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高显生 著

图书标签:

• STM8
• 单片机
• 嵌入式
• C语言
• 开发
• 实战
• 例程
• 教程
• 电子工程
• 硬件

店铺： 天泰尚图书专营店

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111538349

商品编码：29640984128

包装：平装

出版时间：2016-06-01

基本信息

书名：STM8实战

定价：79元

作者：高显生

出版社：机械工业出版社

出版日期：2016-06-01

ISBN：9787111538349

字数：

页码：473

版次：1

装帧：平装

开本：16

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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本书是一本介绍如何使用意法公司推出的集成开发环境STVD、配合使用意法公司的ST-LINK/V2在线仿真/编程器完成STM8系列单片机开发的入门书籍。全书以STM8主流系列大容量产品STM8S208RB单片机为例，对STM8S系列单片机的片内功能、开发环境、功能模块以及接口电路等方面做了详细介绍。本书也是一本零基础入门单片机C语言开发的实践指导书。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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《嵌入式系统原理与应用开发》 图书简介 在当今数字化的浪潮中，嵌入式系统早已渗透到我们生活的方方面面，从智能手机、家用电器到汽车电子、工业自动化，无处不在的嵌入式设备正在悄然改变着世界。它们是驱动现代科技发展的核心力量，其设计、开发与应用，是衡量一个国家科技实力和工业水平的重要标志。 本书旨在为读者构建一个全面、深入的嵌入式系统知识体系，从最基础的原理概念，到核心的硬件选型、软件开发流程，再到实际的应用案例分析，力求为初学者和有一定基础的开发者提供一条清晰的学习路径，帮助他们掌握嵌入式系统设计与开发的核心技能。我们期望读者在阅读本书后，能够独立完成一个小型嵌入式项目的开发，并具备进一步深入研究和解决复杂问题的能力。 第一部分：嵌入式系统基础理论 第一章：嵌入式系统概述 本章将带领读者走进嵌入式系统的世界，深入理解“嵌入式”的含义及其在现代科技中的地位。我们将探讨嵌入式系统的定义、特点（如实时性、可靠性、功耗、体积小、集成度高等），并与通用计算系统进行对比，明确嵌入式系统的独特性。同时，我们将介绍嵌入式系统的发展历程，从早期的单片机应用到如今复杂的多核、异构系统，展现其不断演进的趋势。此外，本章还会初步介绍嵌入式系统的典型应用领域，为后续深入学习打下基础。 第二章：嵌入式微控制器（MCU）原理 微控制器是嵌入式系统的“大脑”，本章将深入剖析MCU的核心工作原理。我们将从CPU（中央处理器）的架构入手，讲解指令集、流水线、中断机制等基本概念。随后，重点介绍MCU内部常见的关键组成部分，包括： 存储器： 讲解ROM/Flash（程序存储器）与RAM（数据存储器）的功能、特点及访问方式。 I/O端口： 介绍通用输入/输出（GPIO）端口的配置与操作，如何实现与外部设备的接口。 定时器/计数器： 深入讲解定时器的工作模式（定时、计数、PWM生成等），以及其在实现延时、脉冲输出、频率测量等功能中的作用。 中断控制器： 阐述中断的产生、响应、嵌套和优先级管理，理解中断在实现实时响应和多任务并发中的关键作用。 串行通信接口： 详细介绍UART（通用异步收发传输器）、SPI（串行外设接口）、I2C（集成电路总线）等常用通信协议的工作原理、数据传输方式及配置要点，为实现MCU与传感器、执行器、其他芯片之间的数据交换奠定基础。 模数转换器（ADC）与数模转换器（DAC）： 讲解ADC将模拟信号转换为数字信号的原理、采样率、分辨率等参数，以及DAC将数字信号转换为模拟信号的应用。 其他外设： 触及其他常见的MCU外设，如看门狗定时器（WDT）、DMA（直接内存访问）等，并简要说明其功能与应用场景。 第三章：嵌入式开发环境搭建与基础 有效的开发环境是嵌入式项目成功的基石。