嵌入式系统及其应用 基于Cortex-M3内核和STM32F系列微控制器的系统设计与开发（第3版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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陈启军，余有灵，张伟，潘登，周伟 著

图书标签:

• 嵌入式系统
• Cortex-M3
• STM32
• 微控制器
• 系统设计
• C语言
• 嵌入式开发
• 硬件开发
• ARM
• 单片机

出版社： 同济大学出版社

ISBN：9787560861364

版次：3

商品编码：11884521

包装：平装

丛书名： “十二五”普通高等教育本科国家级规划教材

开本：16开

出版时间：2015-12-01

用纸：胶版纸

页数：511

字数：824000

正文语种：中文

内容简介

　　《嵌入式系统及其应用 基于Cortex-M3内核和STM32F系列微控制器的系统设计与开发（第3版）》介绍了嵌入式系统领域的基本原理、技术和方法，在内容上偏重自动化和电气类专业的教材选择需求，强调基本原理、硬件设计、软硬件交互，强调在自动化和电气领域的应用，力求能够改变目前高校教学上“软强硬弱”的现状。全书紧跟时代潮流，以ARM公司的Cortex-M3内核和ST公司的STM32F系列MCU为主要介绍对象，在普适的嵌人式基本原理与具体芯片的结合上较为深入。
　　《嵌入式系统及其应用 基于Cortex-M3内核和STM32F系列微控制器的系统设计与开发（第3版）》适合专业教育阶段的自动化电气类本科教学，也适合具有初步经验的嵌入式系统开发者自学或研究生学习，对其他从事电子技术和软件技术开发的人员亦有较大参考价值。

目录

前言
初版前言
第1章 嵌入式系统导论
1．1 嵌入式系统——从部件到系统的集成
1．1．1 什么是嵌入式系统
1．1．2 嵌入式系统——从部件到系统的集成
1．2 计算的基本原理和历史演变
1．2．1 计算的概念——从数值计算到通用信息处理和智能计算
1．2．2 计算的基本模型：图灵机理论模型
1．2．3 计算的发展规律
1．3 计算机的基本原理和历史演变
1．3．1 计算机的诞生
1．3．2 计算机的发展
1．3．3 面向嵌入式应用的架构改进
1．4 嵌入式系统的历史沿革
1．5 ARM—Cortex和STM32简介
1．5．1 ARM系列内核
1．5．2 Cortex系列内核
1．5．3 STM32F103系列微控制器
1．6 嵌入式系统工程设计与开发
1．6．1 需求分析
1．6．2 架构和概要设计
1．6．3 详细设计与开发
1．6．4 测试反馈
1．7 本课程学习内容和目标
习题

第2章 Cortex—M3微处理器
2．1 Cortex—M3微处理器内核
2．1．1 内核体系结构
2．1．2 系统总线结构
2．1．3 寄存器
2．1．4 存储器管理
2．1．5 工作模态
2．1．6 异常与中断
2．1．7 堆栈
2．1．8 CoreSight调试与跟踪系统
2．1．9 Cortex—M3内核的其他特性
2．2 指令系统
2．2．1 Thumb—2指令分类
2．2．2 统一汇编语言
2．2．3 16．bitThumb—2指令集编码格式
2．2．4 32．bitThumb—2指令集编码格式
2．2．5 条件执行
2．2．6 未定义及不可预测指令
2．2．7 寄存器域编码Ob1111的用途
2．2．8 寄存器域编码0 b1101的用途
2．2．9 Cortex—M3常用的Thumb—2指令
2．2．10 Thumb—2指令与ARM体系架构下的指令比较
2．2．11 基于Cortex—M3的Thumb—2指令集
习题

第3章 STM32基础及最小系统设计
3．1 从Cortex—M3到STM32F103
3．1．1 微处理器、微控制器和系统
3．1．2 STM32F103微控制器
3．2 存储器与总线架构
3．2．1 存储子系统基本构架
3．2．2 存储器映像
3．2．3 位带绑定（Bit—Banding）
3．2．4 嵌入式闪存
3．2．5 寄存器说町
3．2．6 启动配置
3．2．7 应用实例
3．3 p断和事件
3．3．1 嵌套向量中断控制器（NVIC）及其特性
3．3．2 外部中断/事件控制器（EXTI）
3．3．3 卢断寄存器描述
3．3．4 应用实例
3．4 STM32F103x的时钟系统
3．5 基于STM32的最小系统参考设计
习题

