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嵌入式技術(shù)應(yīng)用開發(fā)實戰(zhàn)

包郵 嵌入式技術(shù)應(yīng)用開發(fā)實戰(zhàn)

出版社:西安電子科技大學(xué)出版社出版時間:2020-08-01
開本: 26cm 頁數(shù): 400頁
中 圖 價:¥48.2(8.2折) 定價  ¥59.0 登錄后可看到會員價
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嵌入式技術(shù)應(yīng)用開發(fā)實戰(zhàn) 版權(quán)信息

嵌入式技術(shù)應(yīng)用開發(fā)實戰(zhàn) 本書特色

立體化資源豐富。 教育部職業(yè)院校技能大賽“嵌入式技術(shù)應(yīng)用開發(fā)”賽項轉(zhuǎn)換成果。手把手教你玩轉(zhuǎn)嵌入式智能車與移動機器人。

嵌入式技術(shù)應(yīng)用開發(fā)實戰(zhàn) 內(nèi)容簡介

本書分為上、下兩篇, 以嵌入式智能小車與移動機器人為教學(xué)載體, 通過若干開發(fā)案例, 將嵌入式智能硬件平臺控制、檢測與通信所需要的知識與技能融入教材內(nèi)容。上篇以STM32F4為主線介紹嵌入式技術(shù)應(yīng)用開發(fā)方面的相關(guān)知識, 下篇介紹國賽“嵌入式技術(shù)應(yīng)用開發(fā)”賽項所涉及的相關(guān)技術(shù)與技能。本書所涉及的智能小車平臺的軟硬件資源全部開放。

