本书是“十四五”高等职业教育新形态一体化教材之一，以实际应用开发为主线，讲解了基于ARMCortex-M4为内核的微控制器STM32F407的开发方法。本书采用项目引领、任务驱动的编写方式，先从开发环境的搭建开始，让读者快速进入开发角色，然后从点亮单灯、GPIO接口、定时器、NVIC、USART、SPI、I²C、PWM、ADC,再到嵌入式系统移植，由浅入深，使读者熟悉ARM微控制器与嵌入式系统的开发流程、STM32F4xx的固件库，以及各外设的使用方法。本书适合作为高等职业院校学习ARM微控制器与嵌入式系统的教材，也可作为微控制器与嵌入式系统爱好者的自学用书，以及嵌入式工程技术人员的培训用书。

本书从实际应用开发入手，以项目任务为导向，由浅入深、循序渐进地讲述微控制器 STM32F407 的开发方法、STM32F4XX 的固件库，以及外围设备的使用方法。


STM32F407 是意法半导体公司推出的基于 ARM Cortex-M4 内核的微控制器产品，其优势是相较于 M3 内核产品增加了 FPU（浮点处理单元）以及 DSP 指令，同时主频提高


了很多，能够达到 168 MHz，具有广阔的应用前景。


学习嵌入式系统设计不但需要掌握微控制器编程技术，还要具备微控制器硬件方面的理论和实践知识。 考虑到当今主流的 32 位单片机，本书选用了 STM32F407，并


设计了搭载该款微控制器的硬件平台，通过该平台完成每一个项目。


全书共十个项目：其中项目一是开发环境搭建；项目二 ~ 九是针对 STM32F407 外设的项目；项目十是针对微控制器进行的嵌入式系统移植。


在项 目 一 中， 读 者 可 了 解 ARM 历 史、 ARM 处 理 器、 STM32 微 控 制 器、STM32F407 的功能，从硬件电路认识用于嵌入式开发的开发板，完成开发环境搭建。


在项目二中，读者可熟悉 C 语言的多文件编程以及微控制器 GPIO 的工作模式、时钟，并能够建立库函数的工程模板来进行库函数开发，完成点亮单灯的任务。


在项目三中，通过使用 GPIO 实现流水灯、完成按键控制、数码管动态显示 3 个任务，帮助读者掌握 GPIO 接口开发的流程。


在项目四中，帮助读者熟悉微控制器的中断系统及定时器，利用定时器实现电子钟，并能利用外部中断为电子钟校准。


在项目五中，通过了解串口通信协议，帮助读者熟悉微控制器的 USART 外设，掌握 USART 的结构体和库函数的使用方法，并能够通过 USART 收发数据。


在项目六中，通过了解 SPI 协议以及通过 SPI 如何进行通信，帮助读者熟悉STM32 的 SPI 外设，掌握 SPI 结构体的初始化和库函数，总结 SPI 的编程要点，能够


通过 STM32 完成驱动 TFT 屏显示任务。


在项目七中，帮助读者掌握 PWM 的原理，熟悉 STM32 定时器的结构，理解STM32 的定时器生成 PWM 的原理，学会使用定时器的结构体及库函数，利用定时器


生成 PWM 波形。


在项目八中，帮助读者掌握如何使用 I
2
C 接口驱动 BH1750 获取光强。


在项目九中，帮助读者掌握如何通过 ADC 采集光敏传感器输出的电压值。



在项目十中，帮助读者掌握进行嵌入式操作系统 μＣ/OS-Ⅲ的移植方法。


本书提供完整的视频资料、项目案例代码等，可通过中国铁道出版社教育资源数字化平台 https: / / www. tdpress. com/ 51eds/ 下载。


本书适合作为高等职业院校学习 ARM 微控制器与嵌入式系统的教材，也可作为微控制器与嵌入式系统爱好者的自学用书，以及嵌入式工程技术人员的培训用书。


本书由景妮琴、胡亦、吴友兰编著，其中项目一、二、三、四、六、七由景妮琴编著，项目五、八、九由胡亦编著，项目十由吴友兰编著。 特别感谢北京电子科技职业学院于京


教授对本书编写的支持，同时感谢中国铁道出版社有限公司对本书的大力支持。


由于时间仓促，编者水平有限，疏漏与不妥之处在所难免，欢迎广大读者批评指正。

项目一开发环境搭建1任务一微控制器选型1【任务描述】1【相关知识】2一、ARM微控制器发展历史2二、软件接口标准CMSIS2【任务实施】3控制器选型3任务二初识开发板硬件电路6【任务描述】6【相关知识】6STM32微控制器启动模式6【任务实施】6一、了解扩展板硬件电路6二、了解核心板电路8任务三搭建开发环境10【任务描述】10【相关知识】10一、MDK-ARM10二、JTAG接口和SWD调试接口10【任务实施】11一、获取KEIL5安装包11二、安装KEIL511三、安装STM32芯片包13四、安装调试工具15项目总结16扩展阅读:华为麒麟芯片十年攀登史16项目二库函数开发初探———从点亮单灯开始18任务一多文件编程18【任务描述】18【相关知识】18一、使用函数提高编程效率18二、模块化编程20【任务实施】21使用多文件编程求三角形和矩形面积21任务二创建库函数

景妮琴，女，硕士，北京电子科技职业学院，副教授，北京市青年骨干教师；研究方向为嵌入式应用技术、机器学习、深度学习算法。曾荣获北京市信息化教学大赛二等奖、荣获北京市教学能力比赛二等奖。指导学生参加全国创新创业大赛荣获一等奖，指导学生参加全国大学生电子设计大赛荣获二等奖。胡亦，男，北京电子科技职业学院副教授，北京市职业院校青年骨干教师，研究方向嵌入式开发、图像处理、深度学习算法。曾荣获北京市信息化教学大赛二等奖、荣获北京市教学能力比赛二等奖。指导学生参加全国创新创业大赛荣获一等奖，指导学生参加全国职业院校技能大赛获一等奖。吴友兰，女，1978年，硕士北京电子科技职业学院，讲师，研究方向为嵌入式应用技术，荣获北京市教学能力比赛二等奖，指导学生参加全国大学生电子设计大赛荣获二等奖。

本书配有丰富的立体化资源。