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ARM MCU嵌入式開發(基於國產GD32F10x晶元微課視頻版)/集成電路設計與實踐叢書

  • 作者：編者:高延增//魏輝//侯躍恩|責編:趙佳霓
  • 出版社：清華大學
  • ISBN：9787302664192
  • 出版日期：2024/06/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：312
人民幣：RMB 69 元      售價：元
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內容大鋼
    本書深入淺出地講解嵌入式系統開發的基礎知識，從原理、方法、工程實踐等多視角介紹ARM MCU嵌入式開發中的各種常用技術，為每個知識點配備了開發案例，使讀者既能掌握工程開發方法，又能掌握技術原理，為後續整個技術生涯奠定堅實基礎。
    本書共12章，第1、2章講述基本概念、開發環境準備及ARM Cortex-M3架構；第3?5章講述基礎的GPIO、中斷機制和定時器機制；第6?9章講述常用的通信方法，包括串列通信、I2C、SPI、CAN；第10章講述ADC的原理與應用；第11章進一步講述如何通過DMA技術進行ADC採樣；第12章通過舵機、步進電機講解GD32F10x進行電機控制的入門知識。
    本書由多位擁有十多年嵌人式研發與教學經驗的高校教師、企業工程師共同編寫完成，所有案例都是基於國產GD32F10x系列晶元實現的，並且為每章都配套了詳細的視頻講解，助力讀者輕鬆零基礎入門並精通ARM單片機開發。本書可作為高等院校和培訓機構相關專業的教學參考書，也可供正在為ARM晶元選擇國產替代方案的企業工程師選作技術參考書。
作者介紹
編者:高延增//魏輝//侯躍恩|責編:趙佳霓
目錄
第1章  概述（112min）
  1.1  理解嵌入式系統的概念
    1.1.1  什麼是嵌入式系統
    1.1.2  嵌入式系統的構成原理
    1.1.3  嵌入式系統的分類
    1.1.4  嵌入式系統的處理器技術簡介
  1.2  ARM簡史
    1.2.1  ARM的發展歷程
    1.2.2  ARM架構的變遷
    1.2.3  ARM嵌入式開發的學習路線
  1.3  準備工作
    1.3.1  教材配套開發板介紹
    1.3.2  開發環境準備
    1.3.3  創建GD32F10x模板工程——點亮一個LED
  1.4  小結
  1.5  練習題
  1.6  實驗：更改模板工程軟體，點亮兩個LED
第2章  GD32F10x的架構（99min）
  2.1  圖靈機與電腦架構
    2.1.1  圖靈機簡介
    2.1.2  馮·諾依曼結構與哈佛結構
    2.1.3  算術邏輯部件與鎖存器
  2.2  Cortex-M3架構簡介
    2.2.1  架構總覽
    2.2.2  Cortex-M3的重點模塊
    2.2.3  ARM指令集與三級流水線
    2.2.4  存儲器映射
  2.3  GD32F10x對Cortex-M3架構的實現
    2.3.1  總體架構
    2.3.2  存儲器與映射
    2.3.3  啟動配置
    2.3.4  電源控制
    2.3.5  複位
    2.3.6  時鐘控制
  2.4  小結
  2.5  練習題
第3章  通用輸入/輸出埠GPIO（184min）
  3.1  晶元的常用封裝
  3.2  GPIO工作原理
    3.2.1  內部結構框圖
    3.2.2  輸出工作模式
    3.2.3  輸入工作模式
  3.3  GPIO主要寄存器簡介
    3.3.1  埠控制寄存器
    3.3.2  埠輸入狀態寄存器(GPIOx_ISTAT，x=A..G)
    3.3.3  埠輸出控制寄存器(GPIOx_OCTL，x=A..G)
    3.3.4  埠位操作與位清除寄存器
    3.3.5  埠配置鎖定寄存器(GPIOx_LOCK，x=A，B)
    3.3.6  AFIO埠配置寄存器0(AFIO_PCF0)
  3.4  GPIO常用庫函數介紹