第4章 DMA控制器
4．1 主要特性
4．2 功能描述
……

第5章 通用和复用功能I/O模块
第6章 定时器原理与应用
第7章 STM32的USART模块
第8章 STM32的SPI模块
第9章 I2C总线原理及其应用
第10章 CAN总线原理及其应用
第11章 STM32的模拟数字转换模式
第12章 STM32支撑开发环境
第13章 基于STM32的多功能综合实验板设计
第14章 基于STM32的电动自行车控制器设计
第15章 ARM意想电能表的参考设计
第16章 面向物联网的智能硬件设计
主要参考文献

前言/序言

《嵌入式系统及其应用：基于Cortex-M3内核和STM32F系列微控制器的系统设计与开发（第3版）》图书简介 踏入嵌入式开发的殿堂，洞悉Cortex-M3内核与STM32F系列微控制器的精妙世界。 这是一本面向广大嵌入式系统爱好者、从业人员以及相关专业学生的权威指南。它深入浅出地阐述了现代嵌入式系统设计的核心理念、关键技术以及实际应用。本书以ARM Cortex-M3内核为理论基石，以STM32F系列微控制器为实践载体，旨在构建一个坚实的理论框架，同时提供大量贴近实际的开发案例，帮助读者掌握从理论到实践的完整流程。 为何选择Cortex-M3与STM32F？ ARM Cortex-M3处理器凭借其出色的性能、低功耗特性以及广泛的市场占有率，已成为众多嵌入式应用的首选。它将高性能32位Thumb-2指令集与低功耗设计完美结合，为各种实时性要求高的应用场景提供了强有力的支持。而意法半导体（STMicroelectronics）推出的STM32F系列微控制器，则以其丰富的外设资源、优异的性价比以及强大的社区支持，在嵌入式开发领域赢得了极高的声誉。通过对Cortex-M3内核和STM32F系列微控制器的深入学习，读者将能够驾驭从简单传感器节点到复杂工业控制系统的各类嵌入式项目。 本书的内容构成与亮点： 本书共分为多个章节，层层递进，系统地介绍了嵌入式系统设计与开发的各个方面： 第一部分：嵌入式系统基础理论与Cortex-M3内核架构 嵌入式系统的概念与特点： 详细阐述嵌入式系统的定义、特点、发展历程以及在各个行业的广泛应用，如物联网、消费电子、工业自动化、汽车电子等，让读者对嵌入式系统有一个全局性的认识。 Cortex-M3内核架构详解： 深入剖析Cortex-M3处理器的核心架构，包括其流水线、中断控制器（NVIC）、总线接口、内存管理单元（MPU，尽管M3不强制要求MPU，但会介绍其概念及其在M系列中的演进）、寄存器组、指令集（特别是Thumb-2指令集）等。理解这些底层原理是掌握高效编程和系统优化的关键。 Cortex-M3的低功耗设计： 探讨Cortex-M3在低功耗方面的设计理念和实现机制，包括各种睡眠模式、时钟门控等技术，为设计节能型嵌入式设备提供理论指导。 异常与中断处理： 详细讲解Cortex-M3的异常和中断机制，包括中断向量表、中断优先级、嵌套中断的实现以及相关的寄存器配置。这对于构建响应迅速、稳定的嵌入式系统至关重要。 第二部分：STM32F系列微控制器入门与开发环境搭建 STM32F系列微控制器概览： 介绍STM32F系列微控制器的产品线、特点、存储器映射、GPIO（通用输入输出）端口、时钟系统、复位系统等基本特性。读者将了解不同型号STM32F的差异及其适用范围。 开发工具链选择与配置： 详细介绍主流的STM32开发环境，包括集成开发环境（IDE）如Keil MDK、IAR Embedded Workbench，以及GCC工具链。指导读者完成开发环境的安装、配置和基本使用。 STM32CubeMX图形化配置工具： 重点讲解STM32CubeMX的使用，这是一个强大的图形化配置工具，能够极大地简化STM32系列微控制器的初始化代码生成过程，包括外设配置、时钟树设置、引脚分配等。 第一个STM32程序——LED闪烁： 通过一个经典的LED闪烁实验，引导读者完成从代码编写、编译、下载到硬件调试的全过程，快速上手STM32开发。 