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本书以STM32F103XX芯片为例，对车载ARM嵌入式系统进行了详细的介绍。全书共8章，按内容讲解的难度不同划分为3篇：基础篇主要介绍有关车载ARM嵌入式系统的基础知识，包括STM32F103XX芯片的系统资源、工作平台、基本语法指令等内容。提高篇主要介绍ARM嵌入式系统在实际工程项目中的初步应用，从GPIO接口模块、ADC模数转换模块、TIMER定时器等方面进行详细介绍，并着重分析了ARM嵌入式系统硬件资源的使用。综合篇主要是对前两篇所有基础知识的总结和应用，着重介绍ARM嵌入式系统在车辆中的应用，并给出了相应的程序设计代码。

目    录
基础篇
第1章  初识ARM嵌入式系统	（1）
1.1  ARM嵌入式系统简介	（2）
1.1.1  ARM嵌入式的发展历程及其应用	（2）
1.1.2  ARM嵌入式的性能特性	（4）
1.1.3  ARM嵌入式系统的开发要点	（5）
1.1.4  常用车载ARM嵌入式芯片STM32F103XX	（7）
1.2  ARM嵌入式系统的开发环境	（8）
1.2.1  Keil MDK简介	（9）
1.2.2  Keil MDK开发步骤	（11）
1.3  ARM嵌入式系统的硬件构成	（16）
1.3.1  ARM嵌入式处理器结构	（17）
1.3.2  ARM嵌入式处理器中的指令	（18）
1.3.3  ARM硬件配置	（18）
1.4  ARM嵌入式系统开发实例——车载嵌入式芯片STM32F103XX	（19）
1.4.1  系统资源与性能参数	（20）
1.4.2  系统硬件设计	（22）
1.4.3  系统外围接口	（23）
第2章  ARM指令系统	（25）
2.1  ARM指令系统简介	（26）
2.1.1  ARM汇编语言的基本语法	（27）
2.1.2  ARM汇编指令中的后缀	（29）
2.1.3  ARM汇编指令的书写格式	（30）
2.2  ARM指令集的基本概念	（31）
2.2.1  ARM指令的基本格式	（31）
2.2.2  ARM指令中的条件执行	（33）
2.2.3  ARM指令中的S标志	（35）
2.3  ARM指令集的类型	（36）
2.3.1  跳转指令	（36）
2.3.2  算术运算指令	（42）
2.3.3  逻辑运算指令	（54）
2.3.4  存储器访问指令	（59）
2.3.5  数据传送指令	（61）
2.3.6  协处理器指令	（64）
2.3.7  异常中断产生指令	（68）
2.3.8  ARM指令小结	（69）
2.4  Thumb指令集	（69）
2.4.1  Thumb指令的基本概念	（70）
2.4.2  Thumb指令集的结构	（70）
2.4.3  Thumb状态下的寄存器	（71）
2.4.4  Thumb指令集的类型	（72）
2.4.5  Thumb指令小结	（72）
第3章  STM32技术基础	（73）
3.1  STM32F103XX系统简介	（74）
3.1.1  STM32F103XX系列处理器芯片	（74）
3.1.2  STM32F103XX器件信息	（76）
3.2  STM32F103XX引脚信息	（77）
3.3  STM32F103XX的内部结构	（77）
3.3.1  STM32F103XX芯片总体结构	（83）
3.3.2  STM32F103XX片上Flash程序存储器	（83）
3.3.3  STM32F103XX片内静态RAM	（84）
3.4  STM32F103XX存储器映射	（84）
3.4.1  存储系统中的大/小端配置	（84）
3.4.2  系统存储器的映射	（85）
3.4.3  系统存储器的访问属性	（86）
3.4.4  系统存储器的地址重映射	（88）
3.4.5  系统存储中止的异常	（89）
3.5  STM32F103XX的系统控制模块	（89）
3.5.1  晶体振荡器	（90）
3.5.2  外部中断输入	（92）
3.5.3  系统的启动模式	（93）
3.5.4  系统锁相环PLL	（93）
3.5.5  系统休眠与低功耗	（94）
3.5.6  系统复位	（98）
3.5.7  系统时钟分频	（99）
3.5.8  系统掉电检测与控制	（100）
3.6  STM32F103XX向量中断控制器	（100）
3.6.1  中断的概念与类型	（101）
3.6.2  外部中断/事件控制器的特点与结构	（102）
3.6.3  EXTI的寄存器	（104）
3.6.4  中断的处理过程	（107）
提高篇
第4章  STM32F103XX程序设计	（108）
4.1  STM32F103XX处理器的汇编程序开发框架	（109）
 
