內容簡介
本書基於STM32F429晶片，著重講解STM32F429的外設及其套用，力爭全面分析每個外設的功能框圖和外設的使用方法，讓讀者可以輕鬆玩轉STM32F429。全書基本上每章對應一個外設，主要內容大概分為三個部分：第一部分為簡介，第二部分為外設功能框圖分析，第三部分為代碼講解。
作者簡介
劉火良 野火STM32開發板創始人，嵌入式軟體工程師，長期從事STM32軟硬體開發，網路教程《零死角玩轉STM32》作者，著有《STM32庫開發實戰指南》。
圖書目錄
第1章 如何安裝KEIL5 1
1.1 溫馨提示 1
1.2 獲取KEIL5安裝包 1
1.3 開始安裝KEIL5 1
1.4 安裝STM32晶片包 3
第2章 如何用DAP仿真器下載程式 6
2.1 仿真器簡介 6
2.2 硬體連線 6
2.3 仿真器配置 6
2.4 選擇目標板 9
2.5 下載程式 9
第3章 初識STM32 10
3.1 什麼是STM32 10
3.2 STM32能做什麼 10
3.2.1 智慧型手環 11
3.2.2 微型四軸飛行器 12
3.2.3 淘寶眾籌 12
3.3 STM32選型 13
3.3.1 STM32分類 13
3.3.2 STM32命名方法 14
3.3.3 選擇合適的MCU 14
第4章 暫存器 17
4.1 暫存器簡介 17
4.2 STM32的外觀 17
4.3 晶片裡面有什麼 18
4.4 存儲器映射 21
4.5 暫存器映射 23
4.5.1 STM32的外設地址映射 23
4.5.2 C語言對暫存器的封裝 26
第5章 新建工程——暫存器版 31
5.1 新建本地工程資料夾工程 31
5.1.1 新建本地工程資料夾 31
5.1.2 新建工程 32
5.2 下載程式 38
第6章 使用暫存器點亮LED 39
6.1 GPIO簡介 39
6.2 GPIO框圖剖析 39
6.2.1 基本結構分析 39
6.2.2 GPIO工作模式 42
6.3 實驗：使用暫存器點亮LED 43
6.3.1 硬體連線 44
6.3.2 啟動檔案 44
6.3.3 stm32f4xx.h檔案 46
6.3.4 main檔案 47
6.3.5 下載驗證 51
第7章 自己寫庫——構建庫函式雛形 52
7.1 STM32函式館簡介 52
7.2 採用庫來開發及學習的原因 53
7.3 實驗：構建庫函式雛形 53
7.3.1 修改暫存器地址封裝 54
7.3.2 定義訪問外設的結構體指針 55
7.3.3 定義初始化結構體 59
7.3.4 定義引腳模式的枚舉類型 60
7.3.5 定義GPIO初始化函式 62
7.3.6 使用函式點亮LED 64
7.3.7 下載驗證 66
7.3.8 總結 66
第8章 初識STM32標準庫 67
8.1 CMSIS標準及庫層次關係 67
8.1.1 庫目錄、檔案簡介 68
8.1.2 各庫檔案間的關係 74
8.2 使用幫助文檔 75
8.2.1 常用官方資料 75
8.2.2 初識庫函式 76
第9章 新建工程——庫函式版 78
9.1 新建本地工程資料夾 78
9.2 新建工程 79
9.3 配置魔術棒選項卡 82
9.4 下載器配置 85
9.5 選擇Flash大小 86
第10章 GPIO輸出——使用固件庫點亮LED 88
10.1 硬體設計 88
10.2 軟體設計 88
10.2.1 編程要點 89
10.2.2 代碼分析 89
10.2.3 下載驗證 94
10.3 STM32標準庫補充知識 94
第11章 GPIO輸入——按鍵檢測 98
11.1 硬體設計 98
11.2 軟體設計 99
11.2.1 編程要點 99
11.2.2 代碼分析 99
11.2.3 下載驗證 102
第12章 GPIO——位帶操作 103
12.1 位帶簡介 103
12.1.1 外設位帶區 103
12.1.2 SRAM位帶區 104
12.1.3 位帶區和位帶別名區地址轉換 104
12.2 GPIO位帶操作 105
第13章 啟動檔案 108
13.1 啟動檔案簡介 108
13.2 查找ARM彙編指令 108
13.3 啟動檔案代碼講解 109
第14章 RCC——使用HSE/HSI配置時鐘 116
14.1 RCC主要作用——時鐘部分 116
14.2 RCC框圖剖析——時鐘樹 116
14.2.1 系統時鐘 116
14.2.2 其他時鐘 121
14.3 配置系統時鐘實驗 122
14.3.1 使用HSE 122
14.3.2 使用HSI 122
14.3.3 硬體設計 123
14.3.4 軟體設計 123
14.3.5 下載驗證 129
第15章 STM32中斷套用概覽 130
15.1 異常類型 130
15.2 NVIC簡介 131
15.2.1 NVIC暫存器簡介 131
