具体描述
本书主要内容包括ARM Cortex-M4F处理器与STM32L4微控制器简介、STM32CubeMX、Keil MDK-ARM与STM-Studio开发工具的介绍、通用输入输出埠技术、中断技术、脉波宽度调变技术、即时时钟控制技术、A/D与D/A控制技术、串列通信技术、惯性感测器（陀螺仪、加速度计、指南针）技术。本书附有完整的范例程式与详尽的实验步骤，带领读者逐步完成微控制器程式的设计撰写，培养读者微控制器系统的开发能力。
著者信息
作者简介
张国清
台湾大学电机工程学博士
现任义守大学资讯工程学系专任副教授。其研究专长为微处理器架构、嵌入式系统、作业系统、物联网、人工智慧等。曾参与过中华电信多项专案研究计画，曾荣获Altera亚洲创新设计大赛卓越指导老师奖，也曾获得义守大学电机资讯学院杰出教学奖，拥有丰富的实务及教学经验。
陈延华
义守大学电机研究所博士
目前任职于义守大学资工系专任教授，本书作者从事程式设计领域教学多年，广泛接触各种不同背景与程度的学生，对于毫无基础或不同程度的初学者，学会如何撰写程式，有独特见解与教学方法。
柯松源
英国克伦菲尔大学博士
从事嵌入式系统设计与分析的工作多年，对微处理器的架构有深入的研究。专长为数位信号处理，雷达工程。曾带领学生获得「全国大专院校嵌入式软体设计竞赛」多媒体应用组的优等奖，也曾获得国科会自由软体嵌入式系统计画类绩优计画奖，拥有丰富的实务及教学经验。
廖冠雄
清华大学资讯工程学博士
现任义守大学资讯工程学系专任助理教授。其研究专长为无线网路、物联网、网际网路电信、光波网路等。拥有多年网路相关课程授课经验，参与过多项物联网相关磨课师课程教材开发，对嵌入式系统软体开发也具有相当的实务经验。
张国清
台湾大学电机工程学博士
现任义守大学资讯工程学系专任副教授。其研究专长为微处理器架构、嵌入式系统、作业系统、物联网、人工智慧等。曾参与过中华电信多项专案研究计画，曾荣获Altera亚洲创新设计大赛卓越指导老师奖，也曾获得义守大学电机资讯学院杰出教学奖，拥有丰富的实务及教学经验。
陈延华
义守大学电机研究所博士
目前任职于义守大学资工系专任教授，本书作者从事程式设计领域教学多年，广泛接触各种不同背景与程度的学生，对于毫无基础或不同程度的初学者，学会如何撰写程式，有独特见解与教学方法。
柯松源
英国克伦菲尔大学博士
从事嵌入式系统设计与分析的工作多年，对微处理器的架构有深入的研究。专长为数位信号处理，雷达工程。曾带领学生获得「全国大专院校嵌入式软体设计竞赛」多媒体应用组的优等奖，也曾获得国科会自由软体嵌入式系统计画类绩优计画奖，拥有丰富的实务及教学经验。
廖冠雄
清华大学资讯工程学博士
现任义守大学资讯工程学系专任助理教授。其研究专长为无线网路、物联网、网际网路电信、光波网路等。拥有多年网路相关课程授课经验，参与过多项物联网相关磨课师课程教材开发，对嵌入式系统软体开发也具有相当的实务经验。
图书目录
第1章 ARM Cortex-M4处理器与STM32L4微控制器简介
1-1 Cortex-M处理器家族
1-2 ARM Cortex-M4F处理器基本结构
1-3 STM32L476VGT6微处理器
第2章 STM32L4系列微控制器开发平台与开发工具介绍
2-1 开发平台：STM32L476G-DISCO探索板
2-2 系统需求
2-3 开发工具
第3章 最小软体系统
3-1 最小软体系统制作
3-2 开机启动程式
第4章 通用输入输出埠GPIO与LED显示控制
4-1 GPIO简介
4-2 GPIO埠基本结构介绍
4-3 LED闪烁的实验：使用GPIO输出控制LED显示
4-4 LED_Blink专案程式码解说
4-5 BSP函数库：使用BSP函数控制LED显示
第5章 JOYSTICK输入控制
5-1 数位输入设定
5-2 JOYSTICK单钮控制LED灯（On/Off）
5-3 JOYSTICK单钮控制LED灯闪烁
5-4 JOYSTICK多钮控制LED灯状态
第6章 Glasses LCD显示控制
6-1 LCD数位输入设定
6-2 LCD字型闪烁
6-3 LCD码表计时器控制（On/Off）
6-4 LCD字串走马灯控制
第7章 SysTick系统时钟与计时器（Timer）
7-1 振盪器与Systick时钟
7-2 Systick计时器设定
7-3 内部中断Timer计时器控制LED灯闪烁
7-4 多个计数器设定与启用控制
第8章 外部中断（External Interrupter）控制
8-1 接脚中断输入设定
8-2 JOYSTICK中断控制LED灯（On/Off）
8-3 JOYSTICK单钮中断触发改变LED灯闪烁速度
8-4 JOYSTICK多按钮控制LED与LCD
第9章 脉波宽度调变控制
9-1 计时器PWM模式
9-2 PWM控制的实验
第10章 即时时钟控制
10-1 RTC简介
10-2 RTC日历
