STM32單片機應用與全案例實踐 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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瀋紅衛 等 著

圖書標籤:

• STM32
• 單片機
• 嵌入式
• 開發
• 實踐
• 案例
• ARM
• C語言
• 硬件
• 電子工程

齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121316203

版次：1

商品編碼：12115945

包裝：平裝

叢書名： 嵌入式技術與應用叢書

開本：16開

齣版時間：2017-06-01

用紙：膠版紙

頁數：336

字數：537600

正文語種：中文

內容簡介

本書涵蓋瞭基於ARM的STM32係統的基本概念、基本原理、應用技術。硬件原理的闡述以"夠用、適用、易學”為原則，降低讀者入門和理解的難度。STM32的軟件設計基於固件庫，方便讀者上手。 本書在內容組織和框架設計上具有兩個鮮明特點：全案例、基於讀者學習。從讀者學習的角度，組織每個章節的內容體係，對STM32常用的典型外設模塊的原理及其應用設計均以若乾個完整案例呈現，同時也給齣瞭一個完整的綜閤性工程案例，這些都十分有利於學習者學習和模仿。 本書可作為計算機、電子、通信、機電、自動化及其相關專業的本、專科學生及研究生的教材，也可作為從事檢測、自動控製等領域工作的嵌入式係統開發的工程技術人員的參考用書。

作者簡介

瀋紅衛，曆任紹興文理學院自動化係副教授，紹興文理學院教務處處長（教授），現任紹興文理學院工學院院長。主要著作有《單片機應用係統設計實例與分析》、《基於單片機的智能係統設計與實現》等。

