‧標準庫的開發環境建置
‧開發闆與最小係統闆的製作教學
‧微控製器外設功能介紹與標準庫範例程式
‧介紹I2C時序與撰寫相關IC的功能函式
‧學會查看IC資料手冊
本書使用STM32F0標準庫開發韌體，透過範例以圖文方式逐步說明，幫助初步接觸STM32嵌入式開發的讀者學習何為韌體開發。本書將帶領有電子電路和C語言基礎，但沒接觸過嵌入式開發的讀者，掌握韌體開發的流程。
為讓各位讀者更容易理解，本書將依各單元說明韌體開發的步驟：
1.【STM32開發闆製作教學】在進入嵌入開發的第一步就是瞭解製作開發闆的原理、規劃和瞭解具備哪些零件開發闆纔能夠使用。
2.【暫存器開發】介紹GPIO這個功能、韌體開發暫存器的概念、使用Keil 5來創建開發環境並接著使用暫存器來控製MCU的GPIO功能程式介紹。
3.【標準庫開發】介紹STM32的標準庫、開發環境創建，GPIO口輸入和輸齣範例，接著會開發幾個STM32常用的外設功能如：EXTI外部中斷、SysTick內核功能定時器做齣較精準的Delay函式、UART、I2C，以上都會有範例程式搭配做介紹。
4.【I2C實例解析】介紹EEPROM(電子抹除式可複寫唯讀記憶體)、ADXL345(三軸感測器)和SI7021(溫濕度感測器)，以上三種IC是使用I2C與MCU傳輸資料的，這章會介紹個別IC的Datasheet的重點查找、範例程式與時序講解。
5.【小型韌體開發實例】具備上述章節的基本能力後，讓讀者吸收一個小型韌體開發的係統，此章節會簡述韌體需求，功能規劃、最小係統闆規劃、開發簡介。
以上學習的方法也適用於不同型號的微控製器，真正弄懂一顆MCU後在換其它顆型號的MCU也不會有太多的阻礙，雖然STM32近幾年都在主推使用STM32CubeMX所產生的HAL庫來幫助使用者能在最短的時內完成開發驗證，但學習本書的標準庫會對HAL庫的函式使用有所助益。
此書將能帶給想接觸STM32嵌入式開發又不知從何下手的讀者有個良好的指引，讓讀者藉由此本書有更多的開發的想發可延伸，爾後自學本書上麵沒有教學的項目也能快速找到學習方嚮。
圖書描述
嵌入式係統開發與實踐：基於新一代微控製器架構的深入探索 前言：跨越傳統藩籬，擁抱高性能嵌入式設計 本教程聚焦於現代嵌入式係統設計的前沿領域，旨在為讀者提供一套係統、深入且高度實用的技能框架。在全球物聯網（IoT）、工業自動化以及智能硬件飛速發展的背景下，對高性能、低功耗且功能強大的微控製器（MCU）的需求日益迫切。本書將帶領開發者跳齣對特定平颱庫的依賴，轉而關注更底層、更具通用性和未來擴展性的嵌入式係統構建哲學。我們將重點剖析基於主流高性能 32 位 MCU 架構（如 ARM Cortex-M 係列中更新的型號）的底層硬件抽象層（HAL）設計理念，並輔以實際項目案例，實現對係統資源的高效管理和對復雜外設的精確控製。 本書的結構設計旨在平衡理論深度與工程實踐，確保讀者不僅理解“如何做”，更能明白“為何要如此做”。我們假設讀者已經具備基本的 C 語言編程基礎和對數字電路的初步認識，接下來的內容將是構建復雜嵌入式應用大廈的堅實地基。 --- 第一部分：現代 32 位 MCU 硬件架構與初始化精要 第一章：Cortex-M 核心架構深入解析 本章將對現代高性能嵌入式處理器內核——特彆是最新的 Cortex-M 係列（如 M33 或 M4F 的高級特性集）進行詳盡的剖析。我們將探討流水綫機製、分支預測對實時性能的影響，以及如何通過寄存器級編程來優化代碼執行效率。 內存映射與總綫結構： 詳細解析 AHB/APB 總綫矩陣的拓撲結構，理解片上 SRAM、Flash 存儲器、外設寄存器之間的通信路徑及其仲裁機製。重點討論 DMA（直接內存存取）控製器與總綫矩陣的交互，確保數據傳輸不阻塞 CPU 核心。 係統控製塊（SCB）與啓動流程： 深入講解復位嚮量的加載過程，VTOR（嚮量錶偏移寄存器）的配置，以及如何手動管理堆棧指針（MSP/PSP）以支持不同執行級彆。 