四、內(nèi)容結(jié)構(gòu)

1．基本結(jié)構(gòu)

本書以工程教育理念為指導(dǎo)，合理安排結(jié)構(gòu)。書中采用典型情境任務(wù)開發(fā)的方式介紹相應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)，充分體現(xiàn)“做中學(xué)”的教學(xué)思路。本書以STM32系列處理器為核心自行設(shè)計(jì)開發(fā)板，設(shè)計(jì)一個(gè)來自工業(yè)控制領(lǐng)域的實(shí)際項(xiàng)目——溫度控制系統(tǒng)，并圍繞此項(xiàng)目展開具體內(nèi)容的講解。

2．項(xiàng)目簡介

溫度表征的是物體的冷熱程度，是生活及生產(chǎn)中最基本的物理量。自然界中所發(fā)生的物理、化學(xué)變化過程很多都與溫度緊密相關(guān)。在生產(chǎn)過程中，溫度的測量和控制直接和安全生產(chǎn)、生產(chǎn)效率、節(jié)約能源等相關(guān)。工業(yè)過程中離不開溫度控制，不同的控制精度與控制方法對(duì)結(jié)果起著重要的作用。基于此目的，本書將帶領(lǐng)讀者完成一個(gè)基本的工業(yè)溫度控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)。

工業(yè)溫度控制系統(tǒng)是工業(yè)控制領(lǐng)域的典型系統(tǒng)，通常由采集模塊、顯示模塊、通信模塊與控制模塊4部分組成。

本書首先通過第 1～3 章使讀者掌握單片機(jī)的基本概念與典型的軟硬件開發(fā)工具的使用方法；然后在第4～9章中，通過理論講解與實(shí)踐，完成溫度控制系統(tǒng)4個(gè)組成模塊的軟硬件設(shè)計(jì)；最后在第10章中，通過對(duì)單片機(jī)軟件工程基礎(chǔ)內(nèi)容的講解，使讀者完成對(duì)上述內(nèi)容的整合與調(diào)試。項(xiàng)目與內(nèi)容的關(guān)系如圖0-1所示。

圖0-1　項(xiàng)目與內(nèi)容的關(guān)系

3．內(nèi)容概要

全書共10章。

第1章介紹ARM的基本概念、體系結(jié)構(gòu)、應(yīng)用與發(fā)展；ARM Cortex-M系列微處理器的功能、特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)；STM32系列處理器的性能、結(jié)構(gòu)、存儲(chǔ)系統(tǒng)；C語言開發(fā)的編程規(guī)范和設(shè)計(jì)思想；CMSIS的基本概念、設(shè)計(jì)及規(guī)范。

第2章介紹STM32系列處理器開發(fā)時(shí)常用的軟件平臺(tái)及硬件工具；JLink驅(qū)動(dòng)的安裝與調(diào)試；MDK的使用方法。

第3章介紹STM32系列處理器的基本系統(tǒng)的組成；電源電路的設(shè)計(jì)與注意事項(xiàng)；復(fù)位電路的設(shè)計(jì)與注意事項(xiàng)；時(shí)鐘電路的設(shè)計(jì)與注意事項(xiàng)；調(diào)試電路的設(shè)計(jì)與注意事項(xiàng)等。

第4章介紹STM32系列處理器通用輸入輸出端口的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、配置及其使用方法。

第5章介紹STM32系列處理器系統(tǒng)節(jié)拍定時(shí)器的概念、相關(guān)寄存器和使用方法。

第6章介紹STM32系列處理器的中斷源、中斷處理過程、中斷寄存器和嵌套向量中斷控制器等。

第7章介紹STM32系列處理器定時(shí)器的基本原理及相關(guān)寄存器等。

第8章介紹串行通信的基本概念；RS-232C總線標(biāo)準(zhǔn)；STM32串行通信接口的特性、引腳、結(jié)構(gòu)；STM32的UART中斷使用等。

第9章介紹STM32單片機(jī)模數(shù)轉(zhuǎn)換器的概念、分類、主要技術(shù)指標(biāo)、引腳配置、相關(guān)寄存器等。

第 10 章以溫度控制系統(tǒng)為中心，介紹STM32單片機(jī)系統(tǒng)開發(fā)過程中涉及的程序結(jié)構(gòu)、狀態(tài)機(jī)等內(nèi)容。

本書由劉龍、高照玲、田華編寫，鞠爾男、韓雪、楊永、王治強(qiáng)、孫麗飛、王偉、宋文斌、李德勝等人也為本書的寫作提供了幫助。在編寫本書的過程中，大連理工大學(xué)的王哲龍博士為本書的創(chuàng)作提供了全面的支持和具有建設(shè)性的指導(dǎo)，在此對(duì)上述人員表示特別感謝。

由于水平有限，書中難免有遺漏和不足之處，懇請廣大讀者提出寶貴意見，本書作者的電子郵箱是edaworld@163.com，QQ為915897209，歡迎來信交流。