目錄

第1章 如何學習STM32 （1）
1．1 學習STM32必須具備的知識基礎 （1）
1．2 STM32的基本架構和基本原理 （2）
1．2．1 什麼是ARM （2）
1．2．2 什麼是STM32 （3）
1．2．3 STM32的內部結構 （3）
1．2．4 典型型號―STM32F103ZET6 （5）
1．2．5 STM32的時鍾樹 （5）
1．3 學習STM32的最好方法是什麼 （9）
1．4 學習STM32需要哪些工具或平颱 （9）
1．4．1 硬件平颱 （10）
1．4．2 軟件平颱 （11）
1．5 STM32程序開發的模式 （12）
1．5．1 基於寄存器的開發模式 （13）
1．5．2 基於ST固件庫的開發模式 （20）
1．5．3 基於操作係統的開發模式 （26）
1．5．4 三種編程模式的選用建議 （27）
思考題 （27）
第2章 如何調試STM32 （28）
2．1 STM32單片機的最小係統 （28）
2．2 STM32工程模闆的建立 （30）
2．2．1 STM32的固件庫（Standard Peripherals Library） （30）
2．2．2 新建工程模闆第一步―拷貝固件庫文件 （34）
2．2．3 新建工程模闆第二步―新建一個KEIL工程 （35）
2．2．4 關於創建工程模闆的簡單小結 （41）
2．3 程序的燒寫 （42）
2．3．1 基於串口的程序下載（燒寫）方式 （42）
2．3．2 基於JTAG（SWD）的程序下載（燒寫）方式 （44）
2．4 程序的調試 （46）
2．5 模闆的使用 （48）
2．6 三個GPIO輸齣的範例―STM32中實現 延時的三種常用方法 （48）
2．6．1 我的第一個LED工程―基於延時函數的延時 （48）
2．6．2 我的第二個LED工程―SysTick中斷延時 （50）
2．6．3 我的第3個工程―定時器中斷延時 （52）
2．7 GPIO口的各種輸齣方式及其應用 （55）
2．7．1 功能要求 （55）
2．7．2 程序實現 （56）
2．8 本章小結 （58）
思考題 （59）
第3章 GPIO及其應用―輸入 （60）
3．1 單功能按鍵輸入 （60）
3．1．1 實現思想 （60）
3．1．2 具體程序 （61）
3．2 復用功能按鍵輸入 （64）
3．2．1 按鍵復用的基本概念 （64）
3．2．2 程序實現舉例 （64）
3．3 非按鍵類開關信號輸入及其實現 （67）
3．3．1 GPIO的輸入方式及其特點 （67）
3．3．2 程序實現 （68）
3．4 GPIO輸入輸齣小結 （69）
思考題 （70）
第4章 TIMER與PWM （71）
4．1 關於STM32的定時器概述 （71）
4．2 STM32定時器的簡單應用 （72）
4．2．1 按周期輸齣方波的例子 （72）
4．2．2 實現原理 （72）
4．2．3 具體程序 （72）
4．3 STM32定時器的復雜應用―檢測輸入方波的頻率 （77）
4．3．1 STM32定時器的其他特性 （77）
4．3．2 本例設計要求 （78）
4．3．3 硬件接口設計與測量原理 （79）
4．3．4 具體程序 （79）
4．4 PWM原理及其應用一―一個LED呼吸燈的實現 （84）
4．4．1 PWM的基本概念及其基本應用 （84）
4．4．2 STM32的PWM的實現原理 （84）
4．4．3 基於PWM的LED呼吸燈的實現思路 （88）
4．4．4 呼吸燈的實現程序 （89）
4．5 PWM原理及其應用二―通過L298N控製電機轉速 （96）
4．5．1 硬件設計 （96）
4．5．2 直流電機調速與調嚮的原理 （97）
4．5．3 程序實現 （97）
思考題 （104）
第5章 USART及其應用 （105）
5．1 串行通信模塊USART的基本應用要點 （105）
5．1．1 STM32的USART及其基本特性 （105）
5．1．2 STM32的USART應用的基本要領 （106）
5．2 一個USART的通信實現（STM32與PC）―查詢法 （107）
5．2．1 功能要求 （107）
5．2．2 實現難點 （108）
5．2．3 程序實現 （108）
5．2．4 USART應用的有關事項 （114）
5．3 一個USART的通信實現（STM32與PC）―中斷法 （115）
5．3．1 功能要求及通信協議設計 （115）
5．3．2 程序算法 （115）
5．3．3 本例的源程序 （116）
5．4 兩個USART的通信實現 （124）
5．4．1 功能要求與通信協議 （124）
5．4．2 接口設計 （124）
5．4．3 程序實現 （125）
5．5 USART應用小結 （139）
思考題 （141）
第6章 人機界麵―按鍵輸入與液晶顯示 （142）
6．1 STM32與液晶模塊12864的接口實現 （142）
6．1．1 STM32與液晶模塊12864的接口實現―延時法 （142）
6．1．2 STM32與液晶模塊12864的接口實現―查詢“忙”狀態 （153）
6．2 基於液晶模塊12864的菜單實現 （173）
6．2．1 程序中菜單的種類與菜單化程序的優勢 （173）
6．2．2 基於液晶模塊12864的菜單實現實例 （173）
6．3 矩陣鍵盤的接口實現 （186）
6．3．1 矩陣鍵盤的應用與程序設計思想 （186）
6．3．2 4×4矩陣鍵盤的硬件設計 （186）
6．3．3 演示程序 （187）
6．4 本章小結 （198）
思考題 （199）
第7章 同步串行接口總綫SPI與I2C （200）
7．1 STM32的SPI （200）
7．1．1 SPI概述 （200）
7．1．2 STM32之SPI總綫的應用要點 （201）
7．2 SPI的接口應用及其實現 （202）
7．2．1 STM32與OLED12864液晶模塊的SPI接口 （202）
7．2．2 STM32的SPI1與OLED12864的接口程序 （203）
7．3 STM32的I2C總綫 （223）
7．3．1 I2C總綫的基本概念 （223）
7．3．2 STM32的I2C總綫應用要領 （226）
7．4 STM32的I2C總綫的應用舉例 （227）
7．4．1 具有I2C接口的DS3231時鍾模塊 （227）
7．4．2 STM32與DS3231時鍾模塊的硬件接口 （229）
7．4．3 STM32與DS3231的軟件接口及其演示實例 （229）
7．5 I2C總綫穩健性設計 （247）
思考題 （247）
第8章 ADC、DAC與DMA及其應用 （248）
8．1 STM32的DMA （248）
8．1．1 STM32的DMA及其基本特性 （248）
8．1．2 STM32的DMA原理及其配置要點 （249）
8．2 STM32的ADC （251）
8．2．1 STM32的ADC的基本特性 （251）
8．2．2 STM32的ADC的程序流程與編程要點 （253）
8．3 一個三通道A/D轉換的範例 （254）
8．3．1 功能要求與方案設計 （254）
8．3．2 實現程序 （256）
8．3．3 本例的中斷法實現 （263）
8．4 STM32的DAC （266）
8．4．1 DAC概述 （266）
8．4．2 DAC的配置要領 （266）
8．4．3 DAC應用實例 （268）
思考題 （277）
第9章 工程實例―基於綫性CCD的小車循跡係統 （278）
9．1 係統要求 （278）
9．2 綫性CCD的原理及其使用 （278）
9．2．1 綫性CCD傳感器原理 （279）
9．2．2 綫性CCD傳感器應用 （280）
9．2．3 硬件接口 （281）
9．3 自適應曝光的算法設計 （281）
9．3．1 自適應曝光算法 （281）
9．3．2 模塊化架構 （283）
9．4 具體程序 （285）
9．4．1 工程文件視圖―文件結構 （285）
9．4．2 程序源代碼 （286）
9．5 係統性能實測 （315）
9．5．1 係統實物與測試環境 （315）
9．5．2 係統實測結果 （316）
思考題 （318）
參考文獻 （319）

前言/序言

嵌入式係統的發展確實超乎我們的想象。從早起的8位單片機，到目前主流的32位單片機，其應用已深深滲透於生産生活的各個方麵。作為ARM的一個典型係列，STM32以其較高的性能和優越的性價比，毫無疑問地成為32位單片機市場的主流。把STM32引入大學的培養體係，已經成為高校廣大師生的普遍共識和共同實踐。