第三部分：STM32F系列核心外设深入解析与应用 GPIO端口的灵活运用： 深入讲解GPIO端口的配置，包括输入/输出模式、上下拉配置、速度设置、复用功能选择等，以及如何通过GPIO控制外部设备。 定时器（TIM）模块的应用： 详细介绍STM32F系列中强大的定时器模块，包括通用定时器、高级定时器、基本定时器。重点讲解定时器的基本工作原理、计数模式、预分频器、自动重载寄存器、PWM（脉冲宽度调制）输出、输入捕获等功能，并通过实例演示如何实现精确计时、波形生成、脉冲测量等。 ADC（模数转换器）与DAC（数模转换器）接口： 深入讲解ADC的转换原理、采样模式、触发方式、分辨率、通道选择等，以及如何读取模拟传感器数据。同时介绍DAC的输出原理和应用，如生成模拟信号。 UART/USART（通用同步/异步串行通信）接口： 讲解UART/USART通信协议，包括波特率、数据位、停止位、校验位等参数的配置，以及如何实现与PC、其他MCU或通信模块的数据交互。 SPI（串行外设接口）与I2C（集成电路总线）通信： 详细介绍SPI和I2C两种常用的同步/异步串行通信协议，包括主从模式、数据传输方式、时序控制等，并通过实例演示如何连接外部传感器、存储器等设备。 DMA（直接内存访问）控制器： 讲解DMA的工作原理，如何实现CPU与外设之间的高效数据传输，从而减轻CPU负担，提高系统性能，尤其在数据量大的传输场景下尤为重要。 第四部分：RTOS（实时操作系统）在嵌入式系统中的应用 实时操作系统（RTOS）的概念与原理： 介绍RTOS的基本概念、任务管理、调度策略（如优先级调度、时间片轮转）、信号量、互斥量、消息队列、事件标志组等核心组件。 FreeRTOS在STM32上的移植与使用： 重点讲解如何将流行的开源实时操作系统FreeRTOS移植到STM32平台上，并演示如何创建任务、任务间通信与同步，实现多任务并发执行，构建复杂的嵌入式应用。 RTOS在复杂系统中的优势： 通过实际案例，展示RTOS在提高系统实时性、可维护性、模块化设计以及资源管理方面的巨大优势。 第五部分：嵌入式系统的高级主题与项目实践 存储器接口与Flash编程： 介绍STM32F系列微控制器的内部Flash存储器、SRAM以及外部存储器接口，并讲解Flash的擦除、编程、读出操作。 Bootloader设计： 探讨Bootloader的作用与设计原理，以及如何实现STM32的固件在线升级（OTA）。 嵌入式通信协议： 介绍TCP/IP协议栈、MQTT协议等在嵌入式系统中的应用，为实现联网功能提供指导。 传感器数据采集与处理： 结合实际传感器，演示如何读取、滤波、校准和分析传感器数据，为构建智能硬件系统打下基础。 实例项目开发： 提供若干个贯穿全书的综合性项目案例，如基于STM32的智能家居控制系统、数据记录仪、电机驱动控制器等，让读者在实践中巩固所学知识，提升解决实际问题的能力。 本书的特点： 理论与实践紧密结合： 既有深入的理论讲解，又有大量实际操作和代码示例，帮助读者融会贯通。 循序渐进的学习路径： 从基础概念到高级应用，内容安排合理，适合不同阶段的学习者。 丰富的图表与流程图： 辅助理解复杂的概念和系统架构。 贴近实际的开发经验： 作者结合多年嵌入式开发经验，分享了许多实用的技巧和注意事项。 代码示例规范、可读性强： 提供的代码可以直接运行，并易于理解和修改。 本书的目标读者： 在校大学生： 电子工程、计算机科学、自动化等相关专业的学生，作为学习嵌入式系统设计的教材或参考书。 嵌入式系统初学者： 希望系统学习嵌入式开发技术，从零开始掌握Cortex-M3和STM32F系列微控制器。 有一定基础的嵌入式工程师： 寻求深入理解Cortex-M3内核原理、掌握STM32F系列更高级外设应用，以及学习RTOS开发的工程师。 项目开发者与爱好者： 需要开发基于Cortex-M3和STM32F系列微控制器的各类嵌入式产品或项目的技术人员和爱好者。 掌握《嵌入式系统及其应用：基于Cortex-M3内核和STM32F系列微控制器的系统设计与开发（第3版）》，您将能够自信地驾驭嵌入式开发的广阔天地，将创意转化为现实，创造出更多智能、高效的嵌入式解决方案。