10-3 RTC闹钟
10-4 RTC日历与闹钟功能实验
第11章 数位至类比转换器（DAC）
11-1 DAC原理
11-2 STM32L476VG上的DAC
11-3 DAC转换的过程
11-4 缓冲输出（Buffered Output）
11-5 使用DAC产生锯齿波
第12章 类比至数位转换器（ADC）
12-1 逐次逼近型（SAR：Successive Approximation Register）ADC原理
12-2 ADC的主要参数
12-3 STM32L476VG上的ADC
12-4 STM32L476VG上ADC的使用
12-5 ADC与DAC综合实验
第13章 UART通讯界面
13-1 UART简介
13-2 轮询式UART通讯
13-3 中断式UART通讯
13-4 直接记忆体存取式UART通讯
第14章 音讯录制与播放
14-1 原理简介
14-2 实验步骤
第15章 微电子陀螺仪感测（SPI）
15-1 MEMS陀螺仪
15-2 主／从装置的SPI连接
15-3 利用USART2传送GYROSCOPE资料
15-4 利用USART2读取终端机输入资料控制LED灯On/Off
第16章 运动感测（3轴加速度计与3轴磁力计）
16-1 原理简介
16-2 3轴加速度计实验
1-1 Cortex-M处理器家族
1-2 ARM Cortex-M4F处理器基本结构
1-3 STM32L476VGT6微处理器
第2章 STM32L4系列微控制器开发平台与开发工具介绍
2-1 开发平台：STM32L476G-DISCO探索板
2-2 系统需求
2-3 开发工具
第3章 最小软体系统
3-1 最小软体系统制作
3-2 开机启动程式
第4章 通用输入输出埠GPIO与LED显示控制
4-1 GPIO简介
4-2 GPIO埠基本结构介绍
4-3 LED闪烁的实验：使用GPIO输出控制LED显示
4-4 LED_Blink专案程式码解说
4-5 BSP函数库：使用BSP函数控制LED显示
第5章 JOYSTICK输入控制
5-1 数位输入设定
5-2 JOYSTICK单钮控制LED灯（On/Off）
5-3 JOYSTICK单钮控制LED灯闪烁
5-4 JOYSTICK多钮控制LED灯状态
第6章 Glasses LCD显示控制
6-1 LCD数位输入设定
6-2 LCD字型闪烁
6-3 LCD码表计时器控制（On/Off）
6-4 LCD字串走马灯控制
第7章 SysTick系统时钟与计时器（Timer）
7-1 振盪器与Systick时钟
7-2 Systick计时器设定
7-3 内部中断Timer计时器控制LED灯闪烁
7-4 多个计数器设定与启用控制
第8章 外部中断（External Interrupter）控制
8-1 接脚中断输入设定
8-2 JOYSTICK中断控制LED灯（On/Off）
8-3 JOYSTICK单钮中断触发改变LED灯闪烁速度
8-4 JOYSTICK多按钮控制LED与LCD
第9章 脉波宽度调变控制
9-1 计时器PWM模式
9-2 PWM控制的实验
第10章 即时时钟控制
10-1 RTC简介
10-2 RTC日历
10-3 RTC闹钟
10-4 RTC日历与闹钟功能实验
第11章 数位至类比转换器（DAC）
11-1 DAC原理
11-2 STM32L476VG上的DAC
11-3 DAC转换的过程
11-4 缓冲输出（Buffered Output）
11-5 使用DAC产生锯齿波
第12章 类比至数位转换器（ADC）
12-1 逐次逼近型（SAR：Successive Approximation Register）ADC原理
12-2 ADC的主要参数
12-3 STM32L476VG上的ADC
12-4 STM32L476VG上ADC的使用
12-5 ADC与DAC综合实验
第13章 UART通讯界面
13-1 UART简介
13-2 轮询式UART通讯
13-3 中断式UART通讯
13-4 直接记忆体存取式UART通讯
第14章 音讯录制与播放
14-1 原理简介
14-2 实验步骤
第15章 微电子陀螺仪感测（SPI）
15-1 MEMS陀螺仪
15-2 主／从装置的SPI连接
15-3 利用USART2传送GYROSCOPE资料
15-4 利用USART2读取终端机输入资料控制LED灯On/Off
第16章 运动感测（3轴加速度计与3轴磁力计）
16-1 原理简介
16-2 3轴加速度计实验
图书序言
