STM32快速入门教程——基于STM32F103VET6

内容简介

　　《STM32快速入门教程——基于STM32F103VET6》围绕STM32F103VET6单片机的内部结构、相关资源以及应用展开介绍。全书共包含15个模块和19个例程。介绍的STM32资源主要是开发中经常用到的，主要有GPIO口、串口、中断、定时器、存储器结构、时钟系统、A/D转换、D/A转换、DMA传输、实时时钟、独立看门狗、低功耗模式、内部Flash的读写应用等。全书采用模块化结构，对各个复杂模块（比如定时器）进行碎片化分解并分析；对难以理解的模块（比如RTC的HAL库的函数特性、DMA的半传输和完全传输、HAL库中中断的执行流程）进行详细分析。
　　《STM32快速入门教程——基于STM32F103VET6》配套资源丰富，包括开发板、教学课件、视频教程、C语言源程序文件、习题库等，请发送邮件至good-textbook@126.com申请索取。视频教程中的所有例程均手把手指导操作，以帮助读者快速入门。
　　《STM32快速入门教程——基于STM32F103VET6》适合作为高等职业院校相关专业教材，也可作为相关技术人员的参考用书。

前言序言

　　STM32是当前主流的MCU芯片，尽管STM32的市场占有率非常高，但在高等职业教育和职业本科领域，目前大家学习的主流芯片依然是51单片机。这其中主要原因就是STM32模块多、功能多样、设计复杂，讲解起来相对困难，学习起来也很吃力。
　　目前，为了让学习者更快地上手，ST公司推出了STM32CubeMX工具以简化设计流程、提高设计效率。但是目前大部分工程师还在使用标准库进行开发。使用标准库对工程进行初始化时，即使是资深的工程师，面对STM32内部各种模块的复杂应用也难免出错。为此，我们和广州市星翼电子科技有限公司（正点原子）一起联合编写了本书，全书采用STM32CubeMX对工程进行初始化，使用HAL库函数开发项目。STM32CubeMX及其封装的HAL库函数可以大大提高开发效率，而且能够有效减少使用寄存器或者标准库开发时的初始化错误。
　　本书主要具有以下特色：
　　1.配套资源丰富。本书配有全套视频教程，包括原理讲解、实操过程演示、实操中出现问题的解决方案等。视频教程在全网多个渠道免费发布（B站、原子平台等）。除了视频教程，还配套有全部课程实验程序、PPT、习题库以及使用的开发板等资源。
　　2.理论和应用交叉结合。在本书的学习中，将对不同模块的不同特点采用不同的方式来介绍，更加符合知识掌握的习惯。
　　3.复杂知识碎片化。在本书中，对STM32的复杂模块内容进行碎片化处理。以定时器学习为例，书中将STM32复杂的定时器相关知识细分为普通中断应用、PWM信号的产生、输入信号的捕获等知识点，并在其中穿插讲解定时器的结构、HAL库定时器应用相关函数的实现等内容。
　　4.手把手教学。所有实验都配套完整的开发过程视频，这些视频包括项目建立、程序结构编制、程序书写、调试（包括实现过程中出现的错误以及错误的解决方案），手把手带领读者进入嵌入式开发世界。
　　本书参考学时数为64，在使用时可根据具体教学情况酌情增减。欧启标对本书的编著思路与大纲进行了总体策划，指导了全书编著，并对全书统稿；吴清编写了模块4和模块5，并编著了全书的习题和习题库；赵剑川编写，了模块2和模块3；广州市星翼电子科技有限公司为全书提供了丰富的例程并指导了全书内容节点的确定及编排。
　　为了方便教学，本书配有开发板、教学课件、视频教程、C语言源程序文件、习题库等资料供任课教师选用，如有需要请发送邮件至goodtextbook@126．com或致电010 - 82339817申请索取。
　　另外，需要说明的是，本书虽然是以STM32F103VET6为例进行讲解，但由于STM32F103VET6和兆易创新的GD32F103VET6是Pin to Pin的，两者封装一样，程序通用，因此也适用于GD32F103VET6的学习。
　　最后，感谢我的学生曾祥熙、陈罗杰、张浩然、潘嘉钊、李上坤等，他们反复对书中的例程进行验证，为本书的改进提出了宝贵的修改意见。另外，从事嵌入式研发工作多年的张宇、何威、张检保、黎旺星、张永亮、潘必超、李建波、兰小海等老师对本书的编著提出了中肯的意见和建议。正点原子公司的工程师们也为本书的编写提供了大量的源码和例程，并对书中例程进行了仔细校对，同时还与编者一起探讨细节表述并给出了很多改进意见，在此一并表示感谢。
　　由于时间紧迫和编著者水平有限，书中的错误和缺点敬请各位读者批评指正。

目录

模块1 STM32开发入门基础知识
1．1 STM32单片机基础知识
1．1．1 单片机概念
1．1．2 STM32单片机分类及其特点
1．1．3 STM32单片机的开发方法
1．1．4 STM32的开发步骤
1．2 STM32开发依托的硬件平台——STM32□□系统
1．3 STM32软件平台
思考与练习

