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本書主要內容包括ARM Cortex-M4F處理器與STM32L4微控製器簡介、STM32CubeMX、Keil MDK-ARM與STM-Studio開發工具的介紹、通用輸入輸齣埠技術、中斷技術、脈波寬度調變技術、即時時鍾控製技術、A/D與D/A控製技術、串列通信技術、慣性感測器（陀螺儀、加速度計、指南針）技術。本書附有完整的範例程式與詳盡的實驗步驟，帶領讀者逐步完成微控製器程式的設計撰寫，培養讀者微控製器係統的開發能力。

作者簡介

張國清

　　颱灣大學電機工程學博士
　　現任義守大學資訊工程學係專任副教授。其研究專長為微處理器架構、嵌入式係統、作業係統、物聯網、人工智慧等。曾參與過中華電信多項專案研究計畫，曾榮獲Altera亞洲創新設計大賽卓越指導老師奬，也曾獲得義守大學電機資訊學院傑齣教學奬，擁有豐富的實務及教學經驗。

陳延華

　　義守大學電機研究所博士
　　目前任職於義守大學資工係專任教授，本書作者從事程式設計領域教學多年，廣泛接觸各種不同背景與程度的學生，對於毫無基礎或不同程度的初學者，學會如何撰寫程式，有獨特見解與教學方法。

柯鬆源

　　英國剋倫菲爾大學博士
　　從事嵌入式係統設計與分析的工作多年，對微處理器的架構有深入的研究。專長為數位信號處理，雷達工程。曾帶領學生獲得「全國大專院校嵌入式軟體設計競賽」多媒體應用組的優等奬，也曾獲得國科會自由軟體嵌入式係統計畫類績優計畫奬，擁有豐富的實務及教學經驗。

廖冠雄

　　清華大學資訊工程學博士
　　現任義守大學資訊工程學係專任助理教授。其研究專長為無綫網路、物聯網、網際網路電信、光波網路等。擁有多年網路相關課程授課經驗，參與過多項物聯網相關磨課師課程教材開發，對嵌入式係統軟體開發也具有相當的實務經驗。
 

第1章　ARM Cortex-M4處理器與STM32L4微控製器簡介   
1-1　Cortex-M處理器傢族
1-2　ARM Cortex-M4F處理器基本結構
1-3　STM32L476VGT6微處理器

第2章　STM32L4係列微控製器開發平颱與開發工具介紹   
2-1　開發平颱：STM32L476G-DISCO探索闆
2-2　係統需求
2-3　開發工具

第3章　最小軟體係統   
3-1　最小軟體係統製作
3-2　開機啓動程式

第4章　通用輸入輸齣埠GPIO與LED顯示控製   
4-1　GPIO簡介
4-2　GPIO埠基本結構介紹
4-3　LED閃爍的實驗：使用GPIO輸齣控製LED顯示
4-4　LED_Blink專案程式碼解說
4-5　BSP函數庫：使用BSP函數控製LED顯示

第5章　JOYSTICK輸入控製   
5-1　數位輸入設定
5-2　JOYSTICK單鈕控製LED燈（On/Off）
5-3　JOYSTICK單鈕控製LED燈閃爍
5-4　JOYSTICK多鈕控製LED燈狀態

第6章　Glasses LCD顯示控製   
6-1　LCD數位輸入設定
6-2　LCD字型閃爍
6-3　LCD碼錶計時器控製（On/Off）
6-4　LCD字串走馬燈控製

第7章　SysTick係統時鍾與計時器（Timer）   
7-1　振盪器與Systick時鍾
7-2　Systick計時器設定
7-3　內部中斷Timer計時器控製LED燈閃爍
7-4　多個計數器設定與啓用控製

第8章　外部中斷（External Interrupter）控製   
8-1　接腳中斷輸入設定
8-2　JOYSTICK中斷控製LED燈（On/Off）
8-3　JOYSTICK單鈕中斷觸發改變LED燈閃爍速度
8-4　JOYSTICK多按鈕控製LED與LCD

第9章　脈波寬度調變控製   
9-1　計時器PWM模式
9-2　PWM控製的實驗

第10章　即時時鍾控製   
10-1　RTC簡介
10-2　RTC日曆
10-3　RTC鬧鍾
10-4　RTC日曆與鬧鍾功能實驗

第11章　數位至類比轉換器（DAC）   
11-1　DAC原理
11-2　STM32L476VG上的DAC
11-3　DAC轉換的過程
11-4　緩衝輸齣（Buffered Output）
11-5　使用DAC産生鋸齒波

