物聯網應用開發：基於STM32（簡體書）

本書以物聯網智能設備應用設計為目標，以傻瓜式簡單易懂的講解方式介紹STM32單片機基本設計方法，並以STM32為核心介紹各類物聯網智能設備的實現方案。

全書共14章。第1～3章為輸出與控制部分，以STM32F030F4P6為核心，介紹物聯網及傻瓜STM32應用設計入門、輸出與控制、複雜控制；第4～7章為輸入與控制部分，以STM32F103VET6為核心，介紹多任務控制、輸入與中斷、輸入/輸出的工作原理、定時與控制；第8～10章為通信與控制部分，介紹電腦串口通信與控制、手機藍牙通信與控制、手機WiFi通信與控制；第11～14章為感知與檢測部分，介紹感知與信號採集、傳感器信號採集、智能識別模塊應用、圖形用戶界面設計。

本書是物聯網與人工智能開發系列叢書中的一本。作者是一線教師，經驗豐富，適合學生或者工程師參考。這個系列中還包括《物聯網移動軟件開發》等。

第1章物聯網及傻瓜STM32應用設計入門1

1.1物聯網與單片機1

1.1.1物聯網1

1.1.2智慧生活3

1.1.3智能控制器7

1.2準備工作9

1.3接線11

1.4傻瓜式程序設計14

1.4.1讓程序設計變得傻瓜14

1.4.2從C51猜想到STM32的程序設計15

1.4.3在Obtain_Studio中編譯和下載程序16

1.4.4Arduino風格的LED閃爍程序19

1.5實現與板無關的程序設計22

1.5.1傻瓜STM32要求程序與具體板和具體芯片無關22

1.5.2程序中的LED定義如何與STM32引腳關聯起來23

1.5.3面向對象的傻瓜STM32編程23

1.6STM32F030F4P6最小系統板電路圖26

第2章輸出與控制27

2.11.6元和5.0元能做什麼27

2.2LED驅動傻瓜程序還能做什麼28

2.2.1繼電器28

2.2.2電器控制31

2.3播放音樂32

2.4流水燈33

2.5愛心LED燈35

2.64相步進電機驅動37

第3章複雜控制 42

3.1夢幻世界42

3.2LED燈帶驅動44

3.2.1WS2811/WS2812驅動芯片44

3.2.2LED燈帶編程思路46

3.2.3LED燈帶驅動方法50

3.2.4控制LED燈帶動態顯示52

3.2.5控制LED燈帶動態圖案實例53

第4章多任務控制57

4.1從0到157

4.1.1從STM32F0到STM32F157

4.1.2STM32F030F4P6與STM32F103VET6的區別58

4.2STM32F103VET6應用入門60

4.2.1按鍵與LED電路60

4.2.2LED驅動測試61

4.2.3STM32F103VET6與STM32F030F4P6程序的異同62

4.3自己設計一個簡單的操作系統64

4.3.1引入操作系統64

4.3.2操作系統最核心的多任務管理66

4.3.3實時任務切換基礎72

4.3.4最簡單的操作系統79

4.3.5為操作系統加上任務休眠功能81

4.3.6任務調度策略84

4.3.7任務的同步87

4.3.8多任務控制實例87

第5章輸入與中斷 90

5.1輸入功能90

5.2輸入功能的應用91

5.2.1常用輸入器件91

5.2.2輸入應用實例93

5.3STM32中斷入門95

5.4STM32外部中斷工作原理98

5.4.1STM32外部中斷98

5.4.2STM32外部中斷程序設計步驟101

5.4.3採用C++ lambda表達式104

第6章輸入/輸出的工作原理107

6.1沿波討源107

6.1.1輸入/輸出的本質107

6.1.2STM32輸出功能的編程思路108

6.2STM32 GPIO工作原理115

6.2.1STM32 GPIO工作模式115

6.2.2STM32 GPIO寄存器121

6.2.3STM32端口的複用和重映射126

6.2.4STM32 I/O口的優點127

6.3STM32 GPIO庫函數129

6.3.1STM32固件庫中提供的GPIO庫函數129

6.3.2GPIO端口的定義129

6.3.3AHB/APB橋的配置131

6.3.4GPIO引腳的配置134

6.4GPIO的讀/寫136

6.5NVIC嵌套中斷向量控制器145

6.5.1NVIC嵌套中斷向量控制器基礎145

6.5.2STM32的NVIC優先級149

6.6STM32向量表及配置154

6.6.1STM32複位後從哪個地址開始執行154

6.6.2STM32向量表155

6.6.3用戶程序中的向量表156

第7章定時與控制166

7.1定時工作原理166

7.1.1漏刻計時166

7.1.2定時與控制介紹166

7.1.3SysTick定時器168

7.2日曆171

7.2.1日曆的故事171

7.2.2日曆定時器171

7.2.3RTC的本質與測試程序172

7.2.4日曆算法174