模块2 STM32的GPIO口输出功能及其应用
2．1 STM32F103VET6引脚结构
2．2 STM32的引脚输出功能
2．2．1 GPIO口的内部结构
2．2．2 保护二极管的作用
2．2．3 GPIO口的输出通道
2．2．4 GPIO引脚如何输出0和1？
2．2．5 GPIO口输出功能的使用示例
2．3 结论及注意事项
思考与练习

模块3 GPIO口的输入功能及其应用
3．1 GPIO口的输入通道
3．2 机械按键状态识别
3．2．1 机械按键电路设计
3．2．2 机械按键状态识别函数的思路设计
3．3 按键状态判断实验
3．4 按键识别实验用到的HAL库函数
3．5 GPIO输入功能总结
思考与练习

模块4 STM32的时钟系统及其配置原理
4．1 单片机中时钟系统的作用
4．2 STM32的时钟系统
思考与练习

模块5 STM32的中断及外部中断的实现
5．1 中断基础知识
5．1．1 中断的作用
5．1．2 中断涉及的概念
5．1．3 STM32中断的分层设计
5．2 STM32的外部中断
5．3 外部中断应用示例
5．4 HAL库中中断函数的执行流程
5．5 外部中断实验中涉及的HAL库的函数/宏及其他相美知识
5．6 结论及注意事项
思考与练习

模块6 STM32的串口及其应用
6．1 串口基础知识
6．2 STM32F103VET6的串口及其应用
6．2．1 USART1与计算机通信的硬件连接电路
6．2．2 USART1和计算机通信示例
6．2．3 串口数据收发的3种方式
6．2．4 串口句柄□量及其初始化
6．2．5 使用中断方式发送数据示例
6．2．6 中断方式接收数据实验
6．3 MDK中printf（）函数的使用——串口重定向
6．4 自定义帧格式传输
思考与练习

模块7 STM32定时器及其应用
7．1 STM32F103VET6定时器概述
7．2 TIM定时器的时基单元
7．3 STM32定时器的应用
7．3．1 定时器中断
7．3．2 HAL库中定时器溢出中断的使能与响应
7．3．3 定时器的PwM功能
7．3．4 HAL库中PWM模式下轮询方式启动函数的功能
7．3．5 输入捕获的原理
7．3．6 输入捕获实验——测量信号周期（频率）
7．3．7 影子寄存器和第1次溢出中断出错的解决方法
思考与练习

模块8 STM32的存储器结构
8．1 存储器基础知识
8．2 CPU和存储器的数据交互
8．3 STM32的存储器部件
8．4 与存储器操作相关的C语言中的修饰符
思考与练习

模块9 STM32的ADC及其应用
9．1 A/D转换的作用
9．2 A/D转换的过程
9．3 STM32F103VET6的A/D转换模块的应用
思考与练习

模块10 STM32的DAC及其应用
10．1 D/A转换的作用
10．2 STM32的D/A模块结构图及其在STM32CubeMX中的设置
10．3 STM32的D/A模块的应用
思考与练习

模块11 STM32的DMA及其应用
11．1 DMA的作用
11．2 深入了解STM32的DMA
11．2．1 DMA传输的来由
11．2．2 STM32的系统结构
11．2．3 STM32的DMA内部结构
11．2．4 DMA传输的请求源
11．2．5 DMA中的通道传输控制和通道的初始化
11．3 STM32的DMA模块设置
11．3．1 STM32CubeMX中DMA控制器的请求源设置
11．3．2 STM32CubeMX中DMA模块传输参数的设置
11．3．3 STM32CubeMX生成工程中DMA的初始化
11．4 DMA中断
11．4．1 DMA中断的使能
11．4．2 DMA中断的响应
11．4．3 DMA中断的应用
思考与练习

模块12 STM32的实时时钟原理及其应用
12．1 实时时钟的作用
12．2 STM32的实时时钟模块
12．3 RTC实时时钟模块的应用
12．4 复位后日历重新初始化的解决
12．4．1 复位后时间和日历重新被设置的原因
12．4．2 后备区域访问
12．4．3 HAL库提供的RTC初始化函数HAL_RTC_Init（）
12．5 深入了解HAL库读写RTC的函数
12．5．1 设置时间函数HAL_RTC_SetTime（）
12．5．2 设置日期函数HAL_RTC_SetDate（）
12．5．3 读取时间函数HAL_RTC_GetTime（）
12．5．4 读日期函数HAL_RTC_GetDate（）
12．5．5 日期更新函数RTC DateUpdate（）
12．6 日常日历功能的实现
思考与练习

模块13 STM32的独立看门狗的工作原理及其应用
13．1 独立看门狗的作用
13．2 独立看门狗应用示例
13．3 HAL库中看门狗设置相关函数
思考与练习

模块14 STM32的待机功能
14．1 STM32的低功耗模式
14．1．1 低功耗模式的用途
14．1．2 STM32的3种低功耗模式及其区别
14．2 待机模式示例
思考与练习

模块15 STM32 Flash的读写
15．1 STM32的Flash
15．1．1 概述
15．1．2 存储器的结构
15．2 Flash读写示例
15．3 HAL库中操作Flash的相关函数及其作用
思考与练习
附录 书中例程涉及的电路图
参考文献