普遍都認為，基於ARM的嵌入式係統不僅難教而且難學。究其原因，無外乎三個方麵：①功能多導緻的問題。功能多導緻係統復雜，這樣給理解帶來諸多睏難，使得從傳統的8位單片機係統轉過來的學習者感覺難以適應，因為傳統的8位單片機，例如51單片機，功能相對單一，結構原理相對簡單。②芯片係列多導緻的問題。由於基於ARM的單片機係列較多，功能、性能差異又較大，開發環境又往往不一樣，尤其是與8位單片機學習者已熟悉的KEIL C差異較大，再者，由於ARM單片機齣現晚，發展曆史沒有8位單片機長，資料積纍遠不如8位單片機豐富，這些都對學習者提齣瞭挑戰、形成瞭恐慌。③開發模式不一樣導緻的問題。每個ARM係列單片機往往其開發環境、開發模式是不一樣的。以STM32為例，開發環境就有好幾種，開發模式又有寄存器模式、固件庫函數模式兩種，再加上各自又可對應基於操作係統和無操作係統的形式，工程模闆的配置很多初學者往往不得其要領，所有這些使得傳統的單片機學習者在從8位單片機嚮ARM遷移的過程中，感覺信心不足，不敢輕易涉足。

作者本身是傳統8位單片機的一個資深學習者和應用開發者，對上述這些感同身受、體會深厚。正因為如此，由於一個偶然的觸發，讓我在2014年暑假下定決心一定要破破這個邪，從而開始瞭長達近兩年的學習和教材撰寫過程，走上瞭一個人的朝聖之旅。

正是這不摺不扣的兩年學習和思考，引領我在本教材的框架構思和具體撰寫中，毫無覺察地將自己設置在學習者的立場和視野上。本教材的撰寫自始至終都堅定地遵循瞭“二二”思想。第一個“二”，即教材撰寫的兩個原則；第二個“二”，即教材撰寫的兩個特色。

教材撰寫的兩個原則。一是基於學習者學習的原則，而不是方便教授者教的原則；二是刪繁就簡、容易上手的原則，對傳統讀者感覺恐慌的部分，圍繞應用和實踐，采取夠用、適用的方式，將其簡化，降低學習恐懼，對諸如工程模闆配置等問題又往往從根本上、從本質上闡述到位，使學習者真正理解為什麼要這樣做，從而避免雲裏霧裏、一知半解，實現得心應手、運用自如。

教材撰寫的兩個特色。一是圍繞學習者學習，二是全案例驅動。具體地說，就是完全站在學習者學習的角度，設計整個教材的邏輯關係，組織每個章節的內容體係，在簡明扼要地闡述STM32常用的每一個典型外設模塊的原理的基礎上，圍繞其應用，均以一個以上完整案例的形式討論其設計精髓，並在教材的最後給齣瞭一個完整的工程案例，所有這些案例的硬件和軟件完全公開、毫無保留，因此十分有利於學習者學習和模仿。大量的教學實踐錶明，模仿是學習單片機最為成功的一種方式之一，它不僅可以讓學習産生成就感，而且可以較快地激發學習興趣和動力。

本教材的第一部分討論瞭怎麼學STM32的問題。分彆從學習STM32的基礎要求、STM32的基本架構和大緻原理、學習STM32的基本方法、學STM32需要哪些工具或平颱等幾個方麵加以闡述。

教材的第二部分圍繞一個GPIO輸齣的簡單案例，討論瞭STM32應用開發所必需的開發環境配置（包括模闆的建立）、程序的下載與調試、STM32程序開發的三種模式等問題。

教材的其餘部分，分彆通過一個及以上的完整案例，討論瞭STM32中最為典型的外設與功能模塊，即GPIO輸入輸齣、延時的實現（延時函數、SysTick、定時器中斷）、TIMER與PWM、USART、基於液晶和按鍵的人機界麵、I2C與SPI、A/D、D/A、DMA、中斷等的工作原理、應用設計、程序實現。

教材的最後部分，討論瞭一個基於綫性CCD路徑識彆的綜閤性工程案例。這個案例幫助學習者進一步建立模塊化思想，提高設計與開發STM32的綜閤應用係統的能力與信心。

本教材的所有案例均經過作者精心設計並一一實驗驗證。所有案例的功能要求完整、注釋完整、代碼完整，真正做到瞭全公開、全透明、無保留。

一點建議：從學習入門和一般應用的角度，我傾嚮於不要先花很多精力去學嵌入式實時操作係統（例如μC/OS），原因有二：一方麵，因其體係和概念過於復雜、抽象，初學者難以駕馭，學習起來會非常睏難，學習效率會異常低下，這樣反而影響最重要的最根本的內容的學習，可能會使原本不足的學習興趣和動力齣現“斷崖式”下降；另一方麵，對於一般的應用，多數是不需要基於操作係統的，況且，多數觀點認為STM32並不十分適閤嵌入操作係統。

教材的編寫是一個艱難和孤獨的過程，一本好的教材的齣版更是需要心無旁騖、摒棄雜念。在整整一年的撰寫和實驗驗證過程中，我更加對此深信不疑。本教材絕大多數內容均為作者原創，編寫風格也不同於大多數教材的模式，因為將顯得復雜的原理分解至各個功能模塊去闡述和討論，因此較好地迎閤瞭學習者的學習規律。可以不自謙地說，這是一本真正意義上以學習産齣（OBE）為導嚮的教材。

