嵌入式系统设计——基于Cortex-M处理器与RTOS构建

《嵌入式系统设计——基于Cortex-M 处理器与RTOS 构建》可作为电子信息工程、通信、工业自动化、计算机应用技术、信息安全等专业的单片机、嵌入式实践和电子系统综合设计课或主要参考书，同时也可作为电子设计竞赛开发应用的自学参考书。

《嵌入式系统设计——基于Cortex-M 处理器与RTOS 构建》系统地介绍了基于ARM Cortex体系的嵌入式系统设计，将单片机技术、RTOS概念、传感器应用、编程技巧和实用方法与实际工程开发技术在STM32F407硬件平台上很好地结合起来，使读者通过本书的学习能迅速了解并掌握基于STM32的嵌入式系统设计方法和工程开发实用技术，为后续的深入学习和发展打下坚实的理论与实践基础。
作者依据学习和实验操作的规律与要求，并以提高学生的实际工程设计能力和自主创新能力为目的，合理编排全书内容。全书从内容上可分为8 个部分：ARM Cortex体系概述、硬件平台介绍、工具软件介绍及使用方法、RTOS介绍、常见工程技术应用、文件系统应用、低功耗设计应用以及综合实践。每章节安排了相应的实验内容和扩展练习题。

第1章基于Cortex-M的嵌入式系统概述1
1.1嵌入式系统基本概念1
1.1.1嵌入式系统的构成要素1
1.1.2嵌入式系统的主要特点3
1.2ARMCortex系列体系结构4
1.2.1嵌入式处理器分类4
1.2.2嵌入式处理器内核Cortex系列分类5
1.3ARMCortex-M各系列特点5
1.4STM32F407结构简介7
1.5实时操作系统RTOS简介7
1.6嵌入式系统在物联网中的发展9
习题9
第2章Cortex-M嵌入式硬件平台11
2.1硬件平台简介11
2.2主要器件12
2.3主要功能模块13
习题16
第3章嵌入式开发工具与设计流程17
3.1STM32开发工具.17
3.2ARMKeilMDK工具18
3.3STM32CubeMX使用方法22
3.3.1STM32Cube简介22
3.3.2STM32CubeMX软件安装23
3.4基于HAL库的程序设计流程25
3.4.1STM32HAL介绍25
3.4.2CubeMX工程创建流程28
3.5第一个LED点灯程序30
实验1按键扫描与流水灯设计39
习题40
第4章FreeRTOS操作系统41
4.1FreeRTOS系统简介41
4.2FreeRTOS系统移植42
4.3多任务系统基本概念45
4.3.1任务及任务管理45
4.3.2优先级48
4.3.3消息队列49
4.3.4信号量51
4.3.5互斥量54
4.3.6事件56
4.3.7任务通知58
4.3.8内存管理60
4.4创建第一个RTOS工程63
4.4.1CubeMX工程配置63
4.4.2导出MDK工程66
4.4.3编写功能代码.69
实验2多任务键盘与流水灯实验72
习题72
第5章简单外设应用74
5.1数码管应用74
5.2按键与外部中断78
5.3麦克风与ADC应用81
5.3.1添加串口打印输出81
5.3.2ADC模块介绍83
5.3.3麦克风AD采样示例85
5.4单总线温度传感器应用89
5.5IIC接口陀螺仪传感器应用92
实验3声控延时亮灯实验95
实验4温度报警与倾角监测实验96
习题96
第6章串口通信应用98
6.1学习板虚拟串口概述98
6.2轮询接收方式串口通信102
6.3中断接收方式串口通信104
6.3.1串口接收中断示例104
6.3.2DMA空闲中断示例106
6.3.3流水灯串口通信应用107
6.4使用SWO调试110
实验5简单串口通信实验112
实验6数据采集与串口通信实验112
习题113
第7章无线通信应用114
7.1蓝牙HC05通信模块介绍114
7.1.1HC05蓝牙模块用法介绍115
7.1.2HC05蓝牙模块AT指令介绍115
7.2蓝牙通信实践117
7.3ESP8266WIFI通信模块介绍122
7.3.1ESP01模块用法介绍123
7.3.2ESP01模块AT指令介绍123
7.4WIFI通信实践125
7.5物联网连接应用实践130
7.5.1创建OneNET平台设备131
7.5.2连接OneNET平台134
实验7蓝牙手机遥控实验139
实验8数据采集及WIFI通信实验139
习题140
第8章GUI显示应用141
8.1OLED应用介绍141
8.1.1单色IIC接口OLED介绍141
8.1.2OLED显示屏驱动程序介绍142
8.1.3GUISlim图形库介绍143
8.1.4汉字点阵文件介绍144
8.2OLED应用实践148
8.3MCU接口LCD介绍152
8.4LCD应用实践154
8.4.1emWin图形库介绍154
8.4.2FSMC总线配置154
8.4.3LCD屏驱动移植接口157
8.4.4GUI应用设计163
实验9OLED显示屏数据曲线绘制实验169
实验10LCD液晶屏GUI设计实验169
习题170
第9章定时器应用.171
9.1STM32F4定时器介绍171
9.1.1常规定时器171
9.1.2HAL库定时器应用方法172
9.1.3定时器基本概念介绍174
9.2定时器基本功能应用174
9.3PWM输出应用179
9.4信号捕捉应用182
9.5外部脉冲计数应用187
实验11简易闹铃设计实验191
实验12呼吸灯设计实验191
实验13简易频率计设计实验191
实验14简单录音机设计实验192
习题192
第10章RTC与低功耗应用194
10.1RTC实时时钟应用194
10.2STM32低功耗模式介绍200
10.3STM32低功耗应用.201
实验15基于RTC的电子钟设计206
实验16低功耗待机与唤醒实验207
习题207
第11章FatFs文件系统应用208
11.1FatFs介绍208
11.2SPIFLASH应用实践212
11.2.1添加配置SPI外设212
11.2.2添加SPIFLASH驱动214
11.2.3SPIFLASH直接读写操作实践215
11.2.4SPIFLASH文件读写操作实践218
11.3SD卡应用实践222
11.3.1添加配置SDIO外设222
11.3.2SD卡文件读写操作实践224
11.4U盘挂载应用实践226
11.4.1添加配置USBHost组件227
11.4.2U盘文件读写操作实践228
实验17数据存储实验230
实验18文件传输实验231
习题231
第12章STM32IAP程序设计233
12.1STM32IAP概念介绍233
12.2STM32内部FLASH介绍234
12.3STM32内部FLASH读写实践235
12.4程序跳转应用实践238
12.5IAP程序设计实践245
实验19串口IAP设计实验253
实验20U盘IAP设计实验253
习题254
第13章鸿蒙嵌入式系统移植255
13.1OpenHarmony介绍255
13.1.1LiteOS-M内核简介255
13.1.2开发环境配置256
13.2OpenHarmony系统移植261
13.2.1创建裸机工程261
13.2.2系统编译构建移植263
13.2.3系统启动过程适配275
13.2.4编译及烧录277
13.3OpenHarmony应用开发示例280
13.3.1helloworld示例280
13.3.2流水灯示例281
实验21OpenHarmony系统移植实验283
习题284
参考文献285