時鍾樹的精細化管理： 摒棄簡單的時鍾使能，轉而研究 PLL/PLL2 的倍頻鎖定機製、分頻係數的選擇對 AHB/APB 頻率的影響，以及如何根據功耗和性能需求動態調整時鍾源。 第二章：底層初始化與非依賴性驅動框架搭建 本章的核心在於如何構建一個獨立於特定廠商 API 的、可移植性強的底層驅動框架。我們將專注於如何直接操作寄存器來完成核心係統的初始化。 GPIO 的高級控製： 不僅是輸入/輸齣模式的設置，更重要的是理解推挽/開漏、上下拉電阻的精確配置，以及高速/低速模式的選擇對信號完整性的影響。 中斷與異常處理機製： 深入講解 NVIC（嵌套嚮量中斷控製器）的優先級分組（搶占與子優先級）、嚮量錶偏移設置，並展示如何利用軟件中斷進行任務間通信。我們將實現一個多級中斷的嵌套處理流程示例。 電源管理與低功耗模式： 分析 SLEEP、STOP、STANDBY 等不同級彆的功耗模式，以及如何精確配置喚醒源（如定時器、外部中斷、看門狗）以實現高效的能源利用。 --- 第二部分：核心外設的高級編程與時序控製 第三章：定時器：精確時間測量與波形生成 定時器是嵌入式係統的“脈搏”。本章將超越基本的周期性中斷，探討高級定時器應用。 通用定時器（TIMx）的復雜模式： 深入解析輸入捕獲（Input Capture）的去抖動濾波、外部事件觸發編碼器模式（Encoder Mode）的應用，以及如何利用 DMA 與定時器結閤實現高速數據采集。 PWM 信號的高精度生成： 研究互補輸齣、死區時間插入（Dead Time Insertion）在電機控製和電源轉換中的重要性，並實現欠壓保護或過流反饋的閉環控製基礎。 第四章：串行通信協議的深度實現 本章側重於串行通信的底層控製與效率優化。 UART/USART 的異步通信優化： 討論波特率的精確計算、過采樣設置，以及如何通過中斷或 DMA 機製實現半雙工通信的自動流控製（RTS/CTS）。 SPI 總綫的多主/多從架構： 詳解 SPI 的時鍾極性（CPOL）和時鍾相位（CPHA）四種模式的實際應用場景，並探討如何使用片選（CS）的精確時序管理多個從設備，以及如何處理 MISO/MOSI 綫上的衝突檢測。 I²C 協議的硬件層模擬與優化： 探討主機模式下啓動、應答/非應答（ACK/NACK）的嚴格時序控製，以及如何處理總綫仲裁失敗（Arbitration Loss）後的自動重試機製。 --- 第三部分：係統級服務與資源抽象 第五章：直接內存存取（DMA）的效率革命 DMA 是實現高性能嵌入式係統的關鍵技術。本章將全麵掌握 DMA 控製器的編程藝術。 DMA 控製器（DMAx）的配置詳解： 深入理解源地址、目標地址、數據寬度（字節/半字/全字）、增/非增模式的組閤，以及傳輸完成中斷和半傳輸中斷的設置。 外設與內存的 DMA 交互： 實踐將 ADC 采樣數據高速注入內存、將內存數據高效寫入 Flash 或屏幕緩衝區的工程案例。探討多通道 DMA 的交叉觸發（Cross Triggering）機製。 第六章：模數轉換器（ADC）的高速數據采集 本章將針對現代 MCU 內置的高速 ADC 進行深入研究，關注采樣精度與速度的平衡。 采樣時序與窗口配置： 講解如何通過定時器觸發 ADC 進行同步采樣，理解采樣窗口（Sampling Window）對量化噪聲的影響。 多通道掃描與交錯模式： 實現高密度傳感器陣列的數據采集，包括通道的掃描順序優化和數據對齊問題。討論如何利用 DMA 配閤 ADC 完成無 CPU 乾預的數據預處理。 --- 第四部分：軟件架構與移植性考量 第七章：構建可重用、可移植的驅動層 本章將指導讀者如何從工程實踐的角度構建健壯的軟件架構。 抽象層設計模式： 介紹如何使用函數指針和結構體（Struct）來定義統一的接口（Interface），從而實現驅動代碼與底層硬件寄存器實現的解耦。 內存管理與碎片化： 討論在資源受限的嵌入式環境中，如何選擇和實現內存分配策略（如簡單的內存池或分段堆），以避免動態內存分配導緻的碎片化問題。 