嵌入式技術(shù)應(yīng)用開發(fā)實戰(zhàn) 目錄

第1章 ARM嵌入式系統(tǒng)概述 3 1.1 嵌入式系統(tǒng)簡介 3 1.1.1 嵌入式系統(tǒng)定義及特征 3 1.1.2 嵌入式系統(tǒng)發(fā)展 4 1.1.3 嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用 4 1.2 ARM處理器 5 1.2.1 ARM處理器分類 5 1.2.2 ARM Cortex-M系列處理器 5 1.3 STM32系列微控制器 6 1.3.1 STM32微控制器選型 6 1.3.2 STM32處理器開發(fā)工具 7 1.4 嵌入式系統(tǒng)典型應(yīng)用案例 10 1.4.1 嵌入式智能車 10 1.4.2 移動機器人 19 1.4.3 智能小車軟件資源 23 任務(wù)1 智能小車演示 25 思考與練習(xí) 25 第2章 STM32固件庫函數(shù)開發(fā)入門 26 2.1 STM32固件庫簡介 26 2.1.1 CMSIS標(biāo)準(zhǔn)與固件庫關(guān)系 26 2.1.2 STM32固件庫文件間的關(guān)系 28 2.2 MDK5軟件安裝與使用 29 2.2.1 MDK5安裝步驟 30 2.2.2 新建MDK5工程及配置 32 2.2.3 編譯及下載程序 40 2.3 STM32F4總線和存儲器架構(gòu) 42 2.3.1 總線架構(gòu) 42 2.3.2 存儲器架構(gòu) 44 2.4 STM32F4時鐘系統(tǒng) 47 2.4.1 STM32F4時鐘樹與時鐘源 47 2.4.2 STM32F4系統(tǒng)時鐘初始化 50 2.5 STM32F4的GPIO 52 2.5.1 GPIO的工作模式 53 2.5.2 GPIO的庫函數(shù)分析 53 2.5.3 STM32F4的GPIO的開發(fā)步驟 56 任務(wù)2 蜂鳴器報警 57 思考與練習(xí) 60 第3章 STM32F4的外部中斷 61 3.1 STM32F4的中斷系統(tǒng) 61 3.1.1 STM32F4的中斷 61 3.1.2 STM32F4的中斷優(yōu)先級 65 3.2 STM32F4微控制器的外部中斷 65 3.2.1 EXTI外部中斷源 65 3.2.2 外部中斷編程所涉及的標(biāo)準(zhǔn) 外設(shè)庫函數(shù) 67 任務(wù)3 外部中斷按鍵輸入 67 思考與練習(xí) 71 第4章 STM32F4的串口通信與 ?DMA 72 4.1 串口通信基礎(chǔ) 72 4.1.1 異步串行通信協(xié)議 72 4.1.2 波特率 73 4.1.3 通信校驗 73 4.1.4 串口通信軟件模擬FIFO 75 4.2 STM32F4串口概述 77 4.2.1 STM32F4的USART特性 77 4.2.2 STM32F4的USART內(nèi)部結(jié)構(gòu) 78 4.3 STM32F4串口庫函數(shù)分析 79 4.3.1 初始化及配置函數(shù) 79 4.3.2 數(shù)據(jù)傳輸函數(shù) 80 4.4 printf()重定向 81 4.5 STM32F4的串口通信開發(fā)步驟 82 任務(wù)4 串口數(shù)據(jù)發(fā)送與接收 82 4.6 STM32F4串口通信DMA的應(yīng)用 88 4.6.1 STM32F4的DMA結(jié)構(gòu)與 工作過程 88 4.6.2 STM32F4的DMA請求通道選擇 89 4.7 STM32F4的DMA庫函數(shù)分析 91 4.8 STM32F4的DMA開發(fā)步驟 93 任務(wù)5 DMA數(shù)據(jù)傳輸 93 思考與練習(xí) 98 第5章 STM32F4的定時器與PWM 99 5.1 STM32F4的定時器 99 5.2 STM32F4的定時器工作原理 100 5.2.1 通用定時器功能 100 5.2.2 通用定時器組成 100 5.2.3 通用定時器的計數(shù)模式 101 5.3 STM32F4的定時器庫函數(shù)分析 102 5.4 STM32F4的定時器開發(fā)步驟 104 任務(wù)6 控制LED交替閃爍 105 5.5 STM32F4的PWM應(yīng)用 110 5.6 STM32F4的PWM庫函數(shù)分析 111 5.7 STM32F4的PWM開發(fā)步驟 112 任務(wù)7 實現(xiàn)呼吸燈 112 思考與練習(xí) 115 第6章 STM32F4的ADC與DAC 116 6.1 STM32F4的ADC工作原理 116 6.1.1 STM32F4的ADC主要特性 116 6.1.2 STM32F4的ADC結(jié)構(gòu) 117 6.1.3 STM32F4的ADC功能 117 6.2 STM32F4的ADC庫函數(shù)分析 119 6.2.1 通用配置初始化函數(shù) 119 6.2.2 ADC參數(shù)初始化函數(shù) 120 6.2.3 讀取ADC值 121 6.3 STM32F4的ADC開發(fā)步驟 122 任務(wù)8 測量電池電量 124 6.4 STM32F4的DAC工作原理 130 6.4.1 STM32F4的DAC主要特性 130 6.4.2 STM32F4的DAC內(nèi)部結(jié)構(gòu) 131 6.4.3 STM32F4的DAC工作過程 131 6.5 