第1部分 嵌入式系統基本原理和開發知識
任務1 認識嵌入式系統 （2）
1.1 學習場景：嵌入式系統有哪些應用 （2）
1.2 學習目標 （2）
1.3 原理學習：嵌入式系統的發展與應用 （2）
1.3.1 嵌入式系統概述 （2）
1.3.2 嵌入式操作系統 （5）
1.3.3 嵌入式系統的發展與應用 （7）
1.4 任務小結 （9）
1.5 思考與拓展 （9）
任務2 ARM嵌入式開發平臺 （10）
2.1 學習場景：ARM嵌入式開發平臺有哪些應用 （10）
2.2 開發目標 （11）
2.3 原理學習：ARM微處理器 （11）
2.3.1 ARM微處理器簡介及其產品系列 （11）
2.3.2 ARM微處理器的組成及結構 （13）
2.3.3 STM32系列微處理器 （14）
2.3.4 STM32開發平臺 （17）
2.4 任務小結 （21）
2.5 思考與拓展 （21）
任務3 工程創建與調試 （22）
3.1 開發場景：如何進行項目開發 （22）
3.2 開發目標 （22）
3.3 原理學習：軟件開發環境 （22）
3.3.1 IAR for ARM開發環境 （22）
3.3.2 STM32 標準函數庫 （24）
3.3.3 IAR ARM開發環境的使用 （36）
3.3.4 IAR ARM程序的開發及在線調試 （39）
3.4 任務實踐 （44）
3.4.1 開發設計 （44）
3.4.2 功能實現 （45）
3.5 任務小結 （45）
3.6 思考與拓展 （45）
第2部分 STM32嵌入式接口開發技術
任務4 設備指示燈的設計與實現 （48）
4.1 開發場景：如何控制設備指示燈 （48）
4.2 開發目標 （48）
4.3 原理學習：STM32的GPIO功能與應用 （48）
4.3.1 STM32的GPIO （48）
4.3.2 STM32的GPIO寄存器 （53）
4.3.3 常見GPIO的位操作 （59）
4.4 任務實踐：設備指示燈控制的軟/硬件設計 （60）
4.4.1 開發設計 （60）
4.4.2 功能實現 （62）
4.5 任務驗證 （65）
4.6 任務小結 （65）
4.7 思考與拓展 （65）
任務5 競賽搶答器的設計與實現 （66）
5.1 開發場景：如何實現搶答器 （66）
5.2 開發目標 （66）
5.3 原理學習：STM32微處理器的中斷 （67）
5.3.1 中斷基本概念與定義 （67）
5.3.2 STM32中斷應用概述 （70）
5.3.3 STM32的外部中斷機制 （74）
5.4 任務實踐：搶答器的軟/硬件設計 （79）
5.4.1 開發設計 （79）
5.4.2 功能實現 （80）
5.5 任務驗證 （82）
5.6 任務小結 （83）
5.7 思考與拓展 （83）
任務6 電子時鐘的設計與實現 （84）
6.1 開發場景：如何實現電子時鐘 （84）
6.2 開發目標 （84）
6.3 原理學習：STM32定時/計數器 （84）
6.3.1 定時/計數器的基本原理 （84）
6.3.2 STM32定時器 （85）
6.4 任務實踐：電子時鐘的軟/硬件設計 （93）
6.4.1 開發設計 （93）
6.4.2 功能實現 （94）
6.5 任務驗證 （96）
6.6 任務小結 （96）
6.7 思考與拓展 （96）
任務7 汽車電壓指示器的設計與實現 （97）
7.1 開發場景：如何實現汽車電壓指示器 （97）
7.2 開發目標 （97）
7.3 原理學習：STM32 ADC （98）
7.3.1 A/D轉換 （98）
7.3.2 STM32的A/D轉換器 （99）
7.4 任務實踐：汽車電壓指示器的軟/硬件設計 （108）
7.4.1 開發設計 （108）
7.4.2 功能實現 （109）
7.5 任務驗證 （111）
7.6 任務小結 （112）
7.7 思考與拓展 （112）
任務8 環境監測點自復位的設計與實現 （113）
8.1 開發場景：如何實現自復位設計 （113）
8.2 開發目標 （113）
8.3 原理學習：STM32看門狗 （114）
8.3.1 看門狗基本原理 （114）
8.3.2 STM32看門狗 （115）