评分☆☆☆☆☆

这本关于嵌入式系统设计的书籍，最让我印象深刻的是它在项目实践方面的引导。书中提供了不少基于STM32F系列微控制器的实际应用案例，这些案例覆盖了从简单的LED闪烁到相对复杂的通信协议实现，我认为对于初学者或者希望将理论知识转化为实际技能的工程师来说，非常有价值。我特别喜欢书中对项目开发流程的梳理，从需求分析、硬件选型到软件设计、调试优化，每一步都给出了清晰的指导。其中关于使用STM32CubeMX进行项目初始化配置的部分，讲解得非常到位，大大简化了繁琐的硬件配置过程，让我能够更快地进入到核心功能的开发中。此外，书中还讨论了一些嵌入式系统开发中常见的问题及其解决方法，例如功耗优化、实时性保证等，这些宝贵的经验分享，是纯粹理论书籍难以提供的。总的来说，这本书更像是一位经验丰富的导师，在手把手地教你如何一步步构建一个完整的嵌入式系统。

评分☆☆☆☆☆

从一个长期从事嵌入式开发一线工作的工程师角度来看，这本书提供了一个非常好的知识梳理和更新的平台。书中关于Cortex-M3内核的深入讲解，虽然我之前有所了解，但通过作者的重新阐述，我发现了一些之前容易被忽视的细节，比如关于加载/存储指令的原子性问题，以及不同内存区域的访问特性。这对我理解一些底层代码的行为有很大帮助。而在STM32F系列的应用部分，书中对各种外设的讲解，特别是那些相对复杂的如DMA、定时器的高级功能，提供了清晰的框图和寄存器配置说明，让我能够快速回顾和掌握这些关键技术。对于一些新手来说，书中提到的“从现象到本质”的分析方法，即通过观察系统的实际表现，反推出可能的原因，并最终定位到具体的硬件或软件问题，是非常实用的一种解决问题的思路。总的来说，这本书的内容扎实，能够帮助开发者构建起对嵌入式系统全面的认知，并且在实际工作中起到指导作用。

评分☆☆☆☆☆

我是一名正在系统学习嵌入式开发的在校学生，对于这本《嵌入式系统及其应用》的评价，我想从学习的连贯性和深度上来谈。这本书在前半部分详细讲解了Cortex-M3内核的架构和工作原理，这部分内容对于建立微控制器底层知识非常有帮助。作者并没有止步于概念的描述，而是通过大量的图示和详细的解释，帮助读者理解CPU如何执行指令、如何响应中断等关键机制。这为后续学习STM32系列微控制器提供了坚实的基础。书中对STM32F系列的外设介绍也非常全面，涵盖了GPIO、UART、SPI、I2C等常用的通信接口，并且提供了相应的寄存器操作示例。虽然有些章节的细节处理略显复杂，需要反复阅读和思考，但这恰恰说明了其内容的深度和专业性。我个人认为，这本书更适合那些愿意投入时间和精力去深入钻研，而不是只追求表面知识的学习者。

评分☆☆☆☆☆

这本书的价值，我认为更多体现在其对嵌入式系统设计理念的传达。作者在书中并非简单地罗列技术细节，而是着重于阐述在实际嵌入式系统开发中需要考虑的各种因素。例如，在讨论软件架构设计时，书中会探讨实时操作系统（RTOS）的选择与应用，以及如何在资源受限的环境下进行高效的代码组织。这对于提升嵌入式系统的可维护性和可扩展性至关重要。此外，书中还涉及到了嵌入式系统调试的艺术，比如如何利用JTAG/SWD接口进行在线调试，如何使用逻辑分析仪捕捉信号，以及如何分析和定位隐藏的bug。这些实践性的指导，能够帮助开发者有效地解决各种棘手的问题。我对书中关于嵌入式系统性能优化部分的探讨也印象深刻，其中提到的一些方法论，例如如何减少中断延迟、如何优化内存访问，对于提升系统的响应速度和效率具有直接的指导意义。

评分☆☆☆☆☆

这本书确实是一本相当有分量的著作，尤其对于想要深入理解嵌入式系统原理的读者来说，它提供了一个非常扎实的理论基础。我个人尤其欣赏书中对底层硬件架构的细致剖析，例如对Cortex-M3内核的指令集、流水线、中断处理机制等方面的讲解，非常清晰透彻，让我能够更直观地理解微处理器是如何工作的。不同于一些泛泛而谈的教材，这本书似乎非常注重细节，即使是一些初学者可能容易忽略的概念，书中也给出了详细的解释和图示，这对于建立牢固的知识体系至关重要。在阅读过程中，我常常能感受到作者在编排内容时的良苦用心，力求让晦涩的技术原理变得易于理解。例如，书中在介绍特定外设的寄存器操作时，往往会结合实际的应用场景，这不仅增加了学习的趣味性，也让理论知识有了更强的实践指导意义。我感觉如果能够结合书中讲解的理论，去做一些小的硬件实验，效果会更好。

评分☆☆☆☆☆

还可以…………

评分☆☆☆☆☆

还可以…………

评分☆☆☆☆☆

侧面有些磨损

评分☆☆☆☆☆

不错，是正版，半价

评分☆☆☆☆☆

还不错，还不错，还不错

评分☆☆☆☆☆

不错，是正版，半价

评分☆☆☆☆☆

好

评分☆☆☆☆☆

好

评分☆☆☆☆☆

侧面有些磨损