15.2.2 NVIC中斷配置固件庫 132
15.3 優先權的定義 132
15.3.1 優先權定義 132
15.3.2 優先權分組 133
15.4 中斷編程 134
第16章 EXTI——外部中斷/事件控制器 136
16.1 EXTI簡介 136
16.2 EXTI功能框圖 136
16.3 中斷/事件線 138
16.4 EXTI初始化結構體詳解 139
16.5 外部中斷控制實驗 139
16.5.1 硬體設計 140
16.5.2 軟體設計 140
16.5.3 下載驗證 144
第17章 SysTick——系統定時器 145
17.1 SysTick簡介 145
17.2 SysTick暫存器介紹 145
17.3 SysTick定時實驗 146
17.3.1 硬體設計 146
17.3.2 軟體設計 146
第18章 通信的基本概念 152
18.1 串列通信與並行通信 152
18.2 全雙工、半雙工及單工通信 153
18.3 同步通信與異步通信 153
18.4 通信速率 154
第19章 USART——串口通信 155
19.1 串口通信協定簡介 155
19.1.1 物理層 155
19.1.2 協定層 158
19.2 STM32的USART簡介 159
19.3 USART功能框圖 160
19.4 USART初始化結構體詳解 166
19.5 USART1接發通信實驗 167
19.5.1 硬體設計 168
19.5.2 軟體設計 168
19.5.3 下載驗證 173
19.6 USART1指令控制RGB彩燈實驗 174
19.6.1 硬體設計 174
19.6.2 軟體設計 174
19.6.3 下載驗證 179
第20章 DMA 180
20.1 DMA簡介 180
20.2 DMA功能框圖 180
20.3 DMA數據配置 184
20.4 DMA初始化結構體詳解 188
20.5 DMA存儲器到存儲器模式實驗 190
20.5.1 硬體設計 190
20.5.2 軟體設計 190
20.5.3 下載驗證 195
20.6 DMA存儲器到外設模式實驗 195
20.6.1 硬體設計 195
20.6.2 軟體設計 195
20.6.3 下載驗證 199
第21章 常用存儲器介紹 200
21.1 存儲器種類 200
21.2 RAM存儲器 200
21.2.1 DRAM 201
21.2.2 SRAM 202
21.2.3 DRAM與SRAM的套用場合 202
21.3 非易失性存儲器 202
21.3.1 ROM存儲器 202
21.3.2 Flash存儲器 203
第22章 I2C——讀寫EEPROM 205
22.1 I2C協定簡介 205
22.1.1 I2C物理層 205
22.1.2 協定層 206
22.2 STM32的I2C特性及架構 209
22.2.1 STM32的I2C外設簡介 209
22.2.2 STM32的I2C架構剖析 210
22.2.3 通信過程 212
22.3 I2C初始化結構體詳解 213
22.4 I2C——讀寫EEPROM實驗 215
22.4.1 硬體設計 215
22.4.2 軟體設計 216
22.4.3 下載驗證 234
第23章 SPI——讀寫串列Flash 235
23.1 SPI協定簡介 235
23.1.1 SPI物理層 235
23.1.2 協定層 236
23.2 STM32的SPI特性及架構 238
23.2.1 STM32的SPI外設簡介 238
23.2.2 STM32的SPI架構剖析 239
23.2.3 通信過程 241
23.3 SPI初始化結構體詳解 242
23.4 SPI——讀寫串列Flash實驗 243
23.4.1 硬體設計 243
23.4.2 軟體設計 244
23.4.3 下載驗證 264
第24章 串列Flash檔案系統FatFs 265
24.1 檔案系統 265
24.2 FatFs檔案系統簡介 266
24.2.1 FatFs的目錄結構 266
24.2.2 FatFs幫助文檔 266
24.2.3 FatFs源碼 267
24.3 FatFs檔案系統移植實驗 268
24.3.1 FatFs程式結構圖 268
24.3.2 硬體設計 269
24.3.3 FatFs移植步驟 269
24.3.4 FatFs底層設備驅動函式 271
24.3.5 FatFs功能配置 276
24.3.6 FatFs功能測試 277
24.3.7 下載驗證 280
24.4 FatFs功能使用實驗 281
24.4.1 硬體設計 281
24.4.2 軟體設計 281
24.4.3 下載驗證 286
第25章 FMC——擴展外部SDRAM 287
25.1 SDRAM控制原理 287