8.3.3 STM32看門狗庫函數的使用 （119）
8.4 任務實踐：環境監測點自復位的軟/硬件設計 （121）
8.4.1 開發設計 （121）
8.4.2 功能實現 （123）
8.5 任務驗證 （125）
8.6 任務小結 （125）
8.7 思考與拓展 （125）
任務9 視頻監控中三維控制鍵盤的設計與實現 （126）
9.1 開發場景：如何實現視頻監控中三維控制鍵盤 （126）
9.2 開發目標 （126）
9.3 原理學習：STM32串口 （126）
9.3.1 串口 （126）
9.3.2 STM32的USART （129）
9.3.3 STM32串口庫函數 （137）
9.4 任務實踐：視頻監控中三維控制鍵盤的軟/硬件設計 （138）
9.4.1 開發設計 （138）
9.4.2 功能實現 （139）
9.5 任務驗證 （142）
9.6 任務小結 （143）
9.7 思考與拓展 （143）
任務10 農業大棚環境信息采集系統的設計與實現 （144）
10.1 開發場景：如何采集溫濕度信息 （144）
10.2 開發目標 （144）
10.3 原理學習：STM32的I2C模塊和溫濕度傳感器 （145）
10.3.1 I2C總線 （145）
10.3.2 STM32的I2C模塊 （148）
10.3.3 STM32的I2C庫函數的使用 （152）
10.3.4 溫濕度傳感器 （153）
10.4 任務實踐：農業大棚環境信息采集系統的軟/硬件設計 （157）
10.4.1 開發設計 （157）
10.4.2 功能實現 （159）
10.5 任務驗證 （166）
10.6 任務小結 （167）
10.7 思考與拓展 （167）
任務11 高速動態數據存取的設計與實現 （168）
11.1 開發場景：如何實現高速動態數據的存取 （168）
11.2 開發目標 （168）
11.3 原理學習：SPI總線協議和Flash存儲器 （168）
11.3.1 SPI總線協議 （168）
11.3.2 Flash存儲器 （178）
11.4 任務實踐：高速動態數據存取的軟/硬件設計 （184）
11.4.1 開發設計 （184）
11.4.2 功能實現 （185）
11.5 任務驗證 （194）
11.6 任務小結 （195）
11.7 思考與拓展 （195）
任務12 車載顯示器的設計與實現 （196）
12.1 開發場景：如何實現車載顯示器 （196）
12.2 開發目標 （196）
12.3 原理學習：STM32的FSMC模塊和LCD模塊 （196）
12.3.1 顯示器 （196）
12.3.2 STM32的FSMC模塊 （198）
12.3.3 STM32的FSMC模塊庫函數 （205）
12.3.4 ILI93xx系列TFT LCD （207）
12.4 任務實踐：車載顯示器的軟/硬件設計 （211）
12.4.1 開發設計 （211）
12.4.2 功能實現 （213）
12.5 任務驗證 （225）
12.6 任務小結 （226）
12.7 思考與拓展 （226）
第3部分 基于STM32和常用傳感器開發
任務13 傳感器應用技術 （228）
13.1 學習場景：日常生活傳感器的應用有哪些 （228）
13.2 開發目標 （229）
13.3 原理學習：傳感器應用和發展趨勢 （229）
13.3.1 傳感器簡述 （229）
13.3.2 傳感器與物聯網應用 （231）
13.4 任務小結 （236）
13.5 思考與拓展 （236）
任務14 溫室大棚光照度測量系統的設計與實現 （237）
14.1 開發場景：如何實現光照度的測量 （237）
14.2 開發目標 （237）
14.3 原理學習：光敏傳感器和I2C （238）
14.3.1 光敏傳感器 （238）
14.3.2 BH1750FVI -TR型光敏傳感器 （240）
14.3.3 I2C總線和光照傳感器 （242）
14.4 任務實踐：光照度測量系統的軟/硬件設計 （242）
14.4.1 開發設計 （242）
14.4.2 功能實現 （243）
14.5 任務驗證 （250）
14.6 任務小結 （250）
14.7 思考與拓展 （251）
