基於 STM32 嵌入式接口與傳感器應用開發 基于STM32嵌入式接口与传感器应用开发

廖建尚，男，副教授，畢業於廣東工業大學通信與信息系統專業，碩士，先任職於廣東交通職業技術學院。長期從事物聯網技術的開發和教學工作。

目錄
第1部分嵌入式系統基本原理和開發知識
任務1認識嵌入式系統（2）
1.1學習場景：嵌入式系統有哪些應用（2）
1.2學習目標（2）
1.3原理學習：嵌入式系統的發展與應用（2）
1.3.1嵌入式系統概述（2）
1.3.2嵌入式操作系統（5）
1.3.3嵌入式系統的發展與應用（7）
1.4任務小結（9）
1.5思考與拓展（9）
任務2 ARM嵌入式開發平台（10）
2.1學習場景：ARM嵌入式開發平台有哪些應用（10）
2.2開發目標（11）
2.3原理學習：ARM微處理器（11）
2.3.1 ARM微處理器簡介及其產品系列（11）
2.3.2 ARM微處理器的組成及結構（13）
2.3.3 STM32系列微處理器（14）
2.3.4 STM32開發平台（17）
2.4任務小結（21）
2.5思考與拓展（21）
任務3工程創建與調試（22）
3.1開發場景：如何進行項目開發（22）
3.2開發目標（22）
3.3原理學習：軟件開發環境（22）
3.3.1 IAR for ARM開發環境（22 
3.3.2 STM32標準函數庫（24）
3.3.3 IAR ARM開發環境的使用（36）
3.3.4 IAR ARM程序的開發及在線調試（39）
3.4任務實踐（44）
3.4.1開發設計（44）
3.4.2功能實現（45）
3.5任務小結（45）
3.6思考與拓展（45）
第2部分STM32嵌入式接口開發技術
任務4設備指示燈的設計與實現（48）
4.1開發場景：如何控制設備指示燈（48）
4.2開發目標（48）
4.3原理學習：STM32的GPIO功能與應用（48）
4.3.1 STM32的GPIO （48）
4.3.2 STM32的GPIO寄存器（53）
4.3.3常見GPIO的位操作（59）
4.4任務實踐：設備指示燈控制的軟/硬件設計（60）
4.4.1開發設計（60）
4.4.2功能實現（62）
4.5任務驗證（65）
4.6任務小結（65）
4.7思考與拓展（65）
任務5競賽搶答器的設計與實現（66）
5.1開發場景：如何實現搶答器（66）
5.2開發目標（66）
5.3原理學習：STM32微處理器的中斷（67）
5.3.1中斷基本概念與定義（67）
5.3.2 STM32中斷應用概述（70）
5.3.3 STM32的外部中斷機制（74）
5.4任務實踐：搶答器的軟/硬件設計（79）
5.4.1開發設計（79）
5.4.2功能實現（80）
5.5任務驗證（82）
5.6任務小結（83）
5.7思考與拓展（83）
任務6電子時鐘的設計與實現（84）
6.1開發場景：如何實現電子時鐘（84）
6.2開發目標（84）
6.3原理學習：STM32定時/計數器（84）
6.3.1定時/計數器的基本原理（84）
6.3.2 STM32定時器（85）
6.4任務實踐：電子時鐘的軟/硬件設計（93）
6.4.1開發設計（93）
6.4.2功能實現（94）
6.5任務驗證（96）
6.6任務小結（96）
6.7思考與拓展（96）
任務7汽車電壓指示器的設計與實現（97）
7.1開發場景：如何實現汽車電壓指示器（97）
7.2開發目標（97）
7.3原理學習：STM32 ADC （98）
7.3.1 A/D轉換（98）
7.3.2 STM32的A/D轉換器（99）
7.4任務實踐：汽車電壓指示器的軟/硬件設計（108）
7.4.1開發設計（108）
7.4.2功能實現（109）
7.5任務驗證（111）
7.6任務小結（112）
7.7思考與拓展（112 ）
任務8環境監測點自複位的設計與實現（113）
8.1開發場景：如何實現自複位設計（113）
8.2開發目標（113）
8.3原理學習：STM32看門狗（114）
8.3.1看門狗基本原理（114）
8.3.2 STM32看門狗（115）
8.3.3 STM32看門狗庫函數的使用（119）
8.4任務實踐：環境監測點自複位的軟/硬件設計（121）
8.4.1開發設計（121）
8.4.2功能實現（123）
8.5任務驗證（125）
8.6任務小結（125）
