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第1章 微型计算机基础1

1.1 计算机中的数制与编码1

1.1.1 数制及其转换1

1.1.2 计算机中数的表示与运算4

1.1.3 BCD码和ASCII码10

1.2 微型计算机概述12

1.2.1 微型计算机基本概念12

1.2.2 微型计算机系统组成16

1.2.3 微型计算机的工作过程18

1.3 嵌入式系统概述19

1.3.1 嵌入式系统的诞生与发展历程19

1.3.2 ARM处理器的体系20

1.3.3 STM32系列处理器介绍22

习题126

第2章 Cortex-M3基础27

2.1 8位微处理器的功能结构27

2.2 CM3处理器简介30

2.2.1 CM3处理器的结构30

2.2.2 CM3处理器的特点32

2.3 CM3的寄存器组34

2.3.1 通用寄存器35

2.3.2 连接寄存器R1435

2.3.3 程序计数器R1535

2.3.4 特殊功能寄存器35

2.4 操作模式和特权级别38

2.5 堆栈与堆栈指针39

2.5.1 堆栈的基本概念39

2.5.2 CM3的堆栈指针40

2.5.3 CM3堆栈的实现与应用40

2.6 复位序列42

2.7 CM3的存储器系统43

2.7.1 大于8位的数据的存储43

2.7.2 CM3存储器映射45

2.7.3 位带操作49

习题253

第3章 Cortex-M3的指令系统与汇编程序设计54

3.1 CM3指令的结构54

3.1.1 Thumb-2指令集54

3.1.2 CM3指令的格式55

3.1.3 CM3指令的后缀56

3.2 CM3指令的寻址方式57

3.2.1 立即操作数的寻址58

3.2.2 寄存器操作数的寻址59

3.2.3 存储器操作数的寻址60

3.3 CM3指令集62

3.3.1 存储器访问指令62

3.3.2 数据处理运算指令66

3.3.3 分支转移指令70

3.3.4 其他指令72

3.3.5 伪指令73

3.4 ARM汇编程序设计基础74

3.4.1 ARM汇编指示命令74

3.4.2 ARM汇编语句格式81

3.4.3 ARM汇编语言格式85

3.4.4 ARM汇编语言基本结构程序设计方法86

习题395

第4章 接口技术97

4.1 I/O接口概述97

4.1.1 I/O接口电路的作用97

4.1.2 接口和端口98

4.1.3 I/O端口的编址99

4.2 CPU与外设之间的数据传送方式100

4.2.1 无条件传送100

4.2.2 查询式传送101

4.2.3 中断传送方式102

4.2.4 DMA传送方式103

4.2.5 几种传送方式的比较103

4.3 并行接口基本电路104

4.3.1 缓冲与锁存电路104

4.3.2 上拉与下拉输入电路104

4.3.3 OC/OD输出电路105

4.3.4 推挽输出电路105

4.4 STM32的GPIO106

4.4.1 GPIO的端口电路106

4.4.2 GPIO的工作方式与寄存器配置107

4.4.3 GPIO引脚的复用与重映射110

4.5 GPIO的应用111

4.5.1 功能要求与硬件设计111

4.5.2 基于汇编的GPIO应用112

4.5.3 基于C寄存器操作的GPIO应用116

4.5.4 基于C库函数的GPIO应用120

习题4123

第5章 中断技术124

5.1 中断系统概述124

5.2 中断源及其管理125

5.2.1 中断源的分类125

5.2.2 STM32的中断源126

5.2.3 STM32中断源的输入管理127

5.3 中断优先级129

5.3.1 中断优先级的排队方法129

5.3.2 CM3中断源的优先级划分131

5.3.3 优先级分组132

5.3.4 PRIMASK、FAULTMASK和BASEPRI寄存器134

5.4 中断服务程序与中断向量表134

5.4.1 中断服务程序134

5.4.2 中断向量135

5.5 中断的处理过程137

5.6 中断延迟及其改善140

5.6.1 咬尾中断141

5.6.2 晚到异常141

5.7 STM32中断应用142

习题5145

第6章 定时器与计数器147

