項目一 開發(fā)環(huán)境搭建 1任務(wù)一 微控制器選型 1【任務(wù)描述】 1【相關(guān)知識】 2一、ARM 微控制器發(fā)展歷史 2二、軟件接口標(biāo)準(zhǔn) CMSIS 2【任務(wù)實施】 3控制器選型 3任務(wù)二 初識開發(fā)板硬件電路 6【任務(wù)描述】 6【相關(guān)知識】 6STM32 微控制器啟動模式 6【任務(wù)實施】 6一、了解擴(kuò)展板硬件電路 6二、了解核心板電路 8任務(wù)三 搭建開發(fā)環(huán)境 10【任務(wù)描述】 10【相關(guān)知識】 10一、MDK-ARM 10二、JTAG 接口和 SWD 調(diào)試接口 10【任務(wù)實施】 11一、獲取 KEIL5 安裝包 11二、安裝 KEIL5 11三、安裝 STM32 芯片包 13四、安裝調(diào)試工具 15項目總結(jié) 16擴(kuò)展閱讀:華為麒麟芯片十年攀登史 16項目二 庫函數(shù)開發(fā)初探———從點亮單燈開始 18任務(wù)一 多文件編程 18【任務(wù)描述】 18【相關(guān)知識】 18一、使用函數(shù)提高編程效率 18二、模塊化編程 20【任務(wù)實施】 21使用多文件編程求三角形和矩形面積 21任務(wù)二 創(chuàng)建庫函數(shù)工程模板 22【任務(wù)描述】 22【相關(guān)知識】 22一、固件庫文件 22二、幫助文檔 26【任務(wù)實施】 27創(chuàng)建庫函數(shù)工程模板 27任務(wù)三 點亮單燈 34【任務(wù)描述】 34【相關(guān)知識】 34一、點亮 LED 燈的開發(fā)步驟 34二、LED 燈的硬件電路 34三、點亮 LED 燈的軟件設(shè)計 35【任務(wù)實施】 35使用庫函數(shù)開發(fā)點亮單燈 35項目總結(jié) 39擴(kuò)展閱讀:千里之行始于足下 39項目三 使用 GPIO 接口完成簡單開發(fā)任務(wù) 40任務(wù)一 使用 GPIO 實現(xiàn)流水燈 40【任務(wù)描述】 40【相關(guān)知識】 40一、GPIO 工作模式 40二、STM32F407ZGT6 的時鐘系統(tǒng) 45三、GPIO 結(jié)構(gòu)體及庫函數(shù) 49【任務(wù)實施】 53通過 GPIOA 實現(xiàn)流水燈 53任務(wù)二 使用 GPIO 完成按鍵控制 55【任務(wù)描述】 55【相關(guān)知識】 55一、按鍵的硬件電路 55二、按鍵去抖 56三、按鍵控制軟件設(shè)計 56【任務(wù)實施】 57一、使用 GPIOC0 控制按鍵 57二、多個按鍵控制 59任務(wù)三 數(shù)碼管動態(tài)顯示 60【任務(wù)描述】 60【相關(guān)知識】 60一、數(shù)碼管內(nèi)部結(jié)構(gòu) 60二、數(shù)碼管的靜態(tài)顯示 61三、數(shù)碼管的動態(tài)顯示 62【任務(wù)實施】 62一、在一位數(shù)碼管上輪流顯示0 ~ 9 62二、四位數(shù)碼管顯示不同數(shù)字 64項目總結(jié) 67項目拓展 67擴(kuò)展閱讀:代碼規(guī)范 67項目四 利用定時器和外部中斷實現(xiàn)電子鐘校準(zhǔn) 68任務(wù)一 通過嵌套向量中斷控制器NVIC 設(shè)置中斷參數(shù) 69【任務(wù)描述】 69【相關(guān)知識】 69一、 STM32 的中斷和異常 69二、嵌套向量中斷控制器 NVIC 70三、 NVIC 結(jié)構(gòu)體 73四、 NVIC 的固件庫函數(shù) 75五、中斷編程要點 75【任務(wù)實施】 75完成基本定時器 TIM6 的 NVIC配置 75任務(wù)二 利用定時器實現(xiàn)電子鐘 76【任務(wù)描述】 76【相關(guān)知識】 77一、高級定時器、通用定時器、基本定時器 77二、基本定時器的主要特性 77三、定時器的結(jié)構(gòu)體 80四、定時器的庫函數(shù) 81五、使用基本定時器 TIM6定時 1 s 82【任務(wù)實施】 83一、掌握基本定時器的原理 83二、定時器定時 1 s 83三、定時器實現(xiàn)電子鐘 84任務(wù)三 利用外部中斷實現(xiàn)電子鐘的校準(zhǔn) 87【任務(wù)描述】 87【相關(guān)知識】 88一、EXTI 控制器的主要特性 88二、使用軟件中斷產(chǎn)生外部中斷 89三、 EXTI 的結(jié)構(gòu)體 90四、 ETXI 的庫函數(shù) 91【任務(wù)實施】 92一、配置外部中斷線的相關(guān)參數(shù) 92二、利用外部中斷實現(xiàn)電子鐘的校準(zhǔn) 93項目總結(jié) 98擴(kuò)展閱讀:知識產(chǎn)權(quán) 98項目五 通過 USART 收發(fā)數(shù)據(jù) 100任務(wù)一 配置 USART 的參數(shù) 101【任務(wù)描述】 101【相關(guān)知識】 101一、串口通信協(xié)議 101二、USART 主要特性 104三、USART 功能 104四、USART 的結(jié)構(gòu)體 109五、USART 的庫函數(shù) 111【任務(wù)實施】 113配置 USART1 的相關(guān)參數(shù) 113任務(wù)二 