8.7思考與拓展（125）
任務9視頻監控中三維控制鍵盤的設計與實現（126）
9.1開發場景：如何實現視頻監控中三維控制鍵盤（126）
9.2開發目標（126）
9.3原理學習：STM32串口（126）
9.3.1串口（126）
9.3.2 STM32的USART （129）
9.3.3 STM32串口庫函數 （137）
9.4任務實踐：視頻監控中三維控制鍵盤的軟/硬件設計（138）
9.4.1開發設計（138）
9.4.2功能實現（139）
9.5任務驗證（142）
9.6任務小結（143）
9.7思考與拓展（143）
任務10農業大棚環境信息採集系統的設計與實現（144）
10.1開發場景：如何採集溫濕度信息（144）
10.2開發目標（144）
10.3原理學習：STM32的I2C模塊和溫濕度傳感器（145 ）
10.3.1 I2C總線（145）
10.3.2 STM32的I2C模塊（148）
10.3.3 STM32的I2C庫函數的使用（152）
10.3.4溫濕度傳感器（153）
10.4任務實踐：農業大棚環境信息採集系統的軟/硬件設計（157）
10.4.1開發設計（157）
10.4.2功能實現（159）
10.5任務驗證（166）
10.6任務小結（167）
10.7思考與拓展（167）
任務11高速動態數據存取的設計與實現（168）
11.1開發場景：如何實現高速動態數據的存取（168）
11.2開發目標（168）
11.3原理學習：SPI總線協 和Flash存儲器（168）
11.3.1 SPI總線協議（168）
11.3.2 Flash存儲器（178）
11.4任務實踐：高速動態數據存取的軟/硬件設計（184）
11.4.1開發設計（184）
11.4.2功能實現（185）
11.5任務驗證（194）
11.6任務小結（195）
11.7思考與拓展（195）
任務12車載顯示器的設計與實現（196）
12.1開發場景：如何實現車載顯示器（196）
12.2開發目標（196）
12.3原理學習：STM32的FSMC模塊和LCD模塊（196）
12.3.1顯示器（196）
12.3.2 STM32的FSMC模塊（198）
12.3.3 STM32的FSMC模塊庫函數（205）
12.3.4 ILI93xx系列TFT LCD （207）
12.4任務實踐：車載顯示器的軟/硬件設計（211）
12.4.1開發設計（211）
12.4.2功能實現（213）
12.5任務驗證（225）
12.6任務小結（226）
12.7思考與拓展（226）
第3部分基於STM32和常用傳感器開發
任務13傳感器應用技術（228）
13.1學習場景：日常生活傳感器的應用有哪些（228）
13.2開發目標（229）
13.3原理學習：傳感器應用和發展趨勢（229）
13.3.1傳感器簡述（229）
13.3.2傳感器與物聯網應用（231）
13.4任務小結（236）
13.5思考與拓展（236 ）
任務14溫室大棚光照度測量系統的設計與實現（237）
14.1開發場景：如何實現光照度的測量（237）
14.2開發目標（237）
14.3原理學習：光敏傳感器和I2C （238）
14.3.1光敏傳感器（ 238）
14.3.2 BH1750FVI -TR型光敏傳感器（240）
14.3.3 I2C總線和光照傳感器（242）
14.4任務實踐：光照度測量系統的軟/硬件設計（242）
14.4.1開發設計（242）
14.4. 2功能實現（243）
14.5任務驗證（250）
14.6任務小結（250）
14.7思考與拓展（251）
任務15探空氣球測海拔的設計與實現（252）
15.1開發場景：如何實現氣壓海拔的測量（ 252）
15.2開發目標（252）
15.3原理學習：氣壓海拔傳感器的工作原理與測量方法（253）
15.3.1 壓海拔傳感器（253）
15.3.2氣壓海拔傳感器的工作原理（253）
15.3.3氣壓海拔傳感器的海拔計算方法（253）
15.3.4 FBM320型氣壓海拔傳感器（254）
15.4任務實踐：探空氣球測海拔的軟/硬件設計（256）
15.4.1開發設計（256）
15.4 .2功能實現（257）
15.5任務驗證（263）
15.6任務小結（264）
15.7思考與拓展（264）
任務16建築工地揚塵監