本教材得到瞭紹興文理學院浙江省新興特色專業自動化專業建設項目經費的資助，是2015年紹興市重點建設教材。

本教材由紹興文理學院瀋紅衛教授、任沙浦副教授、硃敏傑講師、盧雪萍講師，浙江工業職業技術學院楊亦紅講師等共同完成，紹興文理學院自動化專業13級項燁雯、12級陳劍泓等同學參與瞭部分圖錶的繪製。在教材的編寫過程中，參閱瞭許多資料，在此對本教材參考資料的作者錶示誠摯感謝，對不能一一標明來源的資料的作者錶示真誠的歉意和敬意。對直接、間接為本教材齣版傾注智慧、付齣心力、提供幫助的所有人，我都心懷滿滿的感謝！

由於水平所限，書中難免存在錯誤和不周之處，懇請同行專傢和讀者不吝指正。

瀋紅衛

於紹興風則江邊

2017年5月20日

《嵌入式係統硬件設計與開發實戰》 一、 內容概述 本書旨在為讀者提供一套係統、深入的嵌入式係統硬件設計與開發的全方位指南。內容涵蓋瞭從基礎的嵌入式係統構成原理，到復雜的硬件選型、電路設計、PCB布局布綫，再到實際的硬件調試與集成。本書理論與實踐相結閤，通過大量實際案例，引導讀者掌握構建穩定、高效、可量産的嵌入式硬件係統的核心技能。 二、 目標讀者 初學者： 對嵌入式係統硬件設計有初步興趣，希望係統學習硬件設計基礎知識和實操技巧的在校學生或初入行的工程師。 有一定基礎的工程師： 希望拓展硬件設計技能，瞭解更高級的電路設計方法、信號完整性分析、電源管理等，提升項目開發能力。 硬件項目負責人： 需要理解硬件設計流程，掌握關鍵技術點，以便更好地指導團隊、評估方案、控製成本和風險。 産品經理與技術管理者： 希望深入瞭解嵌入式硬件的開發過程，以便與硬件工程師進行更有效的溝通，做齣更明智的技術決策。 三、 核心章節內容詳述 第一部分：嵌入式係統硬件基礎 第一章：嵌入式係統概覽 1.1 嵌入式係統的定義與特點： 深入闡述嵌入式係統與通用計算係統的區彆，聚焦其“嵌入式”、“專用”、“實時”等核心特性。 1.2 嵌入式係統的基本組成： 詳細介紹嵌入式係統的核心組成部分：微處理器/微控製器（CPU/MCU）、存儲器（RAM、ROM、Flash）、輸入/輸齣接口（I/O）、外圍設備、電源模塊、時鍾電路等。 1.3 嵌入式係統硬件體係結構： 分析不同類型的嵌入式係統硬件架構，如馮·諾依曼架構、哈佛架構，以及它們在嵌入式領域的應用。 1.4 嵌入式硬件開發流程概覽： 梳理從需求分析、方案設計、原理圖設計、PCB設計、器件采購、PCBA製造、調試驗證到産品集成的完整流程。 1.5 嵌入式硬件設計中的關鍵考量： 探討成本、功耗、性能、可靠性、尺寸、EMC/EMI等在硬件設計過程中需要權衡的關鍵因素。 第二章：微處理器與微控製器選型 2.1 微處理器（MPU）與微控製器（MCU）的對比： 詳細分析MPU和MCU的架構、集成度、性能、功耗、成本等方麵的差異，以及適用場景。 2.2 核心處理器的選型依據： 2.2.1 性能需求分析： 如何根據應用場景的需求，評估所需的CPU主頻、指令集、浮點運算能力、多核協同等。 2.2.2 功耗約束： 討論低功耗設計的重要性，以及如何根據産品功耗目標選擇閤適的處理器。 2.2.3 接口與外設需求： 分析應用所需的各種通信接口（UART、SPI、I2C、USB、Ethernet、CAN等）和外設（ADC、DAC、PWM、定時器、DMA等）是否被處理器集成或易於擴展。 2.2.4 存儲器接口與容量： 考慮外部存儲器（SDRAM、NAND Flash、NOR Flash）的接口類型、速度和容量需求，以及片內存儲器（SRAM、Flash）的規模。 2.2.5 開發生態與工具鏈： 評估處理器的開發工具鏈、調試器、軟件庫、社區支持和供應商技術支持的完善程度。 2.2.6 成本因素： 綜閤考量芯片本身的價格、開發成本、量産成本。 2.3 常見嵌入式處理器架構介紹： 簡要介紹ARM Cortex-M、Cortex-A係列，RISC-V，以及MIPS等架構的特點和應用。 2.4 存儲器選型與接口設計： 2.4.1 RAM（DRAM、SRAM）的選型與接口： DRAM（如DDR3, DDR4）的選型、時序要求、接口設計（數據總綫、地址總綫、控製信號）。SRAM的特性與應用。 2.4.2 ROM/Flash（NOR Flash、NAND Flash、eMMC、EEPROM）的選型與接口： 不同Flash技術的特點（速度、擦寫壽命、成本）、接口協議（SPI, QSPI, Parallel, NAND, eMMC）及其驅動方式。EEPROM在配置數據存儲中的應用。 2.5 案例分析： 針對不同應用場景（如IoT設備、工業控製器、車載係統）的處理器與存儲器選型過程。 第二部分：原理圖設計與器件選型 第三章：電路設計基礎 3.1 信號類型與特性： 數字信號、模擬信號、AC/DC信號的定義與區分。信號幅度、頻率、帶寬、阻抗等基本概念。 3.2 電路基本元件及其應用： 電阻、電容、電感、二極管、三極管、MOSFET、運算放大器等基本元件的原理、選型原則及在嵌入式電路中的典型應用。 3.3 基礎電路模塊分析： 3.3.1 電源電路設計： 綫性穩壓器（LDO）與開關穩壓器（Buck/Boost）的原理、優缺點及選型。電源濾波與去耦的設計。 3.3.2 時鍾電路設計： 晶振（XTAL）的選型、匹配電容計算、振蕩電路設計。時鍾分配與緩衝。 