ARM Cortex处理器属于ARMv7架构，如图1-1，分为Cortex-A、Cortex-R和Cortex-M三子系列。Cortex-A是一种应用处理器（application processor），它是针对高效能应用平台系统而设计，通常用于行动运算、智慧型手机、高能效伺服器等。Cortex-R是一种即时处理器（real-time processor），其设计强化了即时应用系统的性能与可靠度，适用于硬碟控制器、汽车传动系统和无线通讯的基频控制等领域。Cortex-M是一种微控制处理器（microcontroller processor），专门用于嵌入式微控制领城，具有高成本效益比的优势，通常用于智能电表、穿戴式装置、汽车与工业控制系统、消费电子产品和物联网等。
本书选择一款STMicroelectronics（义法半导体）STM32L476G-DISCO探索板作为开发平台（如图1-2），此探索板含有STM32L476VG超低功耗微控制器与丰富的周边介面，如LCD显示器、LED、音讯DAC、麦克风、惯性感测器（陀螺仪、加速度计、指南针）、摇桿、USB OTG及四路SPI快闪记忆体。其中，STM32L476VGT6微控制器（如图1-3）是基于高性能ARM Cortex-M4F 32位元RISC内核的超低功耗微控制器，工作频率高达80 MHz，100 DMIPS性能，Cortex-M4F内核具有单精确度浮点单元（floating point unit, FPU），支援多有ARM单精确度资料处理指令和资料类型，嵌入高速记忆体（1MB快闪记忆体，128KB SRAM）。此探索板售价在台币1000元以下，读者可于以下网站购得。
www.mouser.tw/、https://www.digikey.tw/
本章将介绍Cortex-M处理器家族、Cortex-M4F内核的基本结构，以及基于Cortex-M4F内核的超低功耗STM32L476VG系列的微处理器。
1-1 Cortex-M处理器家族
ARM Cortex-M架构，依照系统功能需求分成M0至M4与M7的等级，Cortex-M0用于初阶8/16位元应用，Cortex-M3针对中阶的16/32位元应用，Cortex-M4主打高阶32位元与数位信号控制应用，而Cortex-M7是Cortex-M家族最新和最高性能的处理器内核，适合用于旗舰级消费者、工业、医疗和物联网（IoT）设备。因此，Cortex-M处理器家族包含各式功能的处理器类型来满足不同的需求。
Cortex-M处理器特性描述
Cortex-M0 用于低成本，超低功耗的微控制器和深度嵌入式应用的处理器。
Cortex-M0+ 针对小型嵌入式系统的最高能效的处理器，与Cortex-M0处理器接近的尺寸大小和架构，但有额外扩展的功能，如单週期I/O介面和向量表重定位功能。
Cortex-M1 专为FPGA中的实现设计的ARM处理器，与Cortex-M0有相同的指令集。
本书选择一款STMicroelectronics（义法半导体）STM32L476G-DISCO探索板作为开发平台（如图1-2），此探索板含有STM32L476VG超低功耗微控制器与丰富的周边介面，如LCD显示器、LED、音讯DAC、麦克风、惯性感测器（陀螺仪、加速度计、指南针）、摇桿、USB OTG及四路SPI快闪记忆体。其中，STM32L476VGT6微控制器（如图1-3）是基于高性能ARM Cortex-M4F 32位元RISC内核的超低功耗微控制器，工作频率高达80 MHz，100 DMIPS性能，Cortex-M4F内核具有单精确度浮点单元（floating point unit, FPU），支援多有ARM单精确度资料处理指令和资料类型，嵌入高速记忆体（1MB快闪记忆体，128KB SRAM）。此探索板售价在台币1000元以下，读者可于以下网站购得。
www.mouser.tw/、https://www.digikey.tw/
本章将介绍Cortex-M处理器家族、Cortex-M4F内核的基本结构，以及基于Cortex-M4F内核的超低功耗STM32L476VG系列的微处理器。
1-1 Cortex-M处理器家族
ARM Cortex-M架构，依照系统功能需求分成M0至M4与M7的等级，Cortex-M0用于初阶8/16位元应用，Cortex-M3针对中阶的16/32位元应用，Cortex-M4主打高阶32位元与数位信号控制应用，而Cortex-M7是Cortex-M家族最新和最高性能的处理器内核，适合用于旗舰级消费者、工业、医疗和物联网（IoT）设备。因此，Cortex-M处理器家族包含各式功能的处理器类型来满足不同的需求。
Cortex-M处理器特性描述
Cortex-M0 用于低成本，超低功耗的微控制器和深度嵌入式应用的处理器。
Cortex-M0+ 针对小型嵌入式系统的最高能效的处理器，与Cortex-M0处理器接近的尺寸大小和架构，但有额外扩展的功能，如单週期I/O介面和向量表重定位功能。
Cortex-M1 专为FPGA中的实现设计的ARM处理器，与Cortex-M0有相同的指令集。
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