嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)——基于STM32L431、HAL庫和FreeRTOS 吳櫂耀 魏楊 嚴(yán)立甫
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- 作者:吳櫂耀 魏楊 嚴(yán)立甫
- 出版時(shí)間:2025/9/1
- ISBN:9787111788720
- 出 版 社:機(jī)械工業(yè)出版社
- 中圖法分類:
- 頁碼:
- 紙張:膠版紙
- 版次:
- 開本:16開
本書圍繞STM32L431芯片平臺(tái)、HAL庫應(yīng)用、FreeRTOS及端側(cè)AI應(yīng)用等內(nèi)容展開,采用項(xiàng)目化的框架結(jié)構(gòu),構(gòu)建了階梯式實(shí)踐體系,不僅內(nèi)容緊跟技術(shù)發(fā)展趨勢(shì),而且偏重實(shí)用,有利于讀者學(xué)習(xí)單片機(jī)和嵌入式技術(shù)。全書共10個(gè)項(xiàng)目,每個(gè)項(xiàng)目都包含了具體的任務(wù)和實(shí)踐環(huán)節(jié)。項(xiàng)目一~項(xiàng)目七為STM32裸機(jī)開發(fā),項(xiàng)目八為FreeRTOS系統(tǒng)開發(fā),項(xiàng)目九為基于AI的端側(cè)AI應(yīng)用,項(xiàng)目十為嵌入式系統(tǒng)綜合應(yīng)用。 本書配套了嵌入式開發(fā)板,開發(fā)板具有功能豐富、應(yīng)用性強(qiáng)、可擴(kuò)展性強(qiáng)的特點(diǎn),讀者能夠基于配套的開發(fā)板完成書中的實(shí)踐項(xiàng)目、學(xué)習(xí)嵌入式技術(shù)、參加比賽、開展應(yīng)用項(xiàng)目探究、開展畢業(yè)設(shè)計(jì)等! ”緯瓤勺鳛楦咝k娮有畔㈩、計(jì)算機(jī)類和自動(dòng)化類等專業(yè)的嵌入式和單片機(jī)相關(guān)課程的教材,也可作為嵌入式工程師的培訓(xùn)用書,還可以作為相關(guān)開發(fā)人員的技術(shù)參考資料。
在嵌入式技術(shù)蓬勃發(fā)展的當(dāng)下,這本教材無疑是學(xué)習(xí)者與從業(yè)者的得力助手。它以 STM32L431 芯片平臺(tái)為基石,緊跟行業(yè)技術(shù)趨勢(shì),不僅全面涵蓋 STM32 基礎(chǔ)開發(fā)、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用,更深入拓展至 FreeRTOS 與端側(cè) AI 應(yīng)用等前沿領(lǐng)域。書中精心構(gòu)建的階梯式實(shí)踐體系,搭配源自實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景的豐富案例,讓讀者從基礎(chǔ)入門逐步邁向精通,切實(shí)提升工程實(shí)踐能力。專業(yè)且分工明確的編寫團(tuán)隊(duì),確保了內(nèi)容的quanwei性與準(zhǔn)確性;功能強(qiáng)大、應(yīng)用廣泛的配套開發(fā)板,為實(shí)踐學(xué)習(xí)提供了堅(jiān)實(shí)保障。無論是高校相關(guān)專業(yè)教學(xué),還是嵌入式工程師培訓(xùn),亦或是開發(fā)人員的技術(shù)參考,它都能完美勝任,是嵌入式技術(shù)學(xué)習(xí)路上不可或缺的優(yōu)質(zhì)指南。
隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展,嵌入式系統(tǒng)作為連接物理世界與數(shù)字世界的橋梁,其重要性日益凸顯。嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用場(chǎng)景已經(jīng)從工業(yè)控制、智能家居延伸到物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等前沿領(lǐng)域。為幫助讀者系統(tǒng)掌握基于STM32芯片平臺(tái)的嵌入式開發(fā)技術(shù),本書以STM32CubeMX和MDK-ARM為開發(fā)工具,結(jié)合當(dāng)前行業(yè)技術(shù)趨勢(shì),設(shè)計(jì)了項(xiàng)目化的學(xué)習(xí)路徑。