    3.4.1  初始化函數
    3.4.2  輸入輸出控制函數
    3.4.3  狀態查詢函數
  3.5  GPIO案例：按鍵控制LED亮滅
    3.5.1  案例需求
    3.5.2  案例方法
    3.5.3  案例代碼
    3.5.4  效果分析
  3.6  小結
  3.7  練習題
  3.8  實驗：物理按鍵軟體消抖
    3.8.1  實驗目標
    3.8.2  實驗方法分析
    3.8.3  實驗代碼
    3.8.4  實驗現象
第4章  中斷和事件（107min）
  4.1  中斷的概念
  4.2  嵌套向量中斷控制器NVIC
    4.2.1  NVIC簡介
    4.2.2  NVIC工作機制
    4.2.3  NVIC配置
  4.3  EXTI外部中斷/事件控制器
    4.3.1  EXTI簡介
    4.3.2  EXTI原理
    4.3.3  EXTI通用IO映像
    4.3.4  EXTI使用方法
  4.4  EXTI外部中斷處理的常用庫函數簡介
    4.4.1  初始化或使能相關函數
    4.4.2  EXTI外部中斷響應處理相關函數
  4.5  中斷案例：中斷式觸摸按鍵控制LED
    4.5.1  案例需求
    4.5.2  案例方法
    4.5.3  案例代碼
    4.5.4  效果分析
  4.6  小結
  4.7  練習題
  4.8  實驗：上升沿和雙邊沿觸發的中斷
    4.8.1  實驗目標
    4.8.2  實驗方法分析
    4.8.3  實驗代碼
    4.8.4  實驗現象
第5章  定時器（439min）
  5.1  理解定時器
    5.1.1  可編程定時/計數器
    5.1.2  理解GD32F10x的時鐘樹
  5.2  系統滴答定時器SysTick
    5.2.1  SysTick的工作原理
    5.2.2  SysTick的使用方法
    5.2.3  SysTick案例：SysTick控制LED閃爍
  5.3  實時時鐘

    5.3.1  RTC的原理
    5.3.2  常用庫函數
    5.3.3  RTC的使用方法
    5.3.4  RTC案例——RTC日曆
  5.4  看門狗
    5.4.1  獨立看門狗
    5.4.2  窗口看門狗
    5.4.3  看門狗案例——獨立看門狗使用示例
  5.5  定時器
    5.5.1  基本定時器
    5.5.2  通用定時器
    5.5.3  高級定時器
    5.5.4  定時器使用
  5.6  小結
  5.7  練習題
  5.8  實驗：PWM實現呼吸燈效果
    5.8.1  實驗目標
    5.8.2  實驗方法分析
    5.8.3  實驗代碼
    5.8.4  實驗現象
第6章  通用同步/非同步串列通信USART（160min）
  6.1  串列通信原理概述
    6.1.1  串列通信的硬體連接
    6.1.2  非同步串列通信的數據幀
  6.2  GD32F10x的串口工作原理
    6.2.1  USART的結構框圖
    6.2.2  利用庫函數設置和使用串口
  6.3  UART案例：以串口查詢方式發送數據
    6.3.1  案例目標
    6.3.2  案例方法
    6.3.3  案例代碼
    6.3.4  效果分析
  6.4  小結
  6.5  練習題
  6.6  UART實驗：UART的中斷式接收
    6.6.1  實驗目標
    6.6.2  實驗方法分析
    6.6.3  實驗代碼
    6.6.4  實驗現象
第7章  集成電路匯流排I2C通信（350min）
  7.1  理解I2C
    7.1.1  I2C的物理層
    7.1.2  I2C的協議層
  7.2  GD32的I2C模塊
    7.2.1  數據有效性
    7.2.2  開始與停止狀態
    7.2.3  時鐘同步和仲裁
    7.2.4  編程模型
    7.2.5  DMA模式下數據傳輸
    7.2.6  報文錯誤校驗