6.1 STM32的时钟系统147

6.1.1 32位处理器时钟系统147

6.1.2 STM32处理器时钟系统框图148

6.1.3 STM32时钟源150

6.1.4 SYSCLK时钟源切换151

6.1.5 时钟安全系统（CSS）151

6.1.6 时钟输出152

6.1.7 STM32时钟初始化152

6.2 定时器153

6.2.1 定（延）时基本方法153

6.2.2 定时器的一般工作原理153

6.2.3 STM32定时器概述155

6.3 STM32的通用定时器156

6.3.1 STM32定时器工作原理分析158

6.3.2 时基160

6.3.3 输出比较模式164

6.3.4 PWM输出168

6.3.5 输入捕获172

6.3.6 单脉冲输出（One Pulse Mode,OPM）175

6.3.7 综合应用176

习题6181

第7章 D/A与A/D转换技术183

7.1 D/A转换基础184

7.1.1 转换原理184

7.1.2 D/A转换器的主要性能指标186

7.2 STM32的DAC187

7.2.1 STM32 DAC功能简介187

7.2.2 STM32 DAC的工作模式188

7.2.3 STM32 DAC的转换191

7.2.4 STM32 DAC的应用192

7.3 A/D转换基础198

7.3.1 A/D转换原理198

7.3.2 A/D转换器分类199

7.3.3 A/D转换性能指标203

7.3.4 多通道数据采集204

7.4 STM32的ADC205

7.4.1 STM32 ADC功能简介206

7.4.2 STM32 ADC的工作模式207

7.4.3 STM32 ADC的转换211

7.4.4 STM32片内温度传感器213

7.4.5 STM32 ADC的应用215

习题7219

第8章 串行通信技术220

8.1 通信技术基础220

8.1.1 概述220

8.1.2 异步通信与同步通信222

8.1.3 通信数据校验225

8.1.4 数据的表示227

8.2 STM32的异步串行通信231

8.2.1 STM32 USART功能简介231

8.2.2 USART工作过程分析232

8.3 STM32的串口通信应用235

习题8240

第9章 存储器及其扩展241

9.1 存储器概述241

9.2 存储器系统的层次结构242

9.2.1 存储器系统的层次结构概述242

9.2.2 Cache243

9.2.3 虚拟内存245

9.3 半导体存储器246

9.3.1 半导体存储器的分类246

9.3.2 半导体存储芯片的一般结构247

9.3.3 静态RAM248

9.3.4 动态RAM249

9.3.5 ROM251

9.3.6 Flash254

9.4 存储芯片的主要技术指标256

9.5 存储器的扩展257

9.5.1 存储器扩展时的问题257

9.5.2 存储容量的位扩展258

9.5.3 存储容量的字扩展259

9.5.4 32位数据总线的存储器接口设计263

9.6 FSMC扩展存储器接口267

9.6.1 FSMC简介267

9.6.2 FSMC扩展存储器269

习题9276

第10章 嵌入式接口技术279

10.1 扩展技术概述279

10.1.1 扩展的任务与要求279

10.1.2 扩展的基本方法280

10.2 I/O模拟时序接口扩展282

10.2.1 1602内部的存储器282

10.2.2 1602的引脚与时序283

10.2.3 STM32扩展1 602284

10.3 SPI总线288

10.3.1 SPI总线简介288

10.3.2 SPI从机选择289

10.3.3 SPI时钟的相位和极性290

10.3.4 STM32的SPI291

10.3.5 SPI在记录智能仪表历史数据中的应用295

10.4 I2C总线302

10.4.1 I2C总线简介302

10.4.2 I2C的信号304

10.4.3 I2C总线工作过程305

10.4.4 I2C总线的时钟同步与仲裁306

10.4.5 STM32的I2C308

10.4.6 I2C在保存智能仪表运行参数中的应用311

习题10315

参考文献317