25.1.1 SDRAM信號線 288
25.1.2 控制邏輯 289
25.1.3 地址控制 289
25.1.4 SDRAM的存儲陣列 289
25.1.5 數據輸入輸出 289
25.1.6 SDRAM的命令 290
25.1.7 SDRAM的初始化流程 295
25.1.8 SDRAM的讀寫流程 296
25.2 FMC簡介 297
25.3 FMC框圖剖析 298
25.4 FMC的地址映射 300
25.5 SDRAM時序結構體 302
25.6 SDRAM初始化結構體 303
25.7 SDRAM命令結構體 304
25.8 FMC——擴展外部SDRAM實驗 305
25.8.1 硬體設計 305
25.8.2 軟體設計 305
25.8.3 下載驗證 316
第26章 LTDC/DMA2D——液晶顯示 317
26.1 顯示器簡介 317
26.1.1 液晶顯示器 317
26.1.2 LED和OLED顯示器 318
26.1.3 顯示器的基本參數 319
26.2 液晶屏控制原理 319
26.2.1 液晶面板的控制信號 320
26.2.2 液晶數據傳輸時序 321
26.2.3 顯存 323
26.3 LTDC液晶控制器簡介 323
26.3.1 圖像數據混合 323
26.3.2 LTDC結構框圖剖析 324
26.4 DMA2D圖形加速器簡介 327
26.5 LTDC初始化結構體 329
26.6 LTDC層級初始化結構體 331
26.7 DMA2D初始化結構體 334
26.8 LTDC/DMA2D——液晶顯示實驗 336
26.8.1 硬體設計 336
26.8.2 軟體設計 338
26.8.3 下載驗證 358
第27章 LTDC——液晶顯示中英文 359
27.1 字元編碼 359
27.1.1 ASCII編碼 359
27.1.2 中文編碼 362
27.1.3 Unicode字元集和編碼 365
27.1.4 UTF-32 365
27.1.5 UTF-16 365
27.1.6 UTF-8 366
27.1.7 BOM 367
27.2 字模簡介 367
27.2.1 字模的構成 368
27.2.2 字模顯示原理 368
27.2.3 如何製作字模 370
27.2.4 字模定址公式 371
27.2.5 存儲字模檔案 372
27.3 LTDC——各種模式的液晶顯示字元實驗 372
27.3.1 硬體設計 373
27.3.2 顯示ASCII編碼的字元 373
27.3.3 顯示GB2312編碼的字元 382
27.3.4 顯示任意大小的字元 391
27.3.5 下載驗證 398
第28章 電容觸控螢幕——觸摸畫板 399
28.1 觸控螢幕簡介 399
28.1.1 電阻觸控螢幕檢測原理 399
28.1.2 電容觸控螢幕檢測原理 401
28.2 電容觸控螢幕控制晶片 402
28.2.1 GT9157晶片的引腳 403
28.2.2 上電時序與I2C設備地址 404
28.2.3 暫存器配置 404
28.2.4 讀取坐標信息 406
28.3 電容觸控螢幕——觸摸畫板實驗 408
28.3.1 硬體設計 408
28.3.2 軟體設計 409
28.3.3 下載驗證 430
第29章 ADC——電壓採集 431
29.1 ADC簡介 431
29.2 ADC功能框圖剖析 431
29.2.1 ADC功能 431
29.2.2 電壓轉換 437
29.3 ADC初始化結構體詳解 437
29.4 獨立模式單通道採集實驗 438
29.4.1 硬體設計 439
29.4.2 軟體設計 439
29.4.3 下載驗證 443
29.5 獨立模式多通道採集實驗 443
29.5.1 硬體設計 443
29.5.2 軟體設計 443
29.5.3 下載驗證 449
29.6 三重ADC交替模式採集實驗 449
29.6.1 硬體設計 449
29.6.2 軟體設計 450
29.6.3 下載驗證 455
第30章 TIM——基本定時器 456
30.1 TIM簡介 456
30.2 基本定時器 456
30.3 基本定時器功能框圖 458
30.4 定時器初始化結構體詳解 460
30.5 基本定時器定時實驗 461
30.5.1 硬體設計 461
30.5.2 軟體設計 461
30.5.3 下載驗證 464
第31章 TIM——高級定時器 465
31.1 高級控制定時器 465
31.2 高級控制定時器功能框圖 466
31.3 輸入捕獲套用 476
31.3.1 測量脈寬或者頻率 476
31.3.2 PWM輸入模式 477
31.4 輸出比較套用 478
31.5 定時器初始化結構體詳解 480
31.6 PWM互補輸出實驗 483
31.6.1 硬體設計 484