3.3.3 復位電路設計： 上電復位（POR）、外部復位（RESET）電路的設計。 3.3.4 信號調理電路： 放大、濾波、衰減等模擬信號處理電路。 3.4 阻抗匹配與信號完整性基礎： 串擾、反射、衰減等信號傳輸中的損耗原因。傳輸綫理論簡述。 第四章：接口電路設計 4.1 通信接口電路： 4.1.1 UART/USART接口： 電平轉換（TTL/RS232/RS485）設計，抗乾擾考慮。 4.1.2 SPI/QSPI接口： 信號驅動能力、速度提升，多設備連接。 4.1.3 I2C接口： 上拉電阻計算，多主/多從模式考慮。 4.1.4 USB接口： USB2.0/3.0/Type-C的物理層接口設計，ESD防護。 4.1.5 Ethernet接口： PHY芯片選型，10/100M與Gigabit Ethernet的區彆，MAC接口設計。 4.1.6 CAN總綫接口： CAN收發器選型，總綫端接電阻，差分信號傳輸。 4.2 模擬信號接口電路： 4.2.1 ADC/DAC接口： 采樣率、分辨率、參考電壓、抗混疊濾波、輸入/輸齣緩衝。 4.2.2 傳感器接口： 壓力、溫度、濕度、光照、加速度等傳感器的接口電路設計，信號放大與調理。 4.3 存儲器接口電路： DRAM、Flash、SD卡等存儲器的接口信號連接與時序要求。 4.4 外設接口電路： GPIO、PWM、定時器、中斷、DMA等接口的硬件連接。 4.5 供電與地綫設計原則： 閤理的電源分配、地綫規劃、去耦策略，減少電源噪聲對信號的影響。 第五章：器件選型與BOM管理 5.1 器件選型綜閤考量： 性能、成本、功耗、封裝、可用性、可靠性、生命周期等。 5.2 關鍵器件的特殊選型： 5.2.1 核心芯片（MCU/MPU）： 深入分析上一章的選型依據。 5.2.2 電源管理芯片（PMIC/LDO/DC-DC）： 效率、紋波、靜態電流、保護功能。 5.2.3 晶振與時鍾器件： 精度、穩定度、老化率。 5.2.4 連接器與開關： 耐用性、接觸電阻、安裝方式。 5.2.5 ESD/EMI防護器件： TVS二極管、共模電感、濾波電容。 5.3 物料清單（BOM）的建立與管理： BOM錶格的結構，關鍵字段（料號、名稱、規格、製造商、替代料、數量、單位等）。BOM的生命周期管理。 5.4 供應商選擇與評估： 瞭解主要電子元器件供應商（如TI, NXP, ST, Microchip, Analog Devices, Infineon等）及其産品綫。 第三部分：PCB設計與製造 第六章：PCB設計基礎與流程 6.1 PCB的結構與類型： 單層闆、雙層闆、多層闆（HDI闆、剛撓結閤闆）的結構和製造工藝。 6.2 PCB設計軟件簡介： 介紹常用的PCB設計工具（如Altium Designer, PADS, Eagle等）的基本操作。 6.3 PCB設計流程： 6.3.1 導入原理圖網錶： 將原理圖設計轉換為PCB設計數據。 6.3.2 PCB封裝庫的創建與管理： 製作準確的器件封裝，符閤IPC標準。 6.3.3 PCB結構設計： 定義PCB尺寸、層數、闆框、安裝孔、V-CUT等。 6.3.4 元件布局（Placement）： 遵循“先關鍵後通用”原則，考慮信號流、發熱、可測試性、可製造性。 6.3.5 走綫（Routing）： 信號綫寬、綫間距、過孔設計，差分對走綫，高頻信號處理。 6.3.6 電源與地平麵規劃： 關鍵電源的獨立布綫，實心地平麵，星型接地與多點接地。 6.3.7 DRC（設計規則檢查）： 設置並執行設計規則，確保設計符閤製造要求。 6.3.8 Gerbers生成與輸齣： 生成製造所需的文件（Gerber, Drill files, BOM等）。 6.4 PCB設計中的信號完整性與電源完整性（SI/PI）初步： 關鍵高速信號的走綫技巧，差分綫對的匹配，電源退耦電容的擺放。 第七章：PCB布局布綫技巧 7.1 關鍵信號的布局布綫： 7.1.1 時鍾信號： 避免敏感信號乾擾，獨立布綫，短而直。 7.1.2 高速數字信號： 阻抗匹配，端接，串擾控製，避免拐角。 7.1.3 差分信號： 等長、等距、走綫平行，避免交叉。 7.1.4 模擬信號： 隔離數字地，低噪聲設計，考慮濾波。 7.1.5 電源綫與地綫： 粗綫、短綫、接地規劃。 7.2 元件布局的優化： 7.2.1 緊湊布局與空間利用： 在滿足信號和熱管理要求的前提下，盡量縮小PCB尺寸。 7.2.2 可測試性設計（DFT）： 預留測試點，便於調試和生産測試。 7.2.3 可製造性設計（DFM）： 考慮焊盤大小、間距、過孔工藝等。 7.3 多層闆的布綫策略： 信號層與電源/地層的分配，內層布綫與外層布綫。 7.4 PCB散熱設計： 散熱器件的布局，散熱孔的設計，銅箔散熱。 第八章：PCB製造、貼片與焊接 8.1 PCB製造工藝流程： 菲林輸齣、覆銅、曝光、顯影、蝕刻、鑽孔、電鍍、阻焊、絲印、錶麵處理、測試。 8.2 PCB闆材選擇： FR-4、高頻闆材（如Rogers）等。 8.3 錶麵處理工藝： HASL、OSP、ENIG、沉金等，及其對焊接性能和可靠性的影響。 8.4 SMT（錶麵貼裝技術）工藝： 8.4.1 鋼網製作與锡膏印刷： 關鍵的SMT首步，決定焊接質量。 8.4.2 貼片機（Pick-and-Place Machine）： 元件的精確放置。 8.4.3 迴流焊（Reflow Soldering）： 溫度麯綫的設置與優化。 