4.1.1  ARM汇编语言中的代码程序段	（110）
4.1.2  ARM汇编语言中的数据程序段	（111）
4.1.3  ARM汇编语言中的宏定义	（111）
4.1.4  ARM汇编语言中的符号数据	（112）
4.2  STM32F103XX处理器的数据操作	（114）
4.2.1  C语言中的数据类型	（114）
4.2.2  C语言中数据的输入/输出格式	（115）
4.2.3  C语言中变量和常量	（118）
4.2.4  C语言中的整型数据	（120）
4.2.5  C语言中的实型数据	（123）
4.2.6  C语言中的字符型数据	（126）
4.2.7  C语言中的字符串常量	（132）
4.2.8  不同类型数据之间的混合运算	（133）
4.3  STM32F103XX处理器的数据运算	（134）
4.3.1  ARM程序代码中的算术运算符	（135）
4.3.2  算术运算符的优先级和结合性	（136）
4.3.3  数据类型的强制转换	（137）
4.3.4  自增与自减操作	（138）
4.3.5  赋值运算符和赋值表达式	（140）
4.3.6  逗号运算符	（142）
4.4  STM32F103XX的流程控制语句	（143）
4.4.1  ARM中的if条件判断语句	（143）
4.4.2  ARM中的switch分支选择语句	（146）
4.4.3  ARM中的循环控制语句	（150）
第5章  STM32F103XX功能模块（1）	（155）
5.1  ARM处理器的选型与功能模块	（156）
5.1.1  ARM处理器的性能参数	（156）
5.1.2  ARM处理器的外部接口	（157）
5.1.3  ARM处理器的芯片封装	（158）
5.1.4  STM32F103XX系列ARM处理器	（160）
5.2  GPIO接口模块	（162）
5.2.1  GPIO引脚特性	（162）
5.2.2  GPIO引脚描述	（162）
5.2.3  GPIO引脚函数库	（164）
5.2.4  GPIO的硬件电路	（172）
5.2.5  基础实验一：汽车安全带报警指示灯与蜂鸣器实验	（174）
5.3  ADC（模数转换）模块	（179）
5.3.1  ADC特性	（179）
5.3.2  ADC引脚的描述	（180）
5.3.3  ADC库函数	（182）
5.3.4  ADC硬件电路	（192）
5.3.5  基础实验二：汽车发动机水温测量系统实验	（194）
5.4  EXTI中断模块	（208）
5.4.1  外部中断/事件的分类	（208）
5.4.2  外部中断/事件的结构	（210）
5.4.3  外部中断/事件的执行顺序与嵌套	（211）
5.4.4  外部中断/事件的选择	（213）
5.4.5  外部中断/事件库函数	（214）
5.4.6  外部中断/事件硬件电路	（221）
5.4.7  基础实验三：汽车紧急制动实验	（223）
5.5  高级控制定时器TIM1	（230）
5.5.1  TIM1的结构特性	（231）
5.5.2  TIM1的功能	（232）
5.5.3  TIM1的控制寄存器	（239）
5.5.4  TIM1库函数的功能说明	（244）
5.5.5  基础实验四：PWM驱动汽车灯光照明实验	（251）
5.6  通用定时器TIMx	（257）
5.6.1  TIMx的结构特性	（258）
5.6.2  TIMx的功能	（259）
5.6.3  TIMx的控制寄存器	（263）
5.6.4  基础实验五：汽车轮胎压力检测实验	（267）
第6章  STM32F103XX功能模块（2）	（275）
6.1  实时时钟模块	（276）
6.1.1  RTC实时时钟的功能特性	（276）
6.1.2  RTC实时时钟的结构	（277）
6.1.3  RTC寄存器的操作方式	（278）
6.1.4  RTC实时时钟的寄存器	（280）
6.1.5  RTC实时时钟的库函数	（281）
6.1.6  基础实验一：车载时钟与电子日历	（290）
6.2  看门狗WatchDog模块	（299）
6.2.1  STM32系列处理器中的看门狗	（300）
6.2.2  独立看门狗的功能特性	（300）
6.2.3  独立看门狗的寄存器	（301）
6.2.4  独立看门狗的库函数	（302）
6.2.5  窗口看门狗的功能特性	（306）
6.2.6  窗口看门狗的寄存器	（308）
6.2.7  窗口看门狗的库函数	（309）
6.2.8  基础实验二：基于秒中断的新能源汽车电池SOC值的检测实验	（313）
6.3  USART串口通信模块	（318）
6.3.1  USART的功能特性	（320）
 
