李振坡 教师
单位:华东理工大学信息学院
部门:电信系
提供学校: | 华东理工大学本研学习平台 |
院系: | 电子与通信工程系 |
课程编号: | M060205 |
学分: | 2 |
第一章 嵌入式系统导论
嵌入式系统的概念,以及嵌入式系统在各个领域的应用。重点讲解两个典型应用:VOLVO S80汽车;手机。介绍当前运用最广泛的ARM,以及ARM中的其中一个代表性系列也就是Cortex-M3系列;重点讲解意法半导体公司的STM32,STM32是Cortex-M3系列中应用最多的一类嵌入式系统芯片;STM32F103是STM32中典型的一款芯片。
●1.1 嵌入式系统定义及嵌入式系统应用范围
无处不在的计算机就是指嵌入式系统。嵌入式系统技术发展的历史。嵌入式系统的定义,嵌入式系统的特点,嵌入式系统的应用领域,着重以汽车和手机为例;5种实时嵌入式操作系统。
●1.2 ARM及cortex-m3
重点讲述当前运用最广泛的ARM,以及ARM中的其中一个代表性系列也就是Cortex-M3系列;ARM体系结构的特点;Cortex-M3处理器结构;带分支预测的3级流水线。
●1.3 STM32
重点介绍STM32,STM32F103的特点。
第二章 Cortex-M3微处理器
围绕Cortex-M3处理器核心结构,讲解1、Cortex-M3内核体系结构,Cortex-M3芯片结构;2、系统总线结构;3、寄存器,包括通用寄存器和特殊功能寄存器;4、存储器管理,位带绑定、端模式;5、工作模式;6、异常与中断;7、堆栈。
●2.1 Cortex-M3微处理器(1)
Cortex-M3芯片结构,Cortex-M3处理器结构,Cortex-M3调试系统结构,Cortex-M3总线连接。
●2.2 Cortex-M3微处理器(2)
Cortex-M3寄存器与存储器。 Cortex-M3 处理器拥有R0到R15 的寄存器组,总共16个寄存器。 Cortex-M3 内核上搭载的特殊功能寄存器包括:程序状态字寄存器组PSRs
中断屏蔽寄存器组PRIMASK, FAULTMASK, BASEPRI
控制寄存器CONTROL。
●2.3 Cortex-M3微处理器(3)
存储器管理;位带(Bit-band)操作;端模式。
●2.4 Cortex-M3微处理器(4)
工作模式;异常与中断;堆栈。
第三章 STM32F103基础及最小系统设计
本章内容是STM32F103基础及最小系统设计。主要内容包括STM32命名规则,STM32F103微控制器特性(内置闪存存储器、内置SRAM、NVIC、外部中断/事件控制器等27个特性),时钟树、系统总线构架、位带绑定,以及基于STM32的最小系统参考设计。
●3.1 STM32F103微控制器
STM32命名规则;STM32F103微控制器特性。
●3.2 系统总线
系统总线构架;位带绑定。基于STM32的最小系统参考设计。
第四章 通用输入输出端口(GPIO)
先介绍一下GPIO的基本概念,然后详细地讲解STM32 GPIO 主要功能,涉及到GPIO的8个功能,端口位的基本结构、以及GPIO口的包括中断等其它功能;STM32 GPIO 编程应用,GPIO的7个寄存器,以及GPIO编程案例;STM32固件库及几个应用案例。
●4.1 GPIO的基本概念
GPIO的基本概念
●4.2 STM32 GPIO 主要功能
STM32 GPIO功能;STM32端口位的基本结构;STM32 GPIO 其他功能。
●4.3 STM32 GPIO 编程应用
编程相关寄存器及STM32 GPIO编程应用案例。
●4.4 STM32固件库及应用案例
STM32固件库;固件库应用案例。
第五章 DMA工作原理
本章主要内容是DMA工作原理。主要包括DMA的基本介绍、DMA的基本定义、DMA的主要特征、STM32F10x系列芯片DMA控制器、DMA功能描述、DMA相关配置寄存器、DMA配置库函数(1个初始化函数、2个使能函数、2个传输数据量函数、4个状态位函数)。
●5.1 DMA的基本介绍
DMA的基本定义;DMA的主要特征;STM32F10x系列芯片DMA控制器。
●5.2 DMA功能功能描述
DMA功能描述。DMA的工作框图分析。
●5.3 DMA相关配置寄存器
DMA相关配置寄存器。
●5.4 DMA配置库函数
DMA相关配置库函数
第六章 STM32定时器及其应用
本章主要内容是STM32定时器及其应用。内容包括:定时器实现方法;STM32 高级定时器/计数器;STM32 高级定时器功能(定时器时钟源、时基单元、计数器模式);输入捕获输出比较模式(内容包括输入捕获、输出比较、死区时间产生、刹车功能模式等);STM32 PWM编程应用。
●6.1 定时器实现方法
定时器实现方法。完全硬件实现定时功能、纯软件方式、微控制器中的可编程定时/计数器。