8.5 THT（通孔焊接技術）工藝： 波峰焊（Wave Soldering）等。 8.6 返修與再加工： BGA、QFN等器件的焊接與拆卸。 第四部分：硬件調試與驗證 第九章：硬件調試工具與方法 9.1 常用調試工具介紹： 9.1.1 萬用錶（Multimeter）： 電壓、電流、電阻、導通性測量。 9.1.2 示波器（Oscilloscope）： 波形觀察、時序分析、抖動測量、眼圖測試。 9.1.3 邏輯分析儀（Logic Analyzer）： 多通道數字信號采集與協議解碼。 9.1.4 信號發生器（Signal Generator）： 提供測試信號。 9.1.5 電源（Power Supply）： 可調直流電源。 9.1.6 頻譜分析儀（Spectrum Analyzer）： 信號頻譜分析，EMI/EMC測量。 9.1.7 烙鐵、吸锡器、熱風槍等工具。 9.2 硬件調試的基本流程： 9.2.1 目視檢查： 檢查焊點、元件方嚮、有無短路/斷路。 9.2.2 上電前檢查： 萬用錶測量電源與地之間的短路。 9.2.3 逐步上電測試： 先給關鍵模塊供電，再逐步擴展。 9.2.4 信號探測與驗證： 使用示波器觀察時鍾、復位、復位後CPU行為等關鍵信號。 9.2.5 接口功能測試： 逐個測試通信接口、ADC/DAC等功能。 9.3 常見硬件故障分析與排除： 9.3.1 不上電/上電保護： 檢查電源電路、短路。 9.3.2 核心芯片不工作： 檢查時鍾、復位、供電、程序下載。 9.3.3 接口通信異常： 檢查信號綫、電平轉換、驅動、協議。 9.3.4 信號失真/噪聲： 檢查接地、濾波、阻抗匹配。 9.3.5 隨機復位/死機： 檢查電源穩定性、乾擾、Watchdog。 第十章：可靠性與EMC/EMI設計 10.1 嵌入式硬件可靠性設計： 10.1.1 元器件選擇與降額使用： 提高壽命和穩定性。 10.1.2 惡劣環境下的設計考量： 溫度、濕度、振動、腐蝕。 10.1.3 故障檢測與容錯設計： Watchdog Timer, CRC校驗, 冗餘設計。 10.2 EMC/EMI（電磁兼容/電磁乾擾）基礎： 10.2.1 EMC/EMI的基本概念： 輻射、傳導、敏感度。 10.2.2 EMC/EMI的産生機理： 信號輻射、電源耦閤、迴路麵積。 10.2.3 PCB設計中的EMI抑製技巧： 10.2.3.1 閤理的電源和地平麵設計： 減少迴路麵積，提供低阻抗迴流路徑。 10.2.3.2 信號布綫規則： 限製高速信號的邊緣速率，避免天綫效應。 10.2.3.3 濾波與屏蔽： 差模、共模濾波，金屬屏蔽罩。 10.2.3.4 過孔設計： 減少高頻信號的迴流路徑。 10.2.4 ESD（靜電放電）防護： ESD二極管、TVS管的應用。 10.3 EMC/EMI測試與認證： 簡述EMC實驗室的測試項目（輻射發射、傳導發射、抗擾度等）。 第五部分：案例分析與進階 第十一章：綜閤硬件設計案例 11.1 案例一：低功耗無綫傳感器節點設計： 詳細剖析其處理器選型、電源管理、無綫模塊接口、傳感器接口、低功耗設計策略、PCB布局布綫及調試過程。 11.2 案例二：工業級數據采集與控製模塊設計： 重點分析其抗乾擾能力、多種通信接口（CAN, RS485）設計、模擬量輸入/輸齣處理、電源隔離、EMC/EMI考量、及工業環境下的可靠性設計。 11.3 案例三：嵌入式AI邊緣計算硬件模塊設計： 探討高性能處理器/AI芯片選型、大容量高速內存接口、高速存儲接口（NVMe）、視頻/圖像輸入接口（MIPI CSI）、功耗優化、及散熱設計。 第十二章：嵌入式硬件開發的未來趨勢 12.1 異構計算與SoC/SiP： 探索CPU、GPU、DSP、NPU等異構計算單元的集成。 12.2 RISC-V架構的崛起： 開源指令集在嵌入式領域的應用前景。 12.3 Chiplet技術與模塊化設計： 提升靈活性與降低成本。 12.4 AIoT硬件的智能化設計： 傳感器融閤、邊緣AI推理、低功耗通信。 12.5 軟硬件協同設計與DevOps在硬件領域的應用： 提升開發效率。 四、 技術亮點與特色 係統性強： 從基礎概念到高級應用，覆蓋嵌入式硬件設計的全生命周期。 實踐導嚮： 大量結閤實際項目經驗，提供可操作的設計指南和技巧。 案例豐富： 精選不同應用領域（消費電子、工業控製、物聯網、AIoT）的典型案例，幫助讀者理解理論在實踐中的應用。 技術前沿： 關注行業最新發展趨勢，如RISC-V、Chiplet、AIoT等。 圖文並茂： 大量使用電路圖、PCB截圖、波形圖、實物圖等，便於讀者理解。 工程思維： 強調在實際工程中成本、功耗、性能、可靠性、EMC/EMI等因素的權衡與優化。 五、 價值與收獲 通過學習本書，讀者將能夠： 紮實掌握嵌入式係統硬件設計的基礎理論和關鍵技術。 獨立完成嵌入式硬件係統的原理圖設計和PCB布局布綫。 熟練進行硬件器件選型，並能進行BOM管理。 掌握常用的硬件調試工具和故障排查方法。 理解並初步應用EMC/EMI設計原則，提高産品可靠性。 熟悉不同類型嵌入式硬件項目的開發流程與關鍵考量。 為開發更復雜、更具挑戰性的嵌入式硬件項目打下堅實基礎。 《嵌入式係統硬件設計與開發實戰》將是您在嵌入式硬件設計道路上的得力助手，助您從入門到精通，自信地應對各種嵌入式硬件挑戰。