31.6.2 軟體設計 484
31.6.3 下載驗證 488
31.7 PWM輸入捕獲實驗 489
31.7.1 硬體設計 489
31.7.2 軟體設計 489
31.7.3 下載驗證 494
第32章 TIM——電容按鍵檢測 495
32.1 電容按鍵原理 495
32.2 電容按鍵檢測實驗 496
32.2.1 硬體設計 497
32.2.2 軟體設計 497
32.2.3 下載驗證 504
第33章 SDIO——SD卡讀寫測試 505
33.1 SDIO簡介 505
33.2 SD卡物理結構 506
33.3 SDIO匯流排 507
33.3.1 匯流排拓撲 507
33.3.2 匯流排協定 508
33.3.3 命令 510
33.3.4 回響 512
33.4 SD卡的操作模式及切換 514
33.4.1 SD卡的操作模式 514
33.4.2 卡識別模式 514
33.4.3 數據傳輸模式 516
33.5 STM32的SDIO功能框圖 516
33.6 SDIO初始化結構體 521
33.7 SDIO命令初始化結構體 522
33.8 SDIO數據初始化結構體 523
33.9 SD卡讀寫測試實驗 523
33.9.1 硬體設計 524
33.9.2 軟體設計 524
33.9.3 下載驗證 549
第34章 基於SD卡的FatFs檔案系統 550
34.1 FatFs移植步驟 550
34.2 FatFs接口函式 552
34.3 FatFs功能測試 557
第35章 I2S——音頻播放與錄音輸入 561
35.1 I2S簡介 561
35.1.1 數字音頻技術 561
35.1.2 I2S匯流排接口 562
35.1.3 音頻數據傳輸協定標準 562
35.2 I2S功能框圖 565
35.3 WM8978音頻編解碼器 567
35.4 WAV格式檔案 569
35.4.1 RIFF檔案規範 570
35.4.2 WAV檔案 570
35.4.3 WAV檔案實例分析 571
35.5 I2S初始化結構體詳解 571
35.6 錄音與回放實驗 572
35.6.1 硬體設計 573
35.6.2 軟體設計 573
35.6.3 下載驗證 601
35.7 MP3播放器 601
35.7.1 MP3檔案結構 602
35.7.2 MP3解碼庫 605
35.7.3 Helix解碼庫移植 606
35.7.4 MP3播放器功能實現 606
35.7.5 下載驗證 614
第36章 ETH——LwIP乙太網通信 615
36.1 網際網路模型 615
36.2 乙太網 616
36.2.1 PHY層 616
36.2.2 MAC子層 617
36.3 TCP/IP協定棧 618
36.3.1 需要協定棧的原因 619
36.3.2 各網路層的功能 619
36.4 乙太網外設 620
36.4.1 SMI接口 621
36.4.2 MII和RMII接口 623
36.4.3 MAC數據包傳送和接收 624
36.4.4 MAC過濾 626
36.5 PHY：LAN8720A 626
36.6 LwIP：輕型TCP/IP協定棧 629
36.7 ETH初始化結構體詳解 629
36.8 乙太網通信實驗：無作業系統LwIP移植 635
36.8.1 硬體設計 635
36.8.2 移植步驟 635
36.8.3 下載驗證 661
36.9 基於μCOS-III移植LwIP實驗 663
第37章 CAN——通信實驗 680
37.1 CAN協定簡介 680
37.1.1 CAN物理層 680
37.1.2 協定層 684
37.2 STM32的CAN外設簡介 690
37.3 CAN初始化結構體 698
37.4 CAN傳送及接收結構體 700
37.5 CAN篩選器結構體 701
37.6 CAN——雙機通信實驗 703
37.6.1 硬體設計 703
37.6.2 軟體設計 704
37.6.3 下載驗證 713
第38章 RS-485通信實驗 714
38.1 RS-485通信協定簡介 714
38.2 RS-485——雙機通信實驗 715
38.2.1 硬體設計 715
38.2.2 軟體設計 716
38.2.3 下載驗證 723
第39章 電源管理——實現低功耗 724
39.1 STM32的電源管理簡介 724
39.1.1 電源監控器 724
39.1.2 STM32的電源系統 726
39.1.3 STM32的功耗模式 727
39.2 電源管理相關的庫函式及命令 729
39.2.1 配置PVD監控功能 729
39.2.2 WFI與WFE命令 729
39.2.3 進入停止模式 730
39.2.4 進入待機模式 731
39.3 PWR——睡眠模式實驗 732