本章将指导读者如何搭建一套完整的嵌入式开发环境。 集成开发环境（IDE）： 介绍主流的嵌入式IDE，如Keil MDK、IAR Embedded Workbench、GCC-based IDEs（如PlatformIO、STM32CubeIDE等），并详细讲解IDE的常用功能，包括代码编辑、编译、链接、调试等。 交叉编译工具链： 解释交叉编译的概念，为何需要交叉编译工具链，以及如何配置和使用。 调试器与仿真器： 介绍JTAG/SWD等硬件调试接口，以及仿真器（如ST-Link, J-Link）的作用，并演示如何在IDE中连接调试器，进行断点设置、单步执行、变量监视等关键调试操作。 编译与链接过程： 深入理解C/C++代码从源码到可执行文件的编译和链接过程，包括预处理、编译、汇编、链接等阶段，以及链接脚本的作用。 内存映像与地址空间： 讲解嵌入式系统的内存组织结构，不同区域（代码段、数据段、堆、栈）的分配，以及理解内存映像对于优化代码和资源管理的重要性。 第二部分：嵌入式软件开发 第四章：嵌入式C/C++编程进阶 C语言是嵌入式开发的首选语言，本书将在此基础上，深入讲解面向嵌入式开发的C/C++编程技巧。 指针与内存管理： 重点讲解指针的高级用法，如指向指针的指针、函数指针、void指针等，以及动态内存分配（malloc/free）在嵌入式中的注意事项与替代方案。 位操作与寄存器访问： 强调位操作在嵌入式开发中的重要性，讲解如何直接操作硬件寄存器，实现对MCU外设的精细控制。 结构体与联合体： 深入理解结构体和联合体的内存布局，以及如何利用它们来高效地访问硬件寄存器和组织数据。 嵌入式C++特性： 介绍C++在嵌入式开发中的应用，如面向对象编程思想（封装、继承、多态）、模板、异常处理（在嵌入式中的权衡）等，以及如何在资源受限的环境下使用C++。 代码优化技巧： 讲解针对嵌入式平台的代码优化策略，包括编译选项优化、算法优化、数据结构优化、减少内存访问次数等，以提升程序性能和降低功耗。 第五章：实时操作系统（RTOS）原理与应用 在复杂的嵌入式系统中，实时操作系统（RTOS）能够有效地管理系统资源，实现多任务并发和实时响应。 RTOS核心概念： 讲解任务（线程）、任务调度（优先级、时间片轮转、轮询等）、任务状态（就绪、运行、阻塞、挂起）、任务间通信（信号量、互斥锁、消息队列、事件标志组）、中断与任务的交互等核心概念。 常用RTOS介绍： 简要介绍FreeRTOS、RT-Thread、Zephyr等主流的嵌入式RTOS，并重点选择一款进行深入讲解。 RTOS移植与配置： 指导读者如何将RTOS移植到目标硬件平台，并根据项目需求进行配置，包括时钟源、内存分配、堆栈大小等。 RTOS应用实践： 通过实例演示如何使用RTOS实现多任务并发，如传感器数据采集与处理、用户界面响应、通信任务等，以及如何利用RTOS提供的机制解决同步与互斥问题。 第六章：嵌入式系统通信协议详解 嵌入式系统往往需要与其他设备或系统进行数据交换，本章将深入讲解各类通信协议。 串行通信： 回顾UART、SPI、I2C的原理，并讲解在实际应用中需要注意的细节，如波特率匹配、校验方式、数据格式等。 并行通信： 介绍并行通信的基本原理（如USB、SDIO等），并简要分析其应用场景。 网络通信： TCP/IP协议栈： 讲解TCP/IP模型，重点介绍TCP和UDP协议的工作原理、特点、适用场景，以及Socket编程基础。 嵌入式网络接口： 讲解以太网接口、Wi-Fi模块（如ESP8266/ESP32）、蓝牙模块等硬件的连接与配置。 MQTT、HTTP等应用层协议： 介绍适用于物联网（IoT）的轻量级通信协议，如MQTT，以及Web服务相关的HTTP协议。 总线通信： 讲解CAN（控制器局域网）总线在汽车电子和工业自动化中的应用，以及LIN（本地互联网络）总线等。 第三部分：嵌入式系统应用开发与实践 第七章：嵌入式设备驱动开发 驱动程序是连接硬件与操作系统的桥梁，本章将深入讲解驱动程序的开发。 驱动程序模型： 讲解Linux驱动模型（字符设备、块设备、网络设备）、Windows驱动模型等。 硬件抽象层（HAL）： 介绍HAL的概念，以及如何通过HAL层实现代码的可移植性。 常见外设驱动开发： GPIO驱动： 演示如何编写控制LED、按钮的GPIO驱动。 ADC/DAC驱动： 讲解如何采集模拟传感器数据，输出控制信号。 