STM32F4的DAC庫函數(shù)分析 133 6.5.1 DAC初始化函數(shù) 133 6.5.2 DAC使能禁止函數(shù) 134 6.5.3 設(shè)置DAC值 136 6.6 STM32F4的DAC開發(fā)步驟 137 任務(wù)9 輸出三角波 139 思考與練習(xí) 141 第7章 STM32F4的總線 142 7.1 STM32F4的SPI總線 142 7.1.1 串行外設(shè)接口(SPI) 142 7.1.2 STM32F4的SPI接口 144 7.1.3 STM32的SPI編程所涉及的標(biāo)準(zhǔn) 外設(shè)庫函數(shù) 145 7.1.4 STM32F4的SPI接口開發(fā)步驟 145 任務(wù)10 SPI總線驅(qū)動OLED顯示 146 7.2 STM32F4的CAN總線 150 7.2.1 控制器局域網(wǎng)絡(luò)(CAN) 150 7.2.2 STM32F4的CAN總線控制器 151 7.2.3 STM32F4的CAN總線控制器編程所 涉及的標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫函數(shù) 153 7.2.4 STM32F4的CAN總線開發(fā)步驟 153 任務(wù)11 板間CAN總線通信 153 思考與練習(xí) 161 第8章 STM32F4的SDIO與FSMC ?接口 162 8.1 STM32F4的SDIO接口 162 8.1.1 SDIO接口的工作原理 162 8.1.2 SD卡 163 8.1.3 STM32F4的SDIO接口庫 函數(shù)分析 167 任務(wù)12 SD卡讀/寫操作 169 8.1.4 STM32F4的SDIO接口 開發(fā)步驟 171 8.1.5 FatFs文件系統(tǒng) 172 任務(wù)13 文件操作 173 8.2 STM32F4的FSMC接口 176 8.2.1 STM32F4微控制器的FSMC 176 8.2.2 FSMC編程所涉及的標(biāo)準(zhǔn)外設(shè) 庫函數(shù) 178 任務(wù)14 FSMC-SRAM讀/寫操作 178 思考與練習(xí) 185 第9章 基于STM32F4的μC/OS-Ⅲ?嵌入 式操作系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā) 186 9.1 μC/OS-Ⅲ 實時操作系統(tǒng)的移植 186 9.1.1 嵌入式實時操作系統(tǒng) 186 9.1.2 μC/OS-Ⅲ 的功能特性 187 9.1.3 μC/OS-Ⅲ 源碼下載與解析 188 9.1.4 移植μC/OS-Ⅲ 至STM32F4 192 9.2 μC/OS-Ⅲ 任務(wù)管理 202 任務(wù)15 μC/OS-Ⅲ 任務(wù)創(chuàng)建和刪除 202 任務(wù)16 μC/OS-Ⅲ 任務(wù)掛起和恢復(fù) 207 任務(wù)17 μC/OS-Ⅲ 信號量和互斥信號量 211 9.3 μC/OS-Ⅲ 嵌入式操作系統(tǒng)開發(fā)步驟 216 任務(wù)18 μC/OS-Ⅲ 消息傳遞 216 任務(wù)19 μC/OS-Ⅲ 臨界段代碼 222 任務(wù)20 μC/OS-Ⅲ 軟件定時器 226 思考與練習(xí) 230 下篇 “嵌入式技術(shù)應(yīng)用開發(fā)”賽項實戰(zhàn) 第10章 嵌入式技術(shù)應(yīng)用開發(fā)賽項 ?介紹 233 10.1 賽項內(nèi)容與要求 233 10.1.1 賽項內(nèi)容 233 10.1.2 比賽要求 233 10.2 競賽綜合訓(xùn)練沙盤/競賽環(huán)境標(biāo)志物 234 10.2.1 競賽沙盤標(biāo)志物與賽道地圖 234 10.2.2 競賽環(huán)境標(biāo)志物 234 第11章 硬接焊接與調(diào)試 238 11.1 硬件焊接任務(wù)內(nèi)容 238 11.2 硬件焊接任務(wù)要求 238 11.2.1 電路原理圖 238 11.2.2 器件位置圖 240 11.3 硬件焊接任務(wù)實施 243 11.3.1 元器件識別與質(zhì)量檢測 243 11.3.2 焊接工藝要求 245 11.3.3 元器件焊接與裝配 245 第12章 嵌入式硬件編程 246 12.1 任務(wù)要求與競賽內(nèi)容 246 12.1.1 任務(wù)要求 246 12.1.2 競賽內(nèi)容 246 12.2 主車控制 248 12.2.1 電機驅(qū)動與碼盤測速 248 12.2.2 循跡數(shù)據(jù)獲取與狀態(tài)控制 253 任務(wù)21 主車路徑自動識別 257 第13章 傳感器應(yīng)用與紅外通信 ?