評分☆☆☆☆☆

評價一： 這本書的齣版，對於我這樣一個苦苦摸索STM32開發路徑的初學者來說，簡直是一場及時雨。我之前接觸過一些其他的微控製器，但STM32的強大功能和廣泛應用一直吸引著我，隻是苦於沒有係統性的入門資料。市麵上關於STM32的書籍不少，但很多要麼過於理論化，要麼例子零散，很難形成完整的知識體係。當我拿到《STM32單片機應用與全案例實踐》時，就被其厚重的分量和清晰的目錄所吸引。第一眼翻開，我就被書中詳盡的硬件基礎講解所打動，從STM32的架構、寄存器到GPIO、時鍾係統，都進行瞭細緻的剖析，並且配以豐富的示意圖，讓我這個零基礎的讀者也能快速理解。更重要的是，書中並沒有止步於理論，而是立刻引入瞭大量的實踐案例。每一個案例都經過精心設計，循序漸進，從最基礎的點亮LED、按鍵輸入，到更復雜的串口通信、定時器應用，再到ADC、DAC的實際操作，每一個章節都讓我感覺到自己知識的飛躍。我尤其喜歡書中對每一個案例的詳細步驟拆解，從硬件連接、軟件配置，到代碼編寫和調試，都一一列舉，讓我仿佛置身於一個真實的實驗室，跟著作者一步一步地完成項目。這種“跟著做”的學習方式，極大地提高瞭我的學習效率，也讓我對STM32的掌握變得紮實而自信。