定时器/PWM驱动： 演示如何实现精确的延时、脉冲输出。 串口通信驱动： 编写驱动程序实现与其他设备的串口通信。 存储器驱动（Flash/EEPROM）： 讲解如何读写外部存储器。 传感器驱动： 针对温度、湿度、加速度等常见传感器，讲解其通信接口（I2C/SPI）驱动的编写。 第八章：嵌入式系统功耗管理 在许多嵌入式应用中，功耗是至关重要的设计考量。本章将探讨各种功耗管理技术。 功耗分析： 讲解如何测量和分析嵌入式设备的功耗，识别高功耗环节。 低功耗模式： 介绍MCU的各种低功耗模式（如Sleep, Stop, Standby等），以及如何通过软件配置进入和退出这些模式。 外设功耗优化： 讲解如何管理外设的功耗，如在不需要时关闭传感器、显示屏等。 电源管理单元（PMU）： 介绍PMU的作用，以及如何通过PMU实现精细的电源控制。 软件层面的功耗优化： 讨论通过优化算法、减少不必要的计算、合理安排任务执行等方式降低功耗。 第九章：嵌入式系统安全性 随着嵌入式系统连接性的增强，安全性变得越来越重要。本章将探讨嵌入式系统的安全挑战与防护措施。 安全威胁分析： 识别嵌入式系统面临的常见安全威胁，如物理攻击、网络攻击、恶意软件等。 安全启动（Secure Boot）： 讲解如何实现安全启动，确保只有经过授权的代码才能运行。 数据加密与认证： 介绍在嵌入式系统中应用加密算法（如AES、RSA）和认证机制，保护敏感数据。 固件更新（OTA）： 讲解安全可靠的固件更新机制，防止更新过程中被篡改。 硬件安全模块（HSM）： 介绍HSM的作用，以及如何利用HSM增强安全性。 第十章：嵌入式系统调试与测试 高效的调试和全面的测试是保证嵌入式系统质量的关键。 调试技术： 深入讲解JTAG/SWD调试、逻辑分析仪、示波器等硬件调试工具的使用。 软件调试策略： 介绍日志输出、断言（assert）、代码覆盖率等软件调试技巧。 单元测试与集成测试： 讲解如何为嵌入式模块编写单元测试，以及进行系统集成测试。 性能测试与稳定性测试： 介绍如何进行压力测试、长期稳定性测试，评估系统的鲁棒性。 故障排除方法： 提供一套系统性的故障排除流程和方法论。 第四部分：典型应用案例分析 第十一章：物联网（IoT）设备开发实战 本章将聚焦于当前热门的物联网应用，带领读者从硬件选型到软件开发，一步步构建一个完整的IoT设备。 IoT设备架构： 介绍典型的IoT设备组成，包括传感器、MCU、通信模块、电源管理等。 选型指南： 如何根据应用需求选择合适的MCU、传感器、通信模块。 连接与通信： 演示如何配置Wi-Fi/蓝牙模块，连接到云平台。 数据采集与上传： 编写程序采集传感器数据，并通过MQTT/HTTP协议上传到云端。 云平台交互： 简要介绍如何使用如AWS IoT, Azure IoT, ThingsBoard等云平台接收和处理设备数据，并发送控制指令。 案例：智能家居传感器节点 （例如：温湿度监测、光照强度监测）。 第十二章：嵌入式Linux系统开发入门 对于更复杂的嵌入式应用，嵌入式Linux系统提供了强大的功能和丰富的软件生态。 嵌入式Linux概述： 介绍嵌入式Linux与桌面Linux的区别，以及其在高端嵌入式设备中的应用。 交叉编译工具链与根文件系统： 讲解构建嵌入式Linux交叉编译工具链的方法，以及根文件系统的组成与构建。 Bootloader： 介绍Bootloader的作用，以及U-Boot等常用Bootloader的原理与配置。 Linux内核编译与移植： 演示如何下载Linux内核源码，进行配置和编译，以及将其移植到目标硬件。 设备树（Device Tree）： 讲解设备树的概念，以及如何编写设备树来描述硬件资源。 用户空间应用开发： 讲解如何在嵌入式Linux环境下进行应用程序开发，如使用C/C++、Python等。 案例：基于Raspberry Pi的嵌入式Linux项目 （例如：一个简单的图像采集与处理应用）。 总结 本书力求全面覆盖嵌入式系统设计与开发的关键技术和核心理论，并结合丰富的实例进行讲解，旨在帮助读者建立起扎实的嵌入式系统工程能力。从基础的MCU原理到复杂的RTOS和嵌入式Linux，从硬件驱动到通信协议，再到功耗管理和安全性，本书提供了一个完整的学习框架。希望通过本书的学习，读者能够 confidently 迈入嵌入式开发的广阔天地，迎接并抓住这个充满机遇的领域带来的挑战与成就。

