第1章  绪  论  1

1.1  嵌入式系统概述  1

1.1.1  嵌入式系统的概述  1

1.1.2  嵌入式系统的特征  2

1.1.3  嵌入式系统的组成  5

1.1.4  嵌入式系统的现状及发展趋势  6

1.2  嵌入式处理器  8

1.2.1  哈佛结构和冯诺依曼结构  8

1.2.2  CISC指令集与RISC指令集  9

1.2.3  x86指令集和ARM指令集  11

1.2.4  通用处理器（x86）与嵌入式处理器（ARM）小结  12

1.2.5  嵌入式处理器的分类  13

1.3  嵌入式操作系统  16

1.3.1  嵌入式操作系统的概述  16

1.3.2  常见的嵌入式操作系统  16

第2章  嵌入式系统工程设计概述  20

2.1  嵌入式系统设计的基本流程  20

2.1.1  需求分析  20

2.1.2  详细说明  21

2.1.3  结构设计  21

2.1.4  组件设计  24

2.1.5  系统集成  25

2.2  嵌入式系统设计的流程模型  26

2.2.1  瀑布模型  26

2.2.2  逐步求精模型  27

2.2.3  螺旋模型  27

2.3  嵌入式系统的开发模式  28

2.3.1  面向硬件的开发模式  29

2.3.2  面向软件的开发模式  29

2.3.3  两种开发模式的区别与联系  29

第3章  ARM嵌入式处理器  31

3.1  ARM嵌入式处理器简介  31

3.1.1  ARM处理器的特点  32

3.1.2  ARM体系结构的版本及系列  32

3.1.3  ARM处理器核系列  34

3.1.4  综述  40

3.2  ARM Cortex-M3处理器简介  41

3.2.1  概述  41

3.2.2  寄存器组  42

3.2.3  操作模式和特权级别  44

3.2.4  向量中断控制器  45

3.2.5  存储器映射  46

3.2.6 总线接口  46

3.2.7  存储器保护单元  47

3.2.8  指令集  47

3.2.9  中断和异常  48

3.2.10  调试支持  49

3.3  Cortex-M3指令系统与汇编语言基础  49

3.3.1  汇编语言基础  49

3.3.2  指令集  52

3.3.3  汇编语言初步应用  56

第4章  嵌入式系统的开发环境  66

4.1  嵌入式集成开发环境  67

4.1.1  嵌入式集成开发环境概述  67

4.1.2  嵌入式系统集成开发环境的组成  69

4.2  常见的嵌入式开发环境  70

4.2.1  Keil  70

4.2.2  IAR Embedded Workbench  71

4.2.3  TKStudio  73

4.2.4  GCC  80

4.2.5  其他开发环境  80

4.3  ARM嵌入式集成开发环境的对比与选择  82

4.3.1  主要ARM嵌入式集成开发环境的对比  82

4.3.2  ARM嵌入式集成开发环境的选择  85

4.4   开发调试工具  85

4.4.1  JTAG仿真器  85

4.4.2  其他开发调试工具  89

第5章  STM32系列微控制器开发基础  90

5.1  STM32系列微控制器概述  90

5.1.1  STM32系列微控制器概述  90

5.1.2  STM32系列微控制器的优势  91

5.1.3  STM32系列微控制器的应用  91

5.2  STM32F103系列微控制器  92

5.2.1  主要特点  92

5.2.2  总体结构  94

5.2.3  功能概述  97

5.2.4  片上外设概述  99

5.3  基于标准外设库的软件开发  103

5.3.1  STM32标准外设库概述  103

5.3.2  使用标准外设库开发的优势  104

5.3.3  STM32F10xxx标准外设库结构与文件描述  104

5.3.4  STM32F10xxx标准外设库的使用  108

5.4  使用Keil MDK以及标准外设库创建STM32工程  116

5.4.1  开发工具与开发环境  117

5.4.2  MDK的操作与设置  118

5.4.3  使用Keil MDK运行第一个STM32F10x程序  125

第6章  STM32系列微控制器 存储器与外设  137

6.1  存储器和总线结构  137

6.1.1  系统结构  137

6.1.2  存储器组织  139