7.2.5STM32的RTC日曆測試程序175

7.3STM32定時器177

7.3.1STM32定時器的種類177

7.3.2通用定時器介紹179

7.3.3通用定時器基本應用程序設計179

7.4PWM控制182

7.4.1PWM控制的基本原理182

7.4.2STM32的PWM波形輸出182

7.4.3完整的PWM測試程序186

7.5深入瞭解STM32定時器工作原理188

7.5.1STM32定時器結構188

7.5.2通用定時器常用模式192

7.5.3輸出模式的例子194

7.5.4用輸入捕獲模式測試例子196

第8章電腦串口通信與控制 199

8.1雙鯉尺素199

8.1.1關於雙鯉尺素199

8.1.2STM32的通信原理199

8.2STM32的UART通信入門201

8.3電腦控制系統207

8.4深入USART工作原理210

8.4.1STM32 USART介紹210

8.4.2發送器212

8.4.3接收器214

8.4.4STM32固件庫中提供的USART庫函數216

8.4.5初始化函數USART_Init217

8.4.6波特率的計算方法219

第9章手機藍牙通信與控制221

9.1關於藍牙221

9.1.1藍牙簡介221

9.1.2藍牙模塊222

9.2藍牙模塊指令集226

9.2.1常用指令226

9.2.2串口指令228

9.2.3從機指令228

9.2.4主機指令229

9.2.5連接相關指令229

9.2.6模塊信息相關指令230

9.2.7I/O監控指令230

9.2.8電源管理指令231

9.3手機藍牙通信與控制的實現232

9.3.1STM32板與藍牙模塊的連接及程序232

9.3.2安卓的藍牙4.0應用程序233

第10章手機WiFi通信與控制 236

10.1WiFi模塊236

10.1.1ESP8266模塊介紹236

10.1.2ESP8266使用方法238

10.2ESP8266 AT指令集240

10.2.1ESP8266 AT指令集介紹240

10.2.2ESP8266 AT指令示例242

10.3STM32與ESP8266模塊的連接244

10.3.1STM32與ESP8266模塊的硬件連接244

10.3.2STM32與ESP8266 Station模式的應用模型246

10.4STM32與ESP8266模塊的程序設計246

10.4.1TCP服務器程序246

10.4.2ESP8266模塊的STM32程序248

10.4.3安卓TCP客戶端程序250

第11章感知與信號採集253

11.1物聯網感知技術253

11.1.1結繩記數253

11.1.2關於物聯網感知技術254

11.2STM32 ADC的程序設計256

11.3深入STM32的ADC原理258

11.3.1STM32的ADC簡介258

11.3.2STM32 ADC的程序設計260

11.3.3STM32 ADC程序分析263

11.3.4STM32內部溫度測量271

11.4STM32 ADC注入方式273

11.4.1STM32 ADC注入方式介紹273

11.4.2STM32雙ADC模式274

11.4.3STM32 ADC注入方式例子274

第12章傳感器信號採集280

12.1誇父逐日280

12.2MQ2煙霧傳感器模塊284

12.3E201型pH複合電極286

12.4心跳傳感器288

第13章智能識別模塊應用293

13.1RFID模塊應用293

13.1.1RFID工作原理293

13.1.2RDM6300/RDM8800射頻模塊應用294

13.2常用智能識別模塊300

13.2.1R301超小型一體式電容指紋模塊300

13.2.2R305光學指紋模塊301

13.2.3ASR M013A語音識別模塊302

第14章圖形用戶界面設計306

14.1觸摸屏在物聯網中的應用306

14.1.1LCD介紹306

14.1.2液晶屏顯示程序309

14.2GUI入門312

14.2.1簡單的控件和窗口312

14.2.2GUI的事件處理315

14.2.3完整的GUI例子316

14.3STM32的LCD工作原理317

14.3.1STM32的LCD接口317

14.3.2STM32的LCD驅動程序設計322

14.3.3TFT屏初始化326

14.3.4FSMC接口驅動TFT屏的測試程序328

14.4深入GUI程序設計330

14.4.1Obtain GUI結構330

14.4.2帶消息處理的GUI測試程序332

14.4.3在main函數裡處理消息的方式334

14.4.4窗口的控件335

14.4.5控件應用程序設計337

14.4.6智能手機桌面風格的應用程序341

14.4.7嵌入式GUI底層的設計345

14.5STM32 GUI綜合應用實例357

參考文獻359