评分☆☆☆☆☆

这本书的魅力在于其深厚的“实战”底蕴。它没有被最新的、最炫的技术名词所裹挟，而是专注于STM8这个平台下，如何把最基础的功能做扎实、做可靠。我曾尝试用一些网上找来的零散资料去实现一个带硬件看门狗（WDT）的系统重启机制，结果总是遇到各种意想不到的复位问题。这本书用了专门的一章来详细剖析STM8 WDT的工作时序、窗口配置，以及如何在关键代码段进行喂狗操作，并给出了一套非常健壮的软件框架。这不仅仅是教会你一个功能，而是教会你如何思考硬件的“边界条件”和软件的“容错性”。这种务实的态度贯穿全书，无论是PWM的精确控制还是ADC的采样校准，书中都提供了非常贴近工业控制场景的解决方案和避坑指南。这本书真正做到了“授人以渔”，它培养的不是一个只会调用库函数的操作员，而是一个能够理解芯片“脾气秉性”、并与之有效沟通的工程师。如果你手头上的项目要求高可靠性，这本书提供的思路和方法论的价值，远超其本身的价格。

评分☆☆☆☆☆

我必须承认，这本书的深度远远超出了我最初的预期，尤其是在涉及外部中断和低速串行通信协议的实现部分，展现出了极高的学术严谨性。作者在解释如何使用定时器溢出事件来精确控制步进电机的加减速曲线时，不仅给出了代码，还深入分析了由于系统时钟抖动和指令周期差异导致的潜在误差，并提供了数学模型进行补偿。这对于需要进行精密运动控制的开发者来说，简直是如获至宝。更让我感到惊喜的是，书中还涉猎了关于代码编译和链接过程的优化技巧，例如如何通过修改链接脚本来调整数据段和代码段的起始地址，以适应特定的外部存储器映射需求。这部分内容通常只会在更高级别的嵌入式系统设计书籍中出现，能够将其融入到针对入门级芯片的教材中，足见作者的用心良苦和知识的广博。这本书成功地搭建了一座从“会用”到“精通”的桥梁，它不仅教会了我STM8的用法，更重要的是，它让我对嵌入式系统底层的运行机制有了更深刻、更全面的理解，无疑是一本极具前瞻性和长期参考价值的专业书籍。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和印刷质量给我留下了非常深刻的印象，这在技术书籍中其实是比较少见的享受。纸张的质感很好，不是那种容易反光的廉价纸，长时间阅读下来眼睛非常舒适。更重要的是，那些涉及到电路原理图和芯片引脚布局的插图，分辨率极高，线条清晰锐利，即便是放大细节也能保持极高的可读性。我过去常常因为电路图模糊不清而不得不对照着PDF文档来看，大大降低了学习效率。这本书在这方面做得非常出色，几乎每一个关键的硬件连接和软件流程图都处理得恰到好处，使得概念的传递更加直观。此外，章节之间的逻辑过渡非常自然流畅，没有那种生硬的转折感。比如，在讲解完基础的I2C通信协议后，紧接着就引入了如何使用STM8的硬件I2C模块来驱动一个外部EEPROM，这种理论与实践的无缝衔接，让知识点的吸收率大大提高。这本书的设计者显然非常注重读者的阅读体验，这种对细节的关注，让我觉得出版方对内容的质量也是抱有极高要求的。

