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ARM Cortex-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。本书适合作为大学电子信息类和机电类各专业本、专科单片机课程教材，或高校大学生创新培训教材，也适合ARM微控制器的初学者和嵌入式工程技术人员。

本书配有丰富的立体化资源。 

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。

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 CMSIS 2【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-ARM 10二、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 KEIL5 11三、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 创建库函数工程模板 22【任务描述】 22【相关知识】 22一、固件库文件 22二、帮助文档 26【任务实施】 27创建库函数工程模板 27任务三 点亮单灯 34【任务描述】 34【相关知识】 34一、点亮 LED 灯的开发步骤 34二、LED 灯的硬件电路 34三、点亮 LED 灯的软件设计 35【任务实施】 35使用库函数开发点亮单灯 35项目总结 39扩展阅读:千里之行始于足下 39项目三 使用 GPIO 接口完成简单开发任务 40任务一 使用 GPIO 实现流水灯 40【任务描述】 40【相关知识】 40一、GPIO 工作模式 40二、STM32F407ZGT6 的时钟系统 45三、GPIO 结构体及库函数 49【任务实施】 53通过 GPIOA 实现流水灯 53任务二 使用 GPIO 完成按键控制 55【任务描述】 55【相关知识】 55一、按键的硬件电路 55二、按键去抖 56三、按键控制软件设计 56【任务实施】 57一、使用 GPIOC0 控制按键 57二、多个按键控制 59任务三 数码管动态显示 60【任务描述】 60【相关知识】 60一、数码管内部结构 60二、数码管的静态显示 61三、数码管的动态显示 62【任务实施】 62一、在一位数码管上轮流显示0 ~ 9 62二、四位数码管显示不同数字 64项目总结 67项目拓展 67扩展阅读:代码规范 67项目四 利用定时器和外部中断实现电子钟校准 68任务一 通过嵌套向量中断控制器NVIC 设置中断参数 69【任务描述】 69【相关知识】 69一、 STM32 的中断和异常 69二、嵌套向量中断控制器 NVIC 70三、 NVIC 结构体 73四、 NVIC 的固件库函数 75五、中断编程要点 75【任务实施】 75完成基本定时器 TIM6 的 NVIC配置 75任务二 利用定时器实现电子钟 76【任务描述】 76【相关知识】 77一、高级定时器、通用定时器、基本定时器 77二、基本定时器的主要特性 77三、定时器的结构体 80四、定时器的库函数 81五、使用基本定时器 TIM6定时 1 s 82【任务实施】 83一、掌握基本定时器的原理 83二、定时器定时 1 s 83三、定时器实现电子钟 84任务三 利用外部中断实现电子钟的校准 87【任务描述】 87【相关知识】 88一、EXTI 控制器的主要特性 88二、使用软件中断产生外部中断 89三、 EXTI 的结构体 90四、 ETXI 的库函数 91【任务实施】 92一、配置外部中断线的相关参数 92二、利用外部中断实现电子钟的校准 93项目总结 98扩展阅读:知识产权 98项目五 通过 USART 收发数据 100任务一 配置 USART 的参数 101【任务描述】 101【相关知识】 101一、串口通信协议 101二、USART 主要特性 104三、USART 功能 104四、USART 的结构体 109五、USART 的库函数 111【任务实施】 113配置 USART1 的相关参数 113任务二 通过 USART 收发数据 114【任务描述】 114【相关知识】 114一、通过 USART 进行数据发送与接收原理 114二、编程要点 114【任务实施】 115通过 USART1 发送、接收数据并控制 LED 灯 115项目总结 122扩展阅读:中国自主 CPU 发展道路———龙芯研制之路 122项目六 使用 SPI 总线驱动 TFT 屏显示 123任务一 设置 SPI 的相关参数 124【任务描述】 124【相关知识】 124一、SPI 协议 124二、SPI 特性 127三、SPI 框图 127四、 SPI 的结构体 129五、SPI 的库函数 132【任务实施】 133设置 SPI 的参数,初始化 SPI1 133任务二 STM32 驱动 TFT-LCD 屏显示 133【任务描述】 133【相关知识】 133一、TFT-LCD 屏 133二、串行接口传输写模式和读模式 134三、数据传输模式 136四、显示数据 RAM 136五、典型电路接法 136【任务实施】 137SPI 总线驱动 TFT-LCD 屏显示电子钟 137项目总结 149扩展阅读:工匠精神 149项目七 利用定时器输出 PWM波形 151任务一 配置定时器生成 PWM 的参数 151【任务描述】 151【相关知识】 151一、PWM 简介 151二、PWM 的应用 152三、通用定时器的特性 154四、通用定时器的功能 155五、定时器的结构体 166六、定时器的库函数 167【任务实施】 168配置 PWM 参数 168任务二 通过定时器生成 PWM波形 168【任务描述】 168【相关知识】 168一、定时器生成 PWM 的编程要点 168二、定时器通道和输出端口的参数配置 169【任务实施】 172通过定时器生成 PWM 172项目总结 175扩展阅读:精益求精 175项目八 使用 I2C 获取 BH1750光强 176任务一 配置 I2C 参数 176【任务描述】 176【相关知识】 177一、 I2C 协议 177二、 I2C 的主要特性 180三、 I2C 功能 181四、 I2C 的通信过程 184五、 I2C 的结构体 185六、 I2C 的库函数 187【任务实施】 191初始化 I2C 结构体 191任务二 使用 I2C 驱动 BH1750 获取光强 192【任务描述】 192【相关知识】 192一、 BH1750 环境光强度传感器集成电路 192二、 BH1750 结构框图 193三、 BH1750 的测量 194四、 BH1750 的传输时序 195【任务实施】 196驱动 BH1750 获取光强 196项目总结 203扩展阅读:柔性 OLED 显示屏 203项目九 通过 ADC 采集电压值 204任务一 配置 ADC 参数 204【任务描述】 204【相关知识】 205一、如何实现 A D 转换 205二、STM32 的 ADC 外设 207三、ADC 的结构体 213四、ADC 的库函数 217【任务实施】 221配置 ADC 相关参数 221任务二 通过 ADC 采集电压值 221【任务描述】 221【相关知识】 221一、硬件连接方式 221二、独立模式单通道 ADC 采集编程要点 222【任务实施】 223通过 ADC 采集电压值 223项目总结 226扩展阅读:华为,正在引爆下一轮科技革命 226项目十 嵌入式操作系统 μC OS-Ⅲ的移植 227任务一 将 μC OS-Ⅲ移植到STM32 F407 开发板 227【任务描述】 227【相关知识】 227一、嵌入式操作系统的特点 227二、常用的嵌入式操作系统 229三、裸机系统和多任务操作系统的区别 230【任务实施】 232μC OS-Ⅲ操作系统移植 232任务二 在 μC OS-Ⅲ上实现单任务———LED 灯闪烁 237【任务描述】 237【相关知识】 237一、多任务系统 237二、定义任务堆栈 237【任务实施】 237在 μC OS-Ⅲ上实现 LED 灯闪烁 237项目总结 239扩展阅读:华为鸿蒙操作系统 240