本書不僅涵蓋STM32基礎(chǔ)開發(fā)與物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用,還深入講解了FreeRTOS和端側(cè)AI應(yīng)用等實(shí)戰(zhàn)內(nèi)容,通過階梯式實(shí)踐體系,可逐步提升讀者的工程實(shí)踐能力。書中案例均源于實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景,兼顧技術(shù)深度與項(xiàng)目實(shí)用性,旨在讓讀者既能快速上手,又能理解嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想,為后續(xù)深入學(xué)習(xí)或項(xiàng)目實(shí)踐奠定扎實(shí)基礎(chǔ)! ∪珪10個(gè)項(xiàng)目,每個(gè)項(xiàng)目都包含了具體的任務(wù)和實(shí)踐環(huán)節(jié)。從初識(shí)嵌入式系統(tǒng)到搭建開發(fā)環(huán)境,再到LED燈及按鍵控制、數(shù)據(jù)收發(fā)、光照數(shù)據(jù)采集、定時(shí)器與Flash存儲(chǔ)器應(yīng)用、數(shù)據(jù)顯示控制,以及嵌入式操作系統(tǒng)、端側(cè)AI應(yīng)用和嵌入式系統(tǒng)綜合應(yīng)用等,每個(gè)項(xiàng)目都按照先易后難、先基礎(chǔ)后提高的順序組織實(shí)踐內(nèi)容,符合初學(xué)者的認(rèn)知規(guī)律! ≡趦(nèi)容方面,本書圍繞STM32L431芯片平臺(tái)、HAL庫應(yīng)用、FreeRTOS及端側(cè)AI應(yīng)用展開,構(gòu)建了嵌入式技術(shù)基礎(chǔ)學(xué)習(xí)框架。采用階梯式實(shí)踐+模塊化+項(xiàng)目化的方式組織實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容,內(nèi)容緊跟技術(shù)發(fā)展趨勢(shì),具有高度的實(shí)用性。本書內(nèi)容包含嵌入式前沿技術(shù)的應(yīng)用,如AI智能問答工具的使用、嵌入式設(shè)備端側(cè)AI應(yīng)用案例和智慧農(nóng)業(yè)應(yīng)用案例等! 榱四軌驇椭x者更好地將知識(shí)轉(zhuǎn)化為應(yīng)用實(shí)踐能力,本書配套了嵌入式開發(fā)板,供讀者開展項(xiàng)目實(shí)踐、應(yīng)用探究和產(chǎn)品開發(fā)。開發(fā)板具有功能豐富、應(yīng)用性強(qiáng)、可擴(kuò)展性強(qiáng)的特點(diǎn)。如需單獨(dú)購買開發(fā)板,請(qǐng)?jiān)谔詫氈兴阉鞯赇仭扒度胧綄W(xué)習(xí)之家”進(jìn)行咨詢! ”緯蓞菣樢⑽簵、嚴(yán)立甫任主編,賴健瓊、黃毅、覃國輝、黃小莉任副主編,張加遠(yuǎn)、郭文靜、郭進(jìn)、陳昌平、陳小寧、趙明參與編寫。其中,吳櫂耀負(fù)責(zé)項(xiàng)目一、項(xiàng)目九、項(xiàng)目十的編寫和全書統(tǒng)稿工作,魏楊負(fù)責(zé)編寫項(xiàng)目五與項(xiàng)目七的任務(wù)一和任務(wù)二,嚴(yán)立甫負(fù)責(zé)編寫項(xiàng)目二與項(xiàng)目七的任務(wù)三和任務(wù)四,賴健瓊負(fù)責(zé)編寫項(xiàng)目三與項(xiàng)目四,黃小莉負(fù)責(zé)編寫項(xiàng)目六與項(xiàng)目八,黃毅負(fù)責(zé)開發(fā)板相關(guān)工作,覃國輝負(fù)責(zé)實(shí)踐驗(yàn)證,張加遠(yuǎn)、郭文靜、郭進(jìn)、陳昌平、陳小寧、趙明負(fù)責(zé)編寫本書中涉及的程序代碼! ”緯@得了產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項(xiàng)目和西南財(cái)經(jīng)大學(xué)天府學(xué)院教材建設(shè)項(xiàng)目以及綿陽城市學(xué)院和廣州粵嵌通信科技股份有限公司的支持,在此表示感謝。另外,本書在編寫過程中參考和借鑒了大量的相關(guān)資料,謹(jǐn)對(duì)各位作者表示衷心的感謝! ∮捎诰幷咚接邢蓿瑫须y免存在疏漏和不足之處,懇請(qǐng)讀者批評(píng)指正。