评分☆☆☆☆☆

作为一名有多年经验的嵌入式开发人员，我接触过不少关于各种MCU系列的参考手册和技术书籍，坦率地说，很多书籍要么过于理论化，要么就是对官方文档的简单重述，缺乏深入的洞察和实战经验的总结。然而，这本书展现出了一种难得的老道的工程师视角。它不仅仅停留在“如何让程序跑起来”的层面，而是深入探讨了在资源受限的环境下，如何进行高效、可靠的代码设计和优化。书中对中断服务程序的编写规范、内存管理策略，特别是针对STM8特有的一些性能瓶颈的规避措施，讲解得极为精辟。我尤其欣赏其中关于低功耗模式设计的章节，它没有泛泛而谈，而是结合具体应用场景，对比了不同睡眠模式下的功耗表现和唤醒延迟，这对于电池供电的物联网设备开发至关重要。书中的代码示例经过了实战检验，结构清晰，注释精炼，很容易看出作者在软件架构上的考量。阅读这本书的过程，更像是在和一位经验丰富的技术前辈进行高水平的交流，它帮助我修正了一些过去在实践中形成的“坏习惯”，并提升了我对底层硬件驱动编写的严谨程度。对于追求代码质量和系统稳定性的专业人士来说，这本书绝对是值得反复研读的案头必备工具书。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直是微控制器入门者的福音！我之前对单片机编程一直有点望而生畏，特别是涉及到像STM8这样的特定架构，总觉得资料零散、晦涩难懂。然而，这本书的叙述方式非常亲民，作者似乎非常懂得初学者的思维定势和容易卡壳的地方。它不像很多技术书籍那样上来就堆砌一堆冷冰冰的寄存器定义和波特率计算公式，而是通过一系列非常贴近实际应用的案例，循序渐进地引导你理解STM8的核心工作原理。举个例子，书中关于GPIO口配置和定时器中断的讲解，不是简单地告诉你“设置这个位为1，那个位为0”，而是结合了点亮LED、制作一个简单的方波信号等实际操作，让你在动手实践中自然而然地掌握了底层逻辑。这种“做中学”的模式，极大地降低了学习的门槛，让我这个“小白”也能很快建立起自信心。更值得称赞的是，它对开发环境的搭建和调试工具的使用也做了非常详尽的图文说明，省去了我在网上东拼西凑找教程的时间。可以说，它为我打开了一扇通往嵌入式世界的大门，让我对后续更复杂的项目充满了期待。我强烈推荐给所有对STM8系列芯片感兴趣，并且希望获得扎实基础的工程师和电子爱好者。