单片机应用与实践教程(新工科建设之路电子信息类系列教材)

本书介绍单片机应用的基本知识，提高读者单片机系统的设计与调试能力。通过LED灯设计、中断实验设计、串口通信设计、定时器中断与输出设计、总线通信设计等具体应用，介绍单片机端口与数据之间的关系，程序和电路的工作过程，程序的编辑、编译、下载、调试方法，以及中断、定时/计数器、串行通信等内部资源的应用设计方法。 本书深入浅出，实例丰富，通俗易懂，可操作性强，特别适合作为普通高等院校自动化、计算机、电子信息等专业的教材，也可作为广大科技人员的参考用书。

翟临博，男，博士，副教授。本科、研究生毕业于山东大学信息科学与工程学院，博士毕业于北京邮电大学电子工程学院。学术任职：IEICE会员，中国计算机学会会员。教研及科研获奖：山东省省级教学成果奖（一等奖）：通信工程专业\\\\\\\\\\\\\\\"全方位培养，差异化成才”教学模式改革与实践，第4位。教材出版情况：《微机原理》，济南出版社，2012年；《单片机原理及应用》，北京航空航天大学出版社，2015年；《信息技术综合实践》，2017年。

目 录 实验1 STM32-GPIO应用实验01 1 1.1 实验要求 1 1.2 实验器材 1 1.3 实验内容 1 1.4 实验目的 1 1.5 实验原理 1 1.5.1 硬件连接 1 1.5.2 GPIO功能概述 3 1.6 实验步骤 5 1.6.1 添加公共代码到工程 5 1.6.2 编写代码 7 1.6.3 编译代码 10 1.6.4 下载验证 11 1.7 拓展提高 19 实验2 STM32-GPIO应用实验02 20 2.1 实验要求 20 2.2 实验器材 20 2.3 实验内容 21 2.4 实验目的 21 2.5 实验原理 21 2.5.1 硬件连接 21 2.5.2 程序流程图 23 2.5.3 程序中的几个关键函数 23 2.6 实验步骤 26 2.6.1 编写按键代码 26 2.6.2 编写/修改LED灯代码 29 2.6.3 编写main函数控制代码 32 2.6.4 编译代码并下载验证 33 2.7 拓展提高 33 实验3 STM32外部中断实验 35 3.1 实验要求 35 3.2 实验器材 35 3.3 实验内容 36 3.4 实验目的 36 3.5 实验原理 36 3.5.1 STM32的中断和异常 36 3.5.2 向量中断控制器 37 3.5.3 NVIC的优先级分组 37 3.5.4 STM32外部中断简介 37 3.5.5 使用HAL库函数配置外部中断的步骤 39 3.6 实验步骤 39 3.6.1 修改中断优先级分组 39 3.6.2 编写exti.c和exti.h文件 40 3.6.3 修改key.c中的代码 41 3.6.4 修改main.c中的代码 41 3.6.5 编译代码并下载验证 41 3.7 拓展提高 41 实验4 STM32串口通信实验 42 4.1 实验要求 42 4.2 实验器材 42 4.3 实验内容 43 4.4 实验目的 43 4.5 实验原理 43 4.5.1 STM32F1串口简介 43 4.5.2 串口通信相关HAL库函数 46 4.6 实验步骤 51 4.6.1 修改led.c函数，添加LED9的初始化配置 51 4.6.2 编写usart.c和usart.h文件 52 4.6.3 修改main.c中的代码 58 4.6.4 编译代码并下载验证 59 4.7 拓展提高 61 实验5 STM32串口DMA实验 62 5.1 实验要求 62 5.2 实验器材 62 5.3 实验内容 63 5.4 实验目的 63 5.5 实验原理 63 5.5.1 STM32F1 DMA简介 63 5.5.2 DMA相关的HAL库函数及应用 68 5.6 实验步骤 70 5.6.1 DMA特点及部分函数解析 71 5.6.2 修改文件usart.c及usart.h中的代码 72 5.6.3 修改main.c中main函数代码 78 5.6.4 编译代码并下载验证 79 5.7 拓展提高 80 实验6 STM32定时器中断实验 81 6.1 实验要求 81 6.2 实验器材 81 6.3 实验内容 81 6.4 实验目的 81 6.5 实验原理 81 6.5.1 STM32F1定时器简介 81 6.5.2 通用定时器 82 6.5.3 通用定时器配置相关的HAL库函数 83 6.6 实验步骤 86 6.6.1 编写tim.c文件和tim.h文件 86 6.6.2 修改led.c文件中的函数 88 6.6.3 修改main.c文件 88 6.6.4 编译代码并下载验证 89 6.7 拓展提高 89 实验7 STM32-PWM输出实验 90 7.1 实验要求 90 7.2 实验器材 90 7.3 实验内容 90 7.4 实验目的 90 7.5 实验原理 90 7.5.1 PWM简介 90 7.5.2 PWM设置相关的HAL库函数 93 7.6 实验步骤 95 7.6.1 修改tim.c和tim.h文件 95 7.6.2 修改led.c文件中的函数LED_Init() 97 7.6.3 修改main.c函数 97 7.6.4 编译代码并下载验证 98 7.7 拓展提高 98 实验8 RS-485总线通信应用01 99 8.1 实验要求 99 8.2 实验器材 99 8.3 实验内容 99 8.4 实验目的 99 8.5 实验原理 99 8.5.1 总线概述 99 8.5.2 串行通信基本知识 100 8.5.3 Modbus通信协议 101 8.5.4 系统构成 109 8.6 实验步骤 109 8.7 拓展提高 110 实验9 RS-485总线通信应用02 111 9.1 实验要求 111 9.2 实验器材 111 9.3 实验内容 111 9.4 实验目的 111 9.5 实验原理 112 9.5.1 RS-485收发器 112 9.5.2 RS-485网络1的数据帧 113 9.5.3 通过RS-485网络2上传信息的数据帧 114 9.6 实验步骤 115 9.6.1 完善从设备代码 115 9.6.2 完善主设备代码 119 9.6.3 节点配置 121 9.6.4 计算机端查看数据 122 9.7 拓展提高 123 实验10 CAN总线通信应用 124 10.1 实验要求 124 10.2 实验器材 124 10.3 实验内容 124 10.4 实验目的 124 10.5 实验原理 125 10.5.1 CAN总线概述 125 10.5.2 CAN技术规范与标准 125 10.5.3 CAN总线的报文信号电平 126 10.5.4 总线拓扑图 127 10.5.5 CAN通信帧介绍 128 10.6 实验步骤 133 10.6.1 系统构成 133 10.6.2 系统连线 134 10.7 拓展提高 134