●6.2 STM32 高级定时器/计数器
STM32 高级定时器/计数器。三种定时器:基本定时器、通用定时器、还有高级定时器。
●6.3 STM32 高级定时器功能
定时器时钟源;应用案例;时基单元;计数器模式。
●6.4 输入捕获输出比较模式
捕获/比较通道;PWM 模式;编码器接口模式;六步PWM 的产生;定时器相关功能寄存器描述。
●6.5 STM32 定时器编程应用
定时器编程应用
第七章 I2C串行总线的组成及工作原理
本章主要内容是I2C串行总线的组成及工作原理。I2C串行总线概述;I2C总线的数据传(数据位的有效性规定、起始和终止信号、数据传送格式、总线的寻址);I2C总线仲裁与时钟发生、串行E2PROM的扩展、模拟I2C的编程、基于STM32的I2C通讯程序。
●7.1 I2C串行总线概述
I2C串行总线概述。I2C总线特点。I2C总线系统构成示意图的讲解。I2C硬件构成。
●7.2 I2C总线的数据传送
I2C总线的数据传送。数据位的有效性规定;起始和终止信号;数据传送格式;总线的寻址;I2C总线仲裁与时钟发生。
●7.3 串行E2PROM的扩展
串行E2PROM的扩展;模拟I2C的编程;基于STM32的I2C通讯程序。
第八章 串行外围接口SPI
本章主要内容是串行外围接口SPI的讲述。SPI概述、SPI 接口的通信;SPI的三个状态标志、三个错误标志;SPI相关配置库函数(1个初始化函数、3个使能函数、2个数据传输函数、4个状态位函数)、SPI一般步骤。
●8.1 SPI概述
SPI概述;SPI是全双工的;时钟信号的相位和极性;SPI 接口的基本特性;单主单从应用连接。
●8.2 SPI 接口的通信
SPI 接口的通信。有三个状态标志;三个错误标志。
●8.3 SPI相关配置库函数
SPI相关配置库函数。1个初始化函数SPI_Init;• 3个使能函数;• 2个数据传输函数;• 4个状态位函数;SPI一般步骤。
第九章 ADC模拟数字转换器
本章主要内容是讲解ADC模拟数字转换器。首先是A/D变换的基本原理、ADC模块的主要技术指标和选型考虑、逐次逼近比较型ADC原理,重点讲解STM32 ADC模块、STM32 ADC相关配置库函数、ADC一般步骤和STM32内部的温度传感器。
●9.1 A/D变换的基本原理
ADC模拟数字转换器的概念;A/D变换的基本原理;模拟数字转换需要经过的三个过程;例题讲解
●9.2 ADC模块的主要技术指标和选型考虑
ADC模块的主要技术指标和选型考虑。位数;采样速率;分辨率;量化误差;绝对精度;相对精度;偏移误差;增益误差;AD线性误差;微分非线性;积分非线性;输入失调电压;输入失调电流;输入阻抗;增益带宽积GBP;运放的单位增益带宽;运放建立时间;压摆率。
●9.3 逐次逼近比较型ADC原理
逐次逼近比较型ADC原理
●9.4 STM32 ADC模块
STM32ADC主要特征;ADC功能描述
●9.5 STM32 ADC相关配置库函数
STM32 ADC相关配置库函数。1个初始化函数;1个使能函数;1个软件转换函数;1个规则通道配置函数;1个获取转换结果函数;ADC一般步骤;STM32控制程序分析
●9.6 温度传感器
STM32有一个内部的温度传感器;STM32F107 ADC代码分析。
第十章 STM32开发平台学习
本章主要内容是STM32开发平台学习。首先简单介绍一下关于STM32开发平台的资料,然后是MDV-STM32-107开发板功能、MDV-STM32-107开发板硬件布局和设置STM32的固件库快速启用开发工具MDK、MDV-STM32-107实验板模块设计等。
●10.1 MDV-STM32-107开发板功能
简单介绍一下给大家的关于STM32开发平台的资料;MDV-STM32-107开发板功能;功能简介。
●10.2 MDV-STM32-107开发板硬件布局和设置
MDV-STM32-107开发板硬件布局和设置。电源;启动选项;时钟源;复位源;音频;EEPROM;CAN;RS-232 和 IRDA;电机控制;MICRO SD卡;智能卡;模拟输入;以太网;USB-OTG等。
●10.3 STM32的固件库
STM32的固件库;STM32的编程语言;STM32固件库简介。
●10.4 快速启用 MDK
快速启用 MDK;MDK简介;RealView 编译工具集;MDK 的安装与配置;µVision IDE。
●10.5 MDV-STM32-107实验板模块设计
MDV-STM32-107实验板模块设计; 电源电路设计;通用I/O口电路设计;3、 基于I2C总线扩展;CAN总线扩展;USB总线扩展;智能卡接口电路;I2S扩展音频电路;RS232扩展和IrDA扩展;SD卡扩展电路;TFT液晶扩展电路等。