6.3.2  USART的字符描述	（321）
6.3.3  USART的发送器	（322）
6.3.4  USART的接收器	（324）
6.3.5  USART的中断请求	（327）
6.3.6  USART的寄存器	（328）
6.3.7  USART的库函数	（329）
6.3.8  基础实验三：汽车轮速检测实验	（343）
6.4  CAN通信模块	（349）
6.4.1  CAN的功能结构	（350）
6.4.2  CAN的运行模式	（351）
6.4.3  CAN的功能描述	（353）
6.4.4  CAN的寄存器	（360）
6.4.5  CAN的库函数	（362）
6.4.6  基础实验四：基于CAN通信的车载电动机冷控实验	（380）
综合篇
第7章  STM32F103XX内部资源的C编程实例	（385）
7.1  基于STM32F103XX的车载温/湿度检测仪的设计	（386）
7.1.1  项目内容的概述	（386）
7.1.2  项目需求分析	（390）
7.2  系统硬件电路设计	（391）
7.2.1  系统电源设计	（391）
7.2.2  传感电路及运放电路的设计	（395）
7.2.3  DS18B20数字式温度传感器的电路设计	（397）
7.2.4  SHTXX数字式湿度传感器的电路设计	（398）
7.2.5  串口通信与BOOT启动电路的设计	（400）
7.2.6  人机交互界面	（401）
7.3  系统软件工程的设计	（403）
第8章  STM32F103XX外部接口的C编程实例	（406）
8.1  基于TFT触摸屏的汽车故障在线检测诊断教学平台设计	（407）
8.1.1  项目内容概述	（407）
8.1.2  项目需求分析	（408）
8.2  系统硬件电路设计	（411）
8.2.1  系统电源设计	（411）
8.2.2  系统逻辑控制电路设计	（414）
8.2.3  TFT LCD触摸屏电路设计	（416）
8.2.4  串口通信电路与JTAG电路	（419）
8.3  系统软件工程设计	（420）

前    言
一、行业背景
ARM芯片具有体积小、功能强、价格低的特点，在汽车工业、智能仪表、机电一体化、消费多媒体等领域有着广泛的应用，并可以提高生产、消费的自动化和智能化水平。近年来，随着片上处理器的广泛应用，嵌入式系统的开发也变得更加灵活和高效，车载ARM系统的开发和应用已经成为嵌入式应用领域的一个重大课题。
二、关于本书
本书以STM32F103XX芯片硬件资源环境和Keil Vision for ARM为依托，介绍了车载ARM嵌入式系统的设计方法，包括ARM芯片的体系结构、ARM指令系统、ARM内部资源、程序设计方法，以及各个功能模块的使用和综合应用系统的开发方法和实例。
本书各章主要内容说明如下：
第1章是ARM嵌入式基础知识介绍，包括ARM的发展、性能特性，开发环境，以及硬件构成等。
第2章是ARM指令系统的基础使用方法介绍，包括其指令系统简介、指令基本结构、指令类型等。
第3章主要是ARM嵌入式的内部资源，包括引脚信息、存储器映射、系统控制模块和向量中断模块等。
第4章主要介绍ARM嵌入式的编程语言，包括汇编语言、数据指令操作、数据运算和流程控制语句等。
第5章主要介绍ARM嵌入式的功能模块（1），包括GPIO接口模块、ADC模数转换模块、EXTI中断、TIMER定时器等。
第6章主要介绍ARM嵌入式的功能模块（2），包括RTC实时时钟、WatchDog看门狗、USART串口通信和CAN通信模块等。
第7章主要介绍ARM嵌入式内部资源的C编程实例，并以车载温湿度检测仪为例，详细介绍具体的工程设计方法。
第8章主要介绍ARM嵌入式外部接口的C编程实例，并以TFT触摸屏汽车故障在线检测诊断为例，详细介绍具体的工程设计方法。
三、本书特色
（1）适合于具有初步ARM基础的嵌入式工程师进阶学习，以及高等院校电子类专业的学生和ARM嵌入式爱好者阅读。
（2）涵盖了STM32F103XX系列单片机从内部资源到用户输入通道、A/D信号采集、温度/湿度传感芯片、有线通信模块等常用资源或者扩展器件。
（3）基于Proteus硬件开发环境提供了相应的仿真运行实例及输出结果。
（4）对于相应的资源或者器件的介绍，都是按照基础知识、硬件电路设计、工程实例分析和应用代码的方式进行的。
（5）提供了大量的工程实例电路和Keil uVision的工程文件，读者可以直接运行实验。
本书80%以上的内容由肖广兵负责编写，万茂松、羊玢参与其他内容的编写并负责全书的审阅、校对工作。同时，参与编写工作的还有吕立亚、孙宁、徐晓美、左付山、余伟、李成龙、韩培、杜康、朱亚飞、廖杰等。在此，对以上人员致以诚挚的谢意。由于时间仓促、程序和图表较多，受学识水平所限，错误之处在所难免，请广大读者给予批评指正。

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ARM嵌入式开发实例——基于STM32的系统设计