技術(shù) 266 13.1 超聲波測距原理 266 任務(wù)22 超聲波測距與避障 267 13.2 光強度測量原理 268 任務(wù)23 光照強度測量與控制 271 13.3 紅外通信控制 272 任務(wù)24 控制智能路燈標(biāo)志物 273 任務(wù)25 控制報警器標(biāo)志物 276 任務(wù)26 控制立體顯示器標(biāo)志物 277 任務(wù)27 控制LCD顯示器標(biāo)志物 279 第14章 RFID技術(shù)應(yīng)用 281 14.1 RFID技術(shù) 281 14.1.1 RFID技術(shù)概述 281 14.1.2 RFID卡容量與存儲結(jié)構(gòu) 281 14.2 非接觸式IC卡與MFRC522 讀卡器 282 14.2.1 非接觸IC卡的組成與分類 282 14.2.2 非接觸IC卡的原理 283 14.2.3 MFRC522讀卡器 283 任務(wù)28 RFID卡讀寫操作 285 任務(wù)29 小車自動檢測與識別RFID卡 288 第15章 ZigBee無線通信與控制 290 15.1 ZigBee無線通信模塊工作原理 290 15.1.1 ZigBee無線通信模塊 290 15.1.2 ZigBee工作原理 290 15.2 ZigBee無線通信模塊發(fā)送與 接收數(shù)據(jù) 293 15.2.1 ZigBee數(shù)據(jù)發(fā)送原理 293 15.2.2 ZigBee數(shù)據(jù)接收原理 295 任務(wù)30 控制LED顯示標(biāo)志物 296 任務(wù)31 控制道閘標(biāo)志物 300 任務(wù)32 控制無線充電標(biāo)志物 301 任務(wù)33 控制語音播報標(biāo)志物 302 任務(wù)34 控制TFT顯示器標(biāo)志物 305 任務(wù)35 控制智能交通燈標(biāo)志物 307 任務(wù)36 控 制 從 車 308 任務(wù)37 控制立體車庫標(biāo)志物 311 任務(wù)38 回收ETC系統(tǒng)標(biāo)志物數(shù)據(jù) 312 第16章 語音識別及控制 314 16.1 語音合成SYN7318芯片 314 16.2 通信協(xié)議與控制方式 314 16.2.1 通信傳輸字節(jié)與波特率配置 314 16.2.2 命令幀格式與控制命令 315 任務(wù)39 語音識別及行進(jìn)控制 316 第17章 特殊地形行進(jìn) 320 17.1 通過特殊地形編程方法 320 17.2 通過特殊地形編程案例 321 任務(wù)40 主車通過特殊地形 321 任務(wù)41 從車通過特殊地形 322 第18章 Android程序設(shè)計 323 18.1 系統(tǒng)背景及功能概述 323 18.1.1 系統(tǒng)背景簡介 323 18.1.2 功能概述 324 18.1.3 開發(fā)環(huán)境和目標(biāo)平臺 325 18.2 開發(fā)前的準(zhǔn)備工作 325 18.2.1 數(shù)據(jù)分析與設(shè)計 325 18.2.2 圖片資源的搜集和制作 325 18.3 系統(tǒng)功能預(yù)覽 328 18.3.1 串口通信配置 328 18.3.2 Socket通信 330 18.3.3 系統(tǒng)綜合應(yīng)用 332 18.3.4 標(biāo)志物控制示例 335 18.4 界面主類LCCX Activity 338 18.5 輔助界面相關(guān)類 339 18.5.1 歡迎界面WelcomeView類 339 18.5.2 設(shè)置界面 343 第19章 Android應(yīng)用開發(fā) 345 19.1 二維碼掃描及處理 345 任務(wù)42 主車攝像頭掃描二維碼及處理 350 任務(wù)43 從車攝像頭掃描二維碼及處理 356 19.2 機器視覺與圖像處理 360 任務(wù)44 主車識別圖形 360 任務(wù)45 主車識別車牌 364 任務(wù)46 主車識別交通燈信息 372 任務(wù)47 從車識別圖形 377 第20章 算法編碼與應(yīng)用 380 20.1 算法編碼思路 380 20.2 常用算法編碼原理 381 20.2.1 CRC校驗算法 381 任務(wù)48 CRC校驗算法應(yīng)用(2018年原題) 385 20.2.2 RSA算法 386 任務(wù)49 RSA加密算法(2017年原題) 387 附錄1 2018年全國職業(yè)院校技能大賽“嵌入式技術(shù)應(yīng)用開發(fā)”賽項賽題 389 附錄2 2019年全國職業(yè)院校技能大賽“嵌入式技術(shù)應(yīng)用開發(fā)”賽項賽題 394 參考文獻(xiàn) 400
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嵌入式技術(shù)應(yīng)用開發(fā)實戰(zhàn) 作者簡介

梁長垠,深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院教授,高級技師,首批國家示范性高職院校重點建設(shè)電子信息工程技術(shù)專業(yè)“高層次專業(yè)帶頭人”,深圳市地方級領(lǐng)軍人才,教育部職業(yè)院校技能大賽電子信息類賽項專家,Google&arm中國大學(xué)合作部高職教育專家組專家。全國人工智能職業(yè)教育集團(tuán)A l+嵌入式專委會主任,谷歌開源技術(shù)高職華南區(qū)域聯(lián)盟理事長。主持國家級精品課程2門,主編出版教材20部,其中國家級規(guī)劃教材3部、新形態(tài)一體化AR教材1部。主持和參與教學(xué)與科研項目20余項,獲得省級教學(xué)成果獎二等獎2項,在國內(nèi)外公開發(fā)表學(xué)術(shù)論文40篇。 主要研究方向:數(shù)字信號處理、傳感器技術(shù)應(yīng)用等。

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