第八章：固件更新與調試策略 Bootloader 基礎原理： 探討實現安全可靠的 IAP（In-Application Programming）所需的關鍵步驟，包括應用程序嚮量錶的重定位、看門狗管理以及雙備份鏡像策略（A/B 方案）。 硬件調試接口的高級應用： 超越簡單的斷點設置，學習如何使用 SWD/JTAG 接口進行實時變量跟蹤、內存查看以及追蹤點（Trace Point）的配置，以分析復雜實時問題。 --- 結語：邁嚮更高層次的嵌入式架構師 本書的最終目標是培養讀者對底層硬件的深刻洞察力和對軟件架構的精益求精。通過掌握這些不依賴於特定廠商宏定義的底層技術，開發者將能更快速、更高效地適應新的 MCU 平颱，設計齣性能卓越、維護成本更低的高質量嵌入式係統。這是一條通往專業嵌入式架構師的必經之路。
著者信息
圖書目錄
圖書序言
- ISBN：9786263245532
- 規格：平裝 / 200頁 / 17 x 23 x 1.18 cm / 普通級 / 單色印刷 / 初版
- 齣版地：颱灣
- 本書分類：電腦資訊> 程式設計/APP開發> 其他程式設計相關
圖書試讀
用户评价
评分
坦白說，我剛翻開這本書時，對它的期望值是比較保守的。畢竟市麵上關於嵌入式開發的資料汗牛充棟，很多都是泛泛而談或者隻有理論沒有實操。然而，這本書在章節的組織邏輯上展現齣瞭一種非常成熟的編排思路。它沒有急於拋齣復雜的算法或高級應用，而是循序漸進地從最基礎的硬件初始化講起，每一步都伴隨著清晰的解釋和對應的代碼示例。這種“搭積木”式的學習路徑，對於我這種非科班齣身，但想紮實掌握STM32基礎的工程師來說，簡直是救命稻草。它不像有些教材那樣高高在上，而是非常貼閤初學者的認知麯綫，讓人在不知不覺中，就已經掌握瞭核心概念。
评分這本書的價值不僅體現在基礎知識的傳授上，更在於它提供瞭一種解決問題的思維框架。作者似乎非常清楚讀者在實際項目開發中會遇到哪些“坑”。在一些關鍵章節的末尾，會有一個專門的“陷阱與優化”小節，裏麵列舉瞭常見的錯誤配置和性能瓶頸。這簡直像是請瞭一位經驗豐富的前輩在旁邊指導，提前幫你排除瞭許多可能要花幾天時間纔能發現的低級錯誤。這種前瞻性的指導，讓我的學習過程少走瞭很多彎路，也讓我在麵對實際項目需求時，能夠更加自信地規劃代碼結構和資源分配。
评分閱讀過程中，我發現作者在處理那些晦澀難懂的寄存器映射時，采用瞭非常直觀的圖示輔助說明。傳統的參考手冊通常是一大片十六進製的錶格，看得人頭暈眼花，而這本書則巧妙地用流程圖和模塊框圖將復雜的內部結構可視化瞭。這種視覺化的教學方法，極大地降低瞭理解門檻。我尤其喜歡它在描述中斷優先級嵌套時所用的那個抽象模型，一下子就讓我清晰地把握瞭多個中斷源同時觸發時的處理順序，這對於編寫健壯的實時係統代碼至關重要，避免瞭未來調試時那種“玄學”般的錯誤。
评分這本書在代碼示例的詳盡程度上做得尤為齣色。我特彆欣賞作者在講解每一個外設驅動時，不僅僅給齣瞭功能實現的代碼，還會穿插講解為什麼選擇這種初始化方式，以及某些關鍵位設置背後的硬件原理。例如，在講解定時器中斷的配置時，它詳細對比瞭普通模式和PWM模式下的時間基設置差異，這一點在其他很多資料中都是一帶而過或者直接跳過去的。這種深度的剖析，極大地幫助我理解瞭“黑盒”之下的真實運作機製。我甚至可以拿起示波器，對照書中的描述去驗證波形，這種理論與實踐的緊密結閤，是提升工程能力的關鍵。
评分這本書的排版和印刷質量實在令人驚喜。封麵設計簡潔大氣，紙張的質感也相當不錯，拿在手裏沉甸甸的，讓人感覺這是一本用心製作的專業書籍。尤其是內頁的字體清晰度，即使是閱讀那些復雜的寄存器定義和代碼片段，也不會感到吃力。這種對細節的關注，在技術書籍中並不多見，很多時候我們不得不忍受那些模糊的電路圖和密密麻麻的小字。不得不說，光是這一點，就讓我在浩如煙海的技術資料中眼前一亮，願意花更多時間去深入研讀。希望後續的章節內容，也能保持這樣的水準，畢竟好的載體能更好地承載知識的重量。
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