 第1部分（第1~3章）为系统平台模块，讲述嵌入式系统定义、开发板硬件平台和工程模板创建； 第2部分（第4~9章）为基本外设模块，分别对STM32嵌入式系统最常用外设模块进行介绍，包括GPIO、中断、定时器、PWM和嵌入式系统接口技术； 第3部分（第10~15章）为扩展外设模块，分别对STM32嵌入式系统高级外设模块进行介绍，包括USART、SPI、OLED、ADC、IIC、EEPROM和RTC等。 本书适合作为高等院校计算机、自动化、电子信息、机电一体化、物联网等专业高年级本科生或研究生嵌入式相关课程的教材，同时可供从事嵌入式开发的技术和研究人员参考。

前言 “青山遮不住，毕竟东流去”，虽然我们对经典的8位单片机（如MCS51）、16位单片机（如MSP430）积累了大量的技术资料，用起来得心应手。但是单片机复杂的指令、较低的主频、有限的存储空间、极少的片上外设，使其在面对复杂应用时，捉襟见肘，难以胜任。虽然8位、16位单片机的应用不会就此结束，但可以肯定的是32位处理器时代已经到来，32位处理器性能得到了显著提升，片上资源更加丰富，功能也越来越复杂和完善。 选题背景 在这个大环境下，ARM CortexM3处理器诞生了！由于采用了最新的设计技术，它的内核逻辑门数更低，性能却更强。许多曾经只能求助于高级32位处理器或DSP的软件设计，都能在CortexM3上运行得更快。 基于ARM的嵌入式系统因为功能复杂、芯片系列多、开发模式各异，使其不仅难教而且难学。但是由于各行各业对控制器能力的要求“得寸进尺”，而32位嵌入式系统性价比不断提高，促使笔者下定决心转型，经过几年的努力，笔者成功转型ARM嵌入式开发。 回想学习和教学过程，有几点经验要和大家分享： 一是要选择一个合适的内核，ARM嵌入式处理器无疑是主流产品，市场占有率相当高； 二是要选择合适的基于ARM内核微控制器，目前意法半导体公司(ST Microelectronics)推出的32位CortexM内核的MCU产品市场占有率很高，技术资料全面，官方固件库易学易用（基于上述两点，本书主要讲述的是目前被广泛使用的基于CortexM3内核的STM32F103微控制器）； 三是要选择一本合适的教材，笔者认为一本好的嵌入式教材应该具有由浅入深，循序渐进，理论够用，注重实践，共性和个性兼顾等特点，既能较为系统地介绍嵌入式系统的基本概念和原理，又能指导初学者在实际软硬件环境中进行开发实践。 主要内容 针对上述情况，笔者根据多年的嵌入式系统教学和开发经验，试图做到内容循序渐进，理论与实践并重，共性与个性兼顾，将嵌入式系统的理论知识和基于ARM CortexM3内核的STM32F103微控制器的实际开发相结合，编写了本书。 全书共有15章，划分为3部分。 第1部分（第1~3章）为系统平台模块。第1章介绍了嵌入式系统定义、ARM内核，以及基于ARM CortexM3内核的STM32微控制器。第2章对STM32嵌入式开发板硬件平台各模块进行详细介绍。第3章介绍Keil MDK软件并进行工程模板创建。 第2部分（第4~9章）为基本外设模块，分别对STM32嵌入式系统最常用外设模块进行介绍。第4章讲解通用目的输入输出口。第5章讲解LED流水灯与SysTick定时器。第6章讲解按键输入与蜂鸣器。第7章讲解数码管动态显示。第8章讲解中断系统与基本应用。第9章讲解定时器与脉冲宽度调制。 第3部分（第10~15章）为扩展外设模块，分别对STM32嵌入式系统高级外设模块进行介绍。第10章讲解串行通信接口USART。第11章讲解SPI与OLED显示屏。第12章讲解模拟数字转换器。第13章讲解直接存储器访问。第14章讲解I2C接口与EEPROM存储器。第15章讲解RTC时钟与BKP寄存器。 无论是基本外设模块，还是扩展外设模块，从第4章开始到第15章结束，每一章都先对模块所涉及的理论知识进行讲解，然后引入项目实例，给出项目实施的具体步骤，项目可以在课堂上完成。整个教学理论与实践一体，学中做，做中学。 本书的特色和价值 (1) 以学生认知过程为导向设计教材逻辑结构、组织教材章节内容。全书先硬件后软件，由浅入深； 遵循理论够用、重在实践、容易上手的原则，培养学习兴趣，激发学习动力。 (2) 采取项目引领，任务驱动的方式，强调教、学、做一体，注重学生工程实践能力的培养。对每一个典型外设模块，在简明扼要阐述原理的基础上，围绕其应用，均以完整案例的形式讨论其设计精髓，并给出完整的工程案例。 (3) 传承51经典，发扬ARM长处，助推MCU升级。ARM嵌入式系统实际上是8位单片机的升级扩展，但是其高性能必然带来系统复杂度的大幅提高，如果能借助8位单片机理念、方法和案例的共性，有助于提升读者学习兴趣，使其轻松入门嵌入式开发。 本书配套学习资源，为便于提高学习效率，笔者精心制作了程序代码、学习素材、教材课件和教学大纲，扫码即可获取。 程序代码 学习素材 教材课件 教学大纲 致谢 在本书的撰写过程中参阅了许多资料，在此对所参考资料的作者表示诚挚的感谢。在编写过程中还引用了互联网上最新资讯及报道，在此向原作者和刊发机构表示真挚的谢意，并对不能一一注明来源的作者深表歉意。对于收集到的共享资料没有标明出处或找不到出处的，以及对有些资料进行加工、修改后纳入本书的，在此郑重声明，本书内容仅用于教学，其著作权属于原作者，并向他们表示致敬和感谢。 在本书的编写过程中得到了家人的理解和帮助，并且一直得到清华大学出版社梁颖、盛东亮、钟志芳等各位老师的关心和大力支持，清华大学出版社的工作人员也付出了辛勤的劳动，在此谨向支持和关心本书编写的家人、同仁和朋友一并致谢。 由于嵌入式技术的发展日新月异，加之笔者水平有限及时间仓促，书中难免有疏漏和不足之处，恳请广大读者批评指正。 作者 2019年10月

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