任務15 探空氣球測海拔的設計與實現 （252）
15.1 開發場景：如何實現氣壓海拔的測量 （252）
15.2 開發目標 （252）
15.3 原理學習：氣壓海拔傳感器的工作原理與測量方法 （253）
15.3.1 氣壓海拔傳感器 （253）
15.3.2 氣壓海拔傳感器的工作原理 （253）
15.3.3 氣壓海拔傳感器的海拔計算方法 （253）
15.3.4 FBM320型氣壓海拔傳感器 （254）
15.4 任務實踐：探空氣球測海拔的軟/硬件設計 （256）
15.4.1 開發設計 （256）
15.4.2 功能實現 （257）
15.5 任務驗證 （263）
15.6 任務小結 （264）
15.7 思考與拓展 （264）
任務16 建筑工地揚塵監測系統的設計與實現 （265）
16.1 開發場景：如何測量空氣質量 （265）
16.2 開發目標 （266）
16.3 原理學習：半導體氣體傳感器和空氣質量傳感器 （266）
16.3.1 半導體氣體傳感器 （266）
16.3.2 MP503型空氣質量傳感器 （267）
16.4 任務實踐：城市揚塵監測系統的軟/硬件設計 （268）
16.4.1 開發設計 （268）
16.4.2 功能實現 （270）
16.5 任務驗證 （271）
16.6 任務小結 （272）
16.7 思考與拓展 （272）
任務17 VR設備動作捕捉系統的設計與實現 （273）
17.1 開發場景：如何實現動作捕捉 （273）
17.2 開發目標 （273）
17.3 原理學習：三軸加速度傳感器與測量 （274）
17.3.1 人體運動模型 （274）
17.3.2 三軸加速度傳感器 （274）
17.3.3 三軸加速度傳感器的應用 （275）
17.3.4 LIS3DH型三軸加速度傳感器 （276）
17.3.5 計步算法 （279）
17.3.6 獲取傳感器數據 （280）
17.4 任務實踐：VR設備動作捕捉系統的軟/硬件設計 （283）
17.4.1 開發設計 （283）
17.4.2 功能實現 （284）
17.5 任務驗證 （287）
17.6 任務小結 （288）
17.7 思考與拓展 （288）
任務18 掃地機器人避障系統的設計與實現 （289）
18.1 開發場景：如何應用紅外距離傳感器測量距離 （289）
18.2 開發目標 （289）
18.3 原理學習：距離傳感器與測量 （290）
18.3.1 距離傳感器 （290）
18.3.2 Sharp紅外距離傳感器 （291）
18.4 任務實踐：掃地機器人避障系統的軟/硬件設計 （293）
18.4.1 開發設計 （293）
18.4.2 功能實現 （294）
18.5 任務驗證 （296）
18.6 任務小結 （297）
18.7 思考與拓展 （297）
任務19 紅外自動感應門的設計與實現 （298）
19.1 開發場景：如何實現紅外自動感應門 （298）
19.2 開發目標 （298）
19.3 原理學習：人體紅外傳感器與測量 （299）
19.3.1 人體紅外傳感器 （299）
19.3.2 熱釋電人體紅外傳感器 （300）
19.3.3 AS312型熱釋電人體紅外傳感器 （302）
19.4 任務實踐：紅外自動感應門的軟/硬件設計 （302）
19.4.1 開發設計 （302）
19.4.2 功能實現 （304）
19.5 任務驗證 （305）
19.6 任務小結 （306）
19.7 思考與拓展 （306）
任務20 燃氣監測儀的設計與實現 （307）
20.1 開發場景：如何實現燃氣監測儀 （307）
20.2 開發目標 （307）
20.3 原理學習：氣體傳感器與測量 （307）
20.3.1 氣體傳感器 （307）
20.3.2 MP-4型燃氣傳感器 （310）
20.4 任務實踐：燃氣監測儀的軟/硬件設計 （310）
20.4.1 開發設計 （310）
20.4.2 功能實現 （311）
20.5 任務驗證 （313）
20.6 任務小結 （313）
20.7 思考與拓展 （314）
任務21 振動檢測儀的設計與實現 （315）
21.1 開發場景：如何實現振動檢測儀 （315）