吳櫂耀,主持校級(jí)及以上教學(xué)改革項(xiàng)目3項(xiàng),發(fā)表了教學(xué)改革相關(guān)論文6篇,申請(qǐng)了軟件著作權(quán)5項(xiàng)。2020年9月,榮獲西南財(cái)經(jīng)大學(xué)天府學(xué)院“教學(xué)新星”;2021年10月,榮獲“全國高等院校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育研究會(huì)2021年度計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育新星教師獎(jiǎng)”;2022年7月,榮獲西南財(cái)經(jīng)大學(xué)天府學(xué)院“優(yōu)秀班主任”;2024年9月,榮獲西南財(cái)經(jīng)大學(xué)天府學(xué)院“教學(xué)名師”。
前言項(xiàng)目一 初識(shí)嵌入式系統(tǒng) 1 任務(wù)一 嵌入式系統(tǒng)的定義及發(fā)展歷程 2 任務(wù)二 嵌入式處理器的概念及特性 4 任務(wù)三 嵌入式開發(fā)板的系統(tǒng)架構(gòu)、特性及使用方法 7 任務(wù)四 嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)流程 12項(xiàng)目二 搭建開發(fā)環(huán)境 16 任務(wù)一 安裝嵌入式開發(fā)軟件 16 任務(wù)二 編寫嵌入式程序 24項(xiàng)目三 LED燈及按鍵控制 35 任務(wù)一 GPIO端口的工作原理 36 任務(wù)二 點(diǎn)亮LED燈 44 任務(wù)三 按鍵控制LED燈 46 任務(wù)四 使用中斷方式實(shí)現(xiàn)按鍵控制LED燈 49項(xiàng)目四 基于USART通信的LED燈控制 53 任務(wù)一 USART通信原理 53 任務(wù)二 計(jì)算機(jī)與開發(fā)板的數(shù)據(jù)收發(fā) 64 任務(wù)三 使用定長字符串控制LED燈 69 任務(wù)四 使用不定長字符串控制LED燈 73 任務(wù)五 使用中斷方式實(shí)現(xiàn)字符串控制LED燈 78 任務(wù)六 使用DMA方式實(shí)現(xiàn)字符串控制LED燈 83項(xiàng)目五 ADC與DAC 91 任務(wù)一 ADC理論知識(shí) 92 任務(wù)二 ADC應(yīng)用實(shí)例 95 任務(wù)三 DAC理論知識(shí) 105 任務(wù)四 DAC應(yīng)用實(shí)例 106項(xiàng)目六 定時(shí)器與Flash存儲(chǔ)器 113 任務(wù)一 定時(shí)器的工作原理 113 任務(wù)二 定時(shí)器應(yīng)用案例 124 任務(wù)三 Flash存儲(chǔ)器的工作原理 129 任務(wù)四 Flash存儲(chǔ)器應(yīng)用案例 134項(xiàng)目七 通信接口驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì) 141 任務(wù)一 I2C通信原理 141 任務(wù)二 I2C應(yīng)用實(shí)例 146 任務(wù)三 SPI和Flash存儲(chǔ)器 158 任務(wù)四 基于SPI的W25Q128驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì) 166項(xiàng)目八 嵌入式操作系統(tǒng) 178 任務(wù)一 FreeRTOS移植 178 任務(wù)二 FreeRTOS多任務(wù)應(yīng)用 187 任務(wù)三 FreeRTOS進(jìn)階案例 198項(xiàng)目九 嵌入式設(shè)備端側(cè)AI應(yīng)用 208 任務(wù)一 搭建嵌入式AI應(yīng)用開發(fā)環(huán)境 209 任務(wù)二 端側(cè)AI應(yīng)用 212項(xiàng)目十 嵌入式系統(tǒng)綜合應(yīng)用 224 任務(wù)一 需求分析 225 任務(wù)二 系統(tǒng)整體架構(gòu)設(shè)計(jì) 226 任務(wù)三 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 227 任務(wù)四 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 228 任務(wù)五 系統(tǒng)功能測(cè)試 230參考文獻(xiàn) 234