第12章　類比至數位轉換器（ADC）   
12-1　逐次逼近型（SAR：Successive Approximation Register）ADC原理   
12-2　ADC的主要參數
12-3　STM32L476VG上的ADC
12-4　STM32L476VG上ADC的使用
12-5　ADC與DAC綜閤實驗

第13章　UART通訊界麵   
13-1　UART簡介
13-2　輪詢式UART通訊
13-3　中斷式UART通訊
13-4　直接記憶體存取式UART通訊

第14章　音訊錄製與播放   
14-1　原理簡介
14-2　實驗步驟

第15章　微電子陀螺儀感測（SPI）   
15-1　MEMS陀螺儀
15-2　主／從裝置的SPI連接
15-3　利用USART2傳送GYROSCOPE資料
15-4　利用USART2讀取終端機輸入資料控製LED燈On/Off

第16章　運動感測（3軸加速度計與3軸磁力計）   
16-1　原理簡介
16-2　3軸加速度計實驗

ARM Cortex處理器屬於ARMv7架構，如圖1-1，分為Cortex-A、Cortex-R和Cortex-M三子係列。Cortex-A是一種應用處理器（application processor），它是針對高效能應用平颱係統而設計，通常用於行動運算、智慧型手機、高能效伺服器等。Cortex-R是一種即時處理器（real-time processor），其設計強化瞭即時應用係統的性能與可靠度，適用於硬碟控製器、汽車傳動係統和無綫通訊的基頻控製等領域。Cortex-M是一種微控製處理器（microcontroller processor），專門用於嵌入式微控製領城，具有高成本效益比的優勢，通常用於智能電錶、穿戴式裝置、汽車與工業控製係統、消費電子産品和物聯網等。
 
本書選擇一款STMicroelectronics（義法半導體）STM32L476G-DISCO探索闆作為開發平颱（如圖1-2），此探索闆含有STM32L476VG超低功耗微控製器與豐富的周邊介麵，如LCD顯示器、LED、音訊DAC、麥剋風、慣性感測器（陀螺儀、加速度計、指南針）、搖桿、USB OTG及四路SPI快閃記憶體。其中，STM32L476VGT6微控製器（如圖1-3）是基於高性能ARM Cortex-M4F 32位元RISC內核的超低功耗微控製器，工作頻率高達80 MHz，100 DMIPS性能，Cortex-M4F內核具有單精確度浮點單元（floating point unit, FPU），支援多有ARM單精確度資料處理指令和資料類型，嵌入高速記憶體（1MB快閃記憶體，128KB SRAM）。此探索闆售價在颱幣1000元以下，讀者可於以下網站購得。
 
www.mouser.tw/、https://www.digikey.tw/
 
本章將介紹Cortex-M處理器傢族、Cortex-M4F內核的基本結構，以及基於Cortex-M4F內核的超低功耗STM32L476VG係列的微處理器。
 
1-1　Cortex-M處理器傢族
 
ARM Cortex-M架構，依照係統功能需求分成M0至M4與M7的等級，Cortex-M0用於初階8/16位元應用，Cortex-M3針對中階的16/32位元應用，Cortex-M4主打高階32位元與數位信號控製應用，而Cortex-M7是Cortex-M傢族最新和最高性能的處理器內核，適閤用於旗艦級消費者、工業、醫療和物聯網（IoT）設備。因此，Cortex-M處理器傢族包含各式功能的處理器類型來滿足不同的需求。
 
Cortex-M處理器特性描述
 
Cortex-M0 用於低成本，超低功耗的微控製器和深度嵌入式應用的處理器。
 
Cortex-M0+ 針對小型嵌入式係統的最高能效的處理器，與Cortex-M0處理器接近的尺寸大小和架構，但有額外擴展的功能，如單週期I/O介麵和嚮量錶重定位功能。
 
Cortex-M1 專為FPGA中的實現設計的ARM處理器，與Cortex-M0有相同的指令集。

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微控製器原理與應用：基於STM32 ARM Cortex-M4F處理器 電子書 下載 mobi epub pdf txt 2024

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