21.2 開發目標 （315）
21.3 原理學習：振動信號和振動傳感器 （315）
21.3.1 振動信號 （315）
21.3.2 振動傳感器 （316）
21.4 任務實踐：振動檢測儀的軟/硬件設計 （318）
21.4.1 開發設計 （318）
21.4.2 功能實現 （319）
21.5 任務驗證 （321）
21.6 任務小結 （321）
21.7 思考與拓展 （321）
任務22 電機轉速檢測系統的設計與實現 （323）
22.1 開發場景：如何實現電機轉速檢測系統 （323）
22.2 開發目標 （323）
22.3 原理學習：霍爾傳感器與測量 （324）
22.3.1 霍爾傳感器 （324）
22.3.2 工作原理與分類 （324）
22.3.3 AH3144型霍爾傳感器 （325）
22.4 任務實踐：電機轉速檢測系統的軟/硬件設計 （326）
22.4.1 開發設計 （326）
22.4.2 功能實現 （327）
22.5 任務驗證 （328）
22.6 任務小結 （329）
22.7 思考與拓展 （329）
任務23 智能家居光柵防盜系統的設計與實現 （330）
23.1 開發場景：如何實現智能家居光柵防盜系統 （330）
23.2 開發目標 （330）
23.3 原理學習：光電傳感器與應用 （330）
23.3.1 光電傳感器 （330）
23.3.2 光電開關的原理 （331）
23.3.3 光電傳感器的應用 （332）
23.4 任務實踐：智能家居光柵防盜系統的軟/硬件設計 （333）
23.4.1 開發設計 （333）
23.4.2 功能實現 （335）
23.5 任務驗證 （336）
23.6 任務小結 （337）
23.7 思考與拓展 （337）
任務24 智能建筑消防預警系統的設計與實現 （338）
24.1 開發場景：如何實現火焰探測 （338）
24.2 開發目標 （338）
24.3 原理學習：光電效應和火焰傳感器 （338）
24.3.1 火焰傳感器 （338）
24.3.2 火焰傳感器的分類 （339）
24.3.3 接收管和光電效應原理 （340）
24.4 任務實踐：智能建筑消防預警系統的軟/硬件設計 （342）
24.4.1 開發設計 （342）
24.4.2 功能實現 （343）
24.5 任務驗證 （345）
24.6 任務小結 （346）
24.7 思考與拓展 （346）
任務25 洗衣機觸控面板控制系統的設計與實現 （347）
25.1 開發場景：如何實現觸摸開關 （347）
25.2 開發目標 （347）
25.3 原理學習：觸摸開關和觸摸傳感器 （348）
25.3.1 觸摸開關 （348）
25.3.2 觸摸屏 （348）
25.3.3 電容式觸摸開關 （352）
25.4 任務實踐：洗衣機觸控面板控制系統的軟/硬件設計 （352）
25.4.1 開發設計 （352）
25.4.2 功能實現 （354）
25.5 任務驗證 （355）
25.6 任務小結 （356）
25.7 思考與拓展 （356）
任務26 微電腦時控開關的設計與實現 （357）
26.1 開發場景：如何實現時控開關 （357）
26.2 開發目標 （357）
26.3 原理學習：繼電器原理和應用 （357）
26.3.1 電磁繼電器原理 （358）
26.3.2 電磁繼電器的開關分類 （358）
26.3.3 電磁繼電器的組成 （359）
26.3.4 繼電器的作用 （360）
26.3.5 本任務的繼電器 （360）
26.4 任務實踐：時控開關的軟/硬件設計 （361）
26.4.1 開發設計 （361）
26.4.2 功能實現 （362）
26.5 任務驗證 （364）
26.6 任務小結 （364）
26.7 思考與拓展 （364）
任務27 工業通風設備的設計與實現 （365）
27.1 開發場景：如何實現工業設備通風 （365）
27.2 開發目標 （365）
27.3 原理學習：軸流風機和應用 （366）
27.3.1 軸流風機構成 （366）
27.3.2 軸流風機參數 （367）
27.3.3 軸流風機的工作原理與分類 （368）
27.3.4 GM0501PFB3型軸流風機 （368）