通過 USART 收發(fā)數(shù)據(jù) 114【任務(wù)描述】 114【相關(guān)知識】 114一、通過 USART 進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送與接收原理 114二、編程要點 114【任務(wù)實施】 115通過 USART1 發(fā)送、接收數(shù)據(jù)并控制 LED 燈 115項目總結(jié) 122擴(kuò)展閱讀:中國自主 CPU 發(fā)展道路———龍芯研制之路 122項目六 使用 SPI 總線驅(qū)動 TFT 屏顯示 123任務(wù)一 設(shè)置 SPI 的相關(guān)參數(shù) 124【任務(wù)描述】 124【相關(guān)知識】 124一、SPI 協(xié)議 124二、SPI 特性 127三、SPI 框圖 127四、 SPI 的結(jié)構(gòu)體 129五、SPI 的庫函數(shù) 132【任務(wù)實施】 133設(shè)置 SPI 的參數(shù),初始化 SPI1 133任務(wù)二 STM32 驅(qū)動 TFT-LCD 屏顯示 133【任務(wù)描述】 133【相關(guān)知識】 133一、TFT-LCD 屏 133二、串行接口傳輸寫模式和讀模式 134三、數(shù)據(jù)傳輸模式 136四、顯示數(shù)據(jù) RAM 136五、典型電路接法 136【任務(wù)實施】 137SPI 總線驅(qū)動 TFT-LCD 屏顯示電子鐘 137項目總結(jié) 149擴(kuò)展閱讀:工匠精神 149項目七 利用定時器輸出 PWM波形 151任務(wù)一 配置定時器生成 PWM 的參數(shù) 151【任務(wù)描述】 151【相關(guān)知識】 151一、PWM 簡介 151二、PWM 的應(yīng)用 152三、通用定時器的特性 154四、通用定時器的功能 155五、定時器的結(jié)構(gòu)體 166六、定時器的庫函數(shù) 167【任務(wù)實施】 168配置 PWM 參數(shù) 168任務(wù)二 通過定時器生成 PWM波形 168【任務(wù)描述】 168【相關(guān)知識】 168一、定時器生成 PWM 的編程要點 168二、定時器通道和輸出端口的參數(shù)配置 169【任務(wù)實施】 172通過定時器生成 PWM 172項目總結(jié) 175擴(kuò)展閱讀:精益求精 175項目八 使用 I2C 獲取 BH1750光強(qiáng) 176任務(wù)一 配置 I2C 參數(shù) 176【任務(wù)描述】 176【相關(guān)知識】 177一、 I2C 協(xié)議 177二、 I2C 的主要特性 180三、 I2C 功能 181四、 I2C 的通信過程 184五、 I2C 的結(jié)構(gòu)體 185六、 I2C 的庫函數(shù) 187【任務(wù)實施】 191初始化 I2C 結(jié)構(gòu)體 191任務(wù)二 使用 I2C 驅(qū)動 BH1750 獲取光強(qiáng) 192【任務(wù)描述】 192【相關(guān)知識】 192一、 BH1750 環(huán)境光強(qiáng)度傳感器集成電路 192二、 BH1750 結(jié)構(gòu)框圖 193三、 BH1750 的測量 194四、 BH1750 的傳輸時序 195【任務(wù)實施】 196驅(qū)動 BH1750 獲取光強(qiáng) 196項目總結(jié) 203擴(kuò)展閱讀:柔性 OLED 顯示屏 203項目九 通過 ADC 采集電壓值 204任務(wù)一 配置 ADC 參數(shù) 204【任務(wù)描述】 204【相關(guān)知識】 205一、如何實現(xiàn) A D 轉(zhuǎn)換 205二、STM32 的 ADC 外設(shè) 207三、ADC 的結(jié)構(gòu)體 213四、ADC 的庫函數(shù) 217【任務(wù)實施】 221配置 ADC 相關(guān)參數(shù) 221任務(wù)二 通過 ADC 采集電壓值 221【任務(wù)描述】 221【相關(guān)知識】 221一、硬件連接方式 221二、獨(dú)立模式單通道 ADC 采集編程要點 222【任務(wù)實施】 223通過 ADC 采集電壓值 223項目總結(jié) 226擴(kuò)展閱讀:華為,正在引爆下一輪科技革命 226項目十 嵌入式操作系統(tǒng) μC OS-Ⅲ的移植 227任務(wù)一 將 μC OS-Ⅲ移植到STM32 F407 開發(fā)板 227【任務(wù)描述】 227【相關(guān)知識】 227一、嵌入式操作系統(tǒng)的特點 227二、常用的嵌入式操作系統(tǒng) 229三、裸機(jī)系統(tǒng)和多任務(wù)操作系統(tǒng)的區(qū)別 230【任務(wù)實施】 232μC OS-Ⅲ操作系統(tǒng)移植 232任務(wù)二 在 μC OS-Ⅲ上實現(xiàn)單任務(wù)———LED 燈閃爍 237【任務(wù)描述】 237【相關(guān)知識】 237一、多任務(wù)系統(tǒng) 237二、定義任務(wù)堆棧 237【任務(wù)實施】 237在 μC OS-Ⅲ上實現(xiàn) LED 燈閃爍 237項目總結(jié) 239擴(kuò)展閱讀:華為鴻蒙操作系統(tǒng) 240