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

1.2 ARM Cortex 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

1.3 ARM Cortex-M 各系列特点 5

1.4 STM32F407 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

3.1 STM32 开发工具 . 17

3.2 ARM Keil MDK 工具  18

3.3 STM32CubeMX 使用方法  22

3.3.1 STM32Cube 简介  22

3.3.2 STM32CubeMX 软件安装  23

3.4 基于HAL 库的程序设计流程  25

3.4.1 STM32 HAL 介绍  25

3.4.2 CubeMX 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

4.1 FreeRTOS 系统简介  41

4.2 FreeRTOS 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

4.4.1 CubeMX 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

5.3.2 ADC 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

5.5 IIC 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

6.3.2 DMA 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

7.1.1 HC05 蓝牙模块用法介绍 115

7.1.2 HC05 蓝牙模块AT 指令介绍  115

7.2 蓝牙通信实践  117

7.3 ESP8266WIFI 通信模块介绍  122

7.3.1 ESP01 模块用法介绍  123

7.3.2 ESP01 模块AT 指令介绍  123

7.4 WIFI 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

8.1 OLED 应用介绍  141

8.1.1 单色IIC 接口OLED 介绍  141

8.1.2 OLED 显示屏驱动程序介绍  142

8.1.3 GUISlim 图形库介绍  143

8.1.4 汉字点阵文件介绍  144

8.2 OLED 应用实践  148

8.3 MCU 接口LCD 介绍  152

8.4 LCD 应用实践  154

8.4.1 emWin 图形库介绍  154

8.4.2 FSMC 总线配置 154

8.4.3 LCD 屏驱动移植接口  157

8.4.4 GUI 应用设计  163

实验9 OLED 显示屏数据曲线绘制实验  169

实验10 LCD 液晶屏GUI 设计实验  169

习题  170

第9 章 定时器应用 . 171

9.1 STM32F4 定时器介绍  171

9.1.1 常规定时器  171

9.1.2 HAL 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

9.3 PWM 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

10.1 RTC 实时时钟应用  194

10.2 STM32 低功耗模式介绍  200

10.3 STM32 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

11.1 FatFs 介绍  208

11.2 SPI FLASH 应用实践  212

11.2.1 添加配置SPI 外设  212

11.2.2 添加SPI FLASH 驱动  214

11.2.3 SPI FLASH 直接读写操作实践  215

11.2.4 SPI FLASH 文件读写操作实践  218

11.3 SD 卡应用实践  222

11.3.1 添加配置SDIO 外设  222

11.3.2 SD 卡文件读写操作实践  224

11.4 U 盘挂载应用实践  226

11.4.1 添加配置USB Host 组件  227

11.4.2 U 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 STM32 IAP 程序设计  233

12.1 STM32 IAP 概念介绍  233

12.2 STM32 内部FLASH 介绍  234

12.3 STM32 内部FLASH 读写实践  235

12.4 程序跳转应用实践  238

12.5 IAP 程序设计实践  245

实验19 串口IAP 设计实验  253

实验20 U 盘IAP 设计实验  253

习题  254

第13 章 鸿蒙嵌入式系统移植  255

13.1 OpenHarmony 介绍  255

13.1.1 LiteOS-M 内核简介  255

13.1.2 开发环境配置  256

13.2 OpenHarmony 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

13.3 OpenHarmony 应用开发示例  280

13.3.1 hello world 示例  280

13.3.2 流水灯示例  281

实验21 OpenHarmony 系统移植实验  283

习题  284

参考文献  285