27.4 任務實踐：工業通風設備的軟/硬件設計 （369）
27.4.1 開發設計 （369）
27.4.2 功能實現 （371）
27.5 任務驗證 （372）
27.6 任務小結 （373）
27.7 思考與拓展 （373）
任務28 工業機床控制系統的設計與實現 （374）
28.1 開發場景：如何實現工業機床控制系統 （374）
28.2 開發目標 （374）
28.3 原理學習：步進電機的原理與應用 （375）
28.3.1 步進電機基本概念 （375）
28.3.2 步進電機的相關參數 （375）
28.3.3 步進電機的工作原理及結構 （376）
28.3.4 步進電機的控制方法 （377）
28.3.5 步進電機驅動 （378）
28.4 任務實踐：工業機床控制系統的軟/硬件設計 （379）
28.4.1 開發設計 （379）
28.4.2 功能實現 （381）
28.5 任務驗證 （383）
28.6 任務小結 （384）
28.7 思考與拓展 （384）
任務29 聲光報警器的設計與實現 （385）
29.1 開發場景：如何實現聲光報警器 （385）
29.2 開發目標 （385）
29.3 原理學習：聲光報警器和RBG燈 （385）
29.3.1 聲光報警器 （385）
29.3.2 RGB燈原理 （386）
29.4 任務實踐：聲光報警器的軟/硬件設計 （386）
29.4.1 開發設計 （386）
29.4.2 功能實現 （388）
29.5 任務驗證 （389）
29.6 任務小結 （389）
29.7 思考與拓展 （390）
第4部分 綜合應用項目開發
任務30 圖書館照明調節系統的設計與實現 （392）
30.1 開發場景：如何實現照明調節系統 （392）
30.2 開發目標 （392）
30.3 任務設計流程與需求分析 （393）
30.3.1 設計流程 （393）
30.3.2 項目解讀 （393）
30.3.3 項目功能分解 （395）
30.3.4 項目技術化 （395）
30.4 任務實踐：圖書館照明調節系統的軟/硬件設計 （396）
30.4.1 開發設計 （396）
30.4.2 項目架構 （397）
30.4.3 功能實現 （403）
30.5 任務驗證 （406）
30.5.1 項目測試 （406）
30.5.2 項目驗證 （406）
30.5.3 驗證效果 （407）
30.6 任務小結 （408）
30.7 思考與拓展 （408）
任務31 集成燃氣灶控制系統的設計與實現 （409）
31.1 開發場景：如何實現集成燃氣灶控制系統 （409）
31.2 開發目標 （409）
31.3 任務設計流程與需求分析 （410）
31.3.1 設計流程 （410）
31.3.2 項目解讀 （410）
31.3.3 項目功能分解 （410）
31.3.4 項目技術化 （411）
31.4 任務實踐：集成燃氣灶控制系統的軟/硬件設計 （412）
31.4.1 開發設計 （412）
31.4.2 項目架構 （413）
31.4.3 功能實現 （417）
31.5 任務驗證 （420）
31.5.1 項目測試 （420）
31.5.2 項目驗證 （421）
31.5.3 驗證效果 （421）
31.6 任務小結 （422）
31.7 思考與拓展 （422）
任務32 智能洗衣機控制系統的設計與實現 （423）
32.1 開發場景：如何實現智能洗衣機控制系統 （423）
32.2 開發目標 （423）
32.3 任務設計流程與需求分析 （423）
32.3.1 項目解讀 （424）
32.3.2 項目功能分析 （424）
32.3.3 項目技術化 （424）
32.3.4 項目設計與實現 （425）
32.4 任務實踐：智能洗衣機控制系統的軟/硬件設計 （426）
32.4.1 項目架構 （426）
32.4.2 功能實現 （430）
32.5 任務驗證 （438）
32.5.1 項目測試 （438）
32.5.2 功能驗證 （438）
32.5.3 驗證效果 （439）
32.6 任務小結 （440）
32.7 思考與拓展 （440）
參考文獻 （441）