評分☆☆☆☆☆

評價二： 作為一名已經有幾年嵌入式開發經驗的工程師，我對於技術書籍的要求一嚮很高。我需要的是能夠觸及核心、能夠解決實際工程問題的深度內容，而不是泛泛而談的介紹。《STM32單片機應用與全案例實踐》這本書，無疑超齣瞭我的預期。在我眼中，它並非一本簡單的入門教程，而是一本能夠幫助開發者構建堅實STM32技術體係的寶典。書中對於STM32的深入解析，例如對NVIC中斷控製器的精妙設計、DMA數據傳輸的效率優化、以及RTOS在復雜係統中的應用，都展現瞭作者深厚的理論功底和豐富的實踐經驗。我特彆欣賞書中對各個外設模塊工作原理的原理性闡述，這讓我能夠從更宏觀的視角理解STM32的強大之處，並且在遇到疑難雜癥時，能夠更有針對性地進行問題分析。此外，書中提供的全案例實踐，其廣度和深度都令人驚嘆。從基礎的通信協議實現，到高級的圖像處理、電機控製，再到一些實際的物聯網應用場景，這些案例不僅涵蓋瞭STM32的常用功能，還涉及瞭許多我們在實際項目中會遇到的挑戰。我嘗試著書中關於FreeRTOS的應用案例，通過實際操作，我深刻理解瞭任務調度、信號量、消息隊列等概念在實際項目中的重要作用，這對於我未來開發更復雜的嵌入式係統非常有幫助。

評分☆☆☆☆☆

評價四： 這本書給我的感覺就像是一位經驗豐富的導師，循循善誘地引導我走進STM32的世界。作為一名在校期間主要接觸理論知識的學生，我一直對實際的嵌入式開發感到有些畏懼。接觸到《STM32單片機應用與全案例實踐》後，我的這種感覺徹底改變瞭。書中的講解風格非常親切，不會使用太多晦澀難懂的術語，而是從最基礎的概念講起，層層遞進。我喜歡書中對於每一個代碼片段的詳細解釋，它不像很多其他書籍那樣隻給齣一堆代碼，而是會告訴你每一行代碼的作用，以及它為什麼這麼寫。這種細緻入微的講解，讓我能夠真正理解代碼背後的邏輯，而不是死記硬背。在學習過程中，我發現書中不僅提供瞭大量的實例，而且這些實例都非常貼近實際應用，例如如何實現一個簡單的MP3播放器，如何做一個智能溫濕度監測係統。這些案例讓我看到瞭STM32的無限可能性，也激發瞭我對嵌入式開發的濃厚興趣。我嘗試著書中關於SD卡讀寫的文件係統案例，通過實際操作，我成功地實現瞭從SD卡讀取圖片並顯示在TFT LCD屏幕上，這個過程讓我非常有成就感。

評分☆☆☆☆☆

評價五： 對於有一定STM32基礎的開發者來說，《STM32單片機應用與全案例實踐》這本書依然具有很高的價值。我之所以這樣說，是因為它不僅僅提供瞭一些基礎的應用案例，更重要的是，它深入探討瞭一些高級主題和優化技巧。例如，書中關於低功耗設計的講解，對於那些需要開發電池供電設備的工程師來說，絕對是寶貴的財富。它詳細介紹瞭如何通過配置時鍾、休眠模式以及優化外設的使用來最大限度地降低功耗。此外，書中還涉及瞭嵌入式係統中的一些常見挑戰，比如實時性要求高的任務處理、內存管理以及調試技巧。我特彆注意到書中關於RTOS在內存管理方麵的一些講解，這對於構建大型、復雜的嵌入式係統至關重要。通過書中提供的不同RTOS的對比和應用場景分析，我對於如何選擇和使用閤適的RTOS有瞭更清晰的認識。書中還包含瞭一些關於代碼重用性和可維護性的討論，這對於我們團隊協作開發項目非常有指導意義。我嘗試著書中關於HAL庫與LL庫在性能和易用性上的權衡分析，並結閤實際項目進行測試，得齣的結論與書中描述高度一緻，這讓我更加信任這本書的專業性。

評分☆☆☆☆☆

評價三： 我是一名剛畢業的大學生，正在為我的畢業設計選題而煩惱。我的專業方嚮是電子信息工程，希望能夠做一個與物聯網相關的項目，而STM332無疑是這個領域的核心處理器之一。在尋找學習資料的過程中，我偶然發現瞭《STM332單片機應用與全案例實踐》這本書。最初，我隻是抱著試試看的心態，但很快就被書中豐富的內容所吸引。我被書中關於STM332的各種傳感器接口的詳細講解所打動，例如如何讀取加速度計、陀螺儀的數據，如何利用Wi-Fi模塊實現數據的遠程傳輸。這些內容對我來說非常實用，直接解決瞭我在畢業設計中可能遇到的技術難題。我尤其喜歡書中對於不同通信協議的詳細介紹，如I2C、SPI、UART等，並且提供瞭相應的實際應用案例。通過這些案例，我不僅學會瞭如何配置和使用這些通信接口，還明白瞭它們在實際項目中的應用場景。書中還有不少關於嵌入式GUI設計的章節，對於我想要開發一個帶有用戶界麵的項目來說，更是錦上添花。不得不說，這本書為我的畢業設計提供瞭堅實的技術基礎和豐富的靈感來源，我感到自己信心倍增。

評分☆☆☆☆☆

這本書還好 不能隻啃書

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是正版，不過書在運的過程中有碰到，還是很滿意

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此用戶未填寫評價內容

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好書，值得入手，解釋很詳細。好書，值得入手，解釋很詳細。

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根本不適閤初學者，書中例子跳躍性很強。

評分☆☆☆☆☆

大廠做工 值得信賴

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入門級

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挺好，京東放心

評分☆☆☆☆☆

挺好，京東放心