    7.2.7  狀態、錯誤和中斷
  7.3  I2C案例：軟體模擬I2C控制LM75AD
    7.3.1  案例目標
    7.3.2  案例方法
    7.3.3  案例代碼
    7.3.4  效果分析
  7.4  小結
  7.5  練習題
  7.6  I2C實驗：硬體I2C控制OLED屏顯示
    7.6.1  實驗目標
    7.6.2  實驗方法分析
    7.6.3  實驗代碼
    7.6.4  實驗現象
第8章  串列外設SPI（252min）
  8.1  認識SPI
    8.1.1  SPI協議原理概述
    8.1.2  一主一從的SPI通信過程
    8.1.3  一主多從的SPI連接方式
  8.2  GD32中的SPI外設
    8.2.1  功能框圖
    8.2.2  模式配置
  8.3  SPI案例：軟體模擬SPI讀寫W25Qxx
    8.3.1  案例目標
    8.3.2  案例方法
    8.3.3  案例代碼
    8.3.4  效果分析
  8.4  小結
  8.5  練習題
  8.6  SPI案例：硬體SPI操作W25Q32
    8.6.1  實驗目標
    8.6.2  實驗方法分析
    8.6.3  實驗代碼
    8.6.4  實驗現象
第9章  控制器區域網（170min）
  9.1  理解CAN
    9.1.1  CAN協議簡介
    9.1.2  CAN協議的物理層
    9.1.3  CAN協議的數據鏈路層
    9.1.4  CAN的位同步
  9.2  GD32的CAN外設
    9.2.1  一般使用流程
    9.2.2  工作與通信模式
    9.2.3  數據收發
    9.2.4  過濾功能
    9.2.5  中斷
  9.3  小結
  9.4  練習題
  9.5  CAT實驗：自迴環通信模式案例
    9.5.1  實驗目標
    9.5.2  實驗方法分析

    9.5.3  實驗代碼
    9.5.4  實驗現象
第10章  模數轉換器（142min）
  10.1  ADC一般概念
    10.1.1  模擬信號與數字信號
    10.1.2  模數原理概述
  10.2  GD32F10x的ADC外設
    10.2.1  ADC電源與時鐘
    10.2.2  ADC通道和轉換順序
    10.2.3  運行模式
    10.2.4  採樣時間與外部觸發配置
  10.3  ADC庫函數的使用
    10.3.1  常用庫函數
    10.3.2  利用庫函數實現ADC步驟
  10.4  小結
  10.5  練習題
  10.6  ADC實驗：測量光敏電阻的阻值
    10.6.1  實驗目標
    10.6.2  實驗方法分析
    10.6.3  實驗代碼
    10.6.4  實驗現象
第11章  直接數據存儲DMA（160min）
  11.1  概述
  11.2  DMA控制器原理
    11.2.1  理解DMA框圖
    11.2.2  MDA寄存器
    11.2.3  DMA傳輸過程
  11.3  GD32F10x的DMA
    11.3.1  GD32F10x的DMA原理框圖
    11.3.2  DMA傳輸功能要點
    11.3.3  DMA流程解析
  11.4  小結
  11.5  練習題
  11.6  DMA實驗：DMAADC搖桿用法
    11.6.1  實驗目標
    11.6.2  實驗方法分析
    11.6.3  實驗代碼
    11.6.4  實驗現象
第12章  電機控制入門（248min）
  12.1  舵機
    12.1.1  構成原理
    12.1.2  使用方法
    12.1.3  舵機案例：旋轉編碼器控制舵機旋轉
  12.2  步進電機
    12.2.1  工作原理
    12.2.2  步進電機驅動ULN2003
  12.3  小結
  12.4  練習題
  12.5  步進電機實驗：步進電機正反轉控制
    12.5.1  實驗目標

    12.5.2  實驗方法分析
    12.5.3  實驗代碼
    12.5.4  實驗現象
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