6.1.3  存储器映射  139

6.1.4  启动配置  140

6.2  电源控制  141

6.2.1  电源  141

6.2.2  电源管理  143

6.2.3  低功耗模式  144

6.2.4  睡眠模式  145

6.2.5  停止模式  146

6.2.6  待机模式  147

6.2.7  低功耗模式下的自动唤醒（AWU）  148

6.3  复位和时钟  149

6.3.1  复位  149

6.3.2  时钟  150

6.4  GPIO  155

6.4.1  GPIO简介  155

6.4.2  GPIO功能描述  156

6.4.3  GPIO配置  157

6.5  中断和事件  158

6.5.1  嵌套向量中断控制器  158

6.5.2  外部中断/事件控制器  161

6.6  DMA控制器  166

6.6.1  简介  166

6.6.2  功能描述  167

6.6.3  DMA应用实例  171

第7章  嵌入式系统接口应用基础  173

7.1  嵌入式系统的接口类型  173

7.2  嵌入式系统的电平匹配  174

7.2.1  电平匹配概述  174

7.2.2  接口相关电路及概念  177

7.2.3  电平匹配的电路设计  180

7.3  嵌入式系统通信形式的匹配  184

7.4  嵌入式系统的电气隔离  185

7.4.1  电气隔离概述  185

7.4.2  供电系统的隔离  186

7.4.3  数字信号的隔离  187

7.4.4  模拟信号的隔离  193

7.4.5  嵌入式系统的电气隔离设计  198

7.5  嵌入式系统接口的保护  199

7.5.1  嵌入式系统接口的电源保护  199

7.5.2  静电保护  201

7.6  嵌入式系统接口的控制方式  202

7.6.1  程序轮询方式  202

7.6.2  中断处理方式  202

7.6.3  直接存储器存取DMA传送方式  202

第8章  基于STM32系列微控制器的接口应用实践  204

8.1  USART串行接口及其应用  204

8.1.1  USART串行接口简介  204

8.1.2  STM32F10x系列USART功能描述  206

8.1.3  STM32 USART接口应用实例  214

8.2  SPI串行接口及其应用  218

8.2.1  SPI串行接口简介  218

8.2.2  STM32 SPI功能描述  222

8.2.3  STM32 SPI总线应用实例  223

8.3  I2C总线及其应用  225

8.3.1  I2C总线简介  225

8.3.2  STM32 I2C简介  228

8.3.3  STM32 I2C功能描述  229

8.3.4  STM32 I2C总线应用实例  233

8.4  CAN总线及其应用  240

8.4.1  CAN总线简介  240

8.4.2  CAN总线的系统结构及数据传输  241

8.5  STM32 bxCAN  244

8.5.1  功能特点  244

8.5.2  bxCAN总体描述  245

8.5.3  bxCAN工作模式  246

8.5.4  测试模式  247

8.5.5  bxCAN功能描述  248

8.6  FSMC接口及其应用  254

8.6.1  STM32 FSMC  254

8.6.2  STM32 FSMC外部设备地址映像  256

8.6.3  FSMC应用实例  257

8.7  USB串行接口及其应用  264

8.7.1  USB总线概述  264

8.7.2  USB总线数据传输  266

8.7.3  USB OTG  266

8.7.4  USB接口器件  267

8.7.5  STM32 USB功能描述  267

8.8  1-Wire单总线及其应用  269

8.8.1  1-Wire单总线及其连接  269

8.8.2  1-Wire单总线器件DS18B20的应用  271

8.8.3  基于STM32的DS18B20操作实例  275

8.9  数据采集接口及其应用设计  279

8.9.1  数据采集概述  279

8.9.2  数据采集系统的结构  280

8.9.3  A/D转换器的量化与编码  286

8.9.4  STM32F10x 系列内置ADC简介  288

8.9.5  STM32F10x 系列内置ADC功能描述  289

8.10  常用人机交互