39.3.1 硬體設計 732
39.3.2 軟體設計 732
39.3.3 下載驗證 735
39.4 PWR——停止模式實驗 735
39.4.1 硬體設計 735
39.4.2 軟體設計 735
39.4.3 下載驗證 739
39.5 PWR——待機模式實驗 739
39.5.1 硬體設計 740
39.5.2 軟體設計 740
39.5.3 下載驗證 743
39.6 PWR——PVD電源監控實驗 743
39.6.1 硬體設計 743
39.6.2 軟體設計 745
39.6.3 下載驗證 747
第40章 RTC——實時時鐘 748
40.1 RTC簡介 748
40.2 RTC功能框圖解析 748
40.3 RTC初始化結構體講解 751
40.4 RTC時間結構體講解 752
40.5 RTC日期結構體講解 753
40.6 RTC鬧鐘結構體講解 753
40.7 RTC—日曆實驗 754
40.7.1 硬體設計 754
40.7.2 軟體設計 754
40.7.3 下載驗證 760
40.8 RTC—鬧鐘實驗 760
40.8.1 硬體設計 760
40.8.2 軟體設計 760
40.8.3 下載驗證 765
第41章 DCMI——OV5640攝像頭 766
41.1 攝像頭簡介 766
41.1.1 數字攝像頭與模擬攝像頭的區別 766
41.1.2 CCD與CMOS的區別 767
41.2 OV5640攝像頭 767
41.2.1 OV5640感測器簡介 769
41.2.2 OV5640引腳及功能框圖 769
41.2.3 SCCB時序 771
41.2.4 OV5640的暫存器 772
41.2.5 像素數據輸出時序 773
41.3 STM32的DCMI接口簡介 773
41.3.1 DCMI整體框圖 774
41.3.2 DCMI接口內部結構 775
41.3.3 同步方式 775
41.3.4 捕獲模式及捕獲率 776
41.4 DCMI初始化結構體 776
41.5 DCMI——OV5640攝像頭實驗 777
41.5.1 硬體設計 777
41.5.2 軟體設計 779
41.5.3 下載驗證 797
第42章 MDK的編譯過程及檔案類型全解 798
42.1 編譯過程 798
42.1.1 編譯過程簡介 798
42.1.2 具體工程中的編譯過程 799
42.2 程式的組成、存儲與運行 800
42.2.1 CODE、RO、RW、ZI Data域及堆疊空間 800
42.2.2 程式的存儲與運行 801
42.3 編譯工具鏈 802
42.3.1 設定環境變數 803
42.3.2 armcc、armasm及armlink 804
42.3.3 armar、fromelf及用戶指令 807
42.4 MDK工程的檔案類型 808
42.4.1 uvprojx、uvoptx、uvguix及ini工程檔案 809
42.4.2 源檔案 811
42.4.3 Output目錄下生成的檔案 811
42.4.4 Listing目錄下的檔案 831
42.4.5 sct分散載入檔案的格式與套用 837
42.5 實驗：自動分配變數到外部SDRAM空間 846
42.5.1 硬體設計 846
42.5.2 軟體設計 847
42.5.3 下載驗證 853
42.6 實驗：優先使用內部SRAM並把堆區分配到SDRAM空間 853
42.6.1 硬體設計 854
42.6.2 軟體設計 854
42.6.3 下載驗證 864
第43章 在SRAM中調試代碼 865
43.1 在RAM中調試代碼 865
43.2 STM32的啟動方式 865
43.3 內部Flash的啟動過程 867
43.4 實驗：在內部SRAM中調試代碼 869
43.4.1 硬體設計 869
43.4.2 軟體設計 870
43.4.3 下載驗證 877
第44章 讀寫內部Flash 878
44.1 STM32的內部Flash簡介 878
44.2 對內部Flash的寫入過程 881
44.3 查看工程的空間分布 882
44.4 操作內部Flash的庫函式 884
44.5 實驗：讀寫內部Flash 887
44.5.1 硬體設計 887
44.5.2 軟體設計 887
44.5.3 下載驗證 893
第45章 設定Flash的讀防寫及解除 894
45.1 選項位元組與讀防寫 894
45.1.1 選項位元組的內容 894
45.1.2 RDP讀保護級別 896
45.1.3 PCROP代碼讀出保護 898
45.2 修改選項位元組的過程 898
45.3 操作選項位元組的庫函式 899
45.4 實驗：設定讀防寫及解除 901
45.4.1 硬體設計 902
45.4.2 軟體設計 902
45.4.3 下載驗證 908
