嵌入式系統(tǒng)設(shè)計是嵌入式方向的專業(yè)基礎(chǔ)理論課，而實驗實踐是加強基礎(chǔ)理論學習的必要手段。本書以基于ARM Cortex-M4芯核的典型芯片為例，介紹嵌入式系統(tǒng)設(shè)計中典型的、涉及常規(guī)外設(shè)的基礎(chǔ)實驗和綜合性實驗�！肚度胧较到y(tǒng)設(shè)計實驗教程》共14個實驗，包括嵌入式系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境部署、匯編指令、C語言、GPIO輸入/輸出、外部中斷、定時器、呼吸燈與PWM控制、USART通信、I2C通信、實時時鐘RTC驅(qū)動、實時操作系統(tǒng)移植等13個基礎(chǔ)實驗，以及1個綜合實驗，包括實驗?zāi)康�、實驗設(shè)備、實驗內(nèi)容、實驗預(yù)習、實驗原理、實驗步驟、實驗參考程序、實驗總結(jié)和思考題等內(nèi)容。 《嵌入式系統(tǒng)設(shè)計實驗教程》是《嵌入式系統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ)及應(yīng)用基于ARM Cortex-M4微處理器》的配套實驗教材，可作為高等院校軟件工程、計算機、電子信息和電氣工程、自動化、物聯(lián)網(wǎng)等相關(guān)專業(yè)本科生相關(guān)理論課程的實踐配套教材，也可作為廣大從事嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的工程技術(shù)人員實踐學習的參考用書。
嵌入式系統(tǒng)設(shè)計是嵌入式方向的專業(yè)基礎(chǔ)理論課，而實驗實踐是加強基礎(chǔ)理論學習的必要手段。本書以基于ARM Cortex-M4芯核的典型芯片為例，介紹了嵌入式系統(tǒng)設(shè)計中典型的、涉及常規(guī)外設(shè)的基礎(chǔ)實驗和綜合實驗。
作者權(quán)威，經(jīng)驗豐富：本書由中國計算機學會（CCF）嵌入式系統(tǒng)專委會組織編寫，作者不僅具有嵌入式系統(tǒng)課程的教學經(jīng)驗，同時具有多年嵌入式系統(tǒng)的實踐和項目經(jīng)驗。
針對性強，配套使用：本書是《嵌入式系統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ)及應(yīng)用基于ARM Cortex-M4微處理器》的配套實驗教材，同時也可以單獨作為嵌入式系統(tǒng)設(shè)計課程的實驗教材使用。
實驗豐富，講解透徹：涵蓋14個實驗，包括嵌入式系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境部署、匯編指令、C語言、GPIO 輸入/輸出、外部中斷、定時器、呼吸燈與PWM 控制、USART通信、I2C通信、實時時鐘RTC驅(qū)動、實時操作系統(tǒng)移植等13個基礎(chǔ)實驗，以及1個綜合實驗。讀者
通過閱讀硬件手冊、學習硬件配置的修改、調(diào)試開發(fā)板等，完成實驗的搭建、代碼的編寫、代碼的下載以及程序在開發(fā)板上的運行調(diào)試，掌握基于ARM Cortex-M4的常規(guī)外設(shè)開發(fā)，從而提升嵌入式系統(tǒng)開發(fā)和設(shè)計的能力。
資源齊全，利于教學：提供14個實驗完整的工程文件以及實驗大綱。
前言嵌入式系統(tǒng)設(shè)計是大學嵌入式方向的專業(yè)基礎(chǔ)課，與之相對應(yīng)的實踐環(huán)節(jié)是幫助學生理解相關(guān)理論的必要手段之一。為了提高學生的動手、分析與解決問題的能力，使理論與實際工程實踐和應(yīng)用緊密結(jié)合，并提升學生(讀者，特別是初學者)探究的興趣。本書是《嵌入式系統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ)及應(yīng)用基于ARM CortexM4微處理器》的配套實驗教材，同時，本書也可以單獨作為嵌入式系統(tǒng)設(shè)計課程的實驗教材使用。
本書詳細介紹了嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中基于ARM CortexM4芯核的芯片的常規(guī)外設(shè)實驗，包括GPIO、中斷機制、定時器、UART、PWM、I2C、時鐘等�；A(chǔ)實驗的內(nèi)容包括基本原理、實驗硬件設(shè)備的搭建、軟件開發(fā)過程、實驗的步驟等，綜合實驗介紹了一個嵌入式最小系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計。
本書的14個實驗都在基于ARM CortexM4（集成在STM32F429IGT6中）的開發(fā)板上調(diào)試通過。書中采用循序漸進、深入淺出的敘述方式，引導讀者通過閱讀硬件手冊、學習硬件配置的修改、調(diào)試開發(fā)板等，完成實驗的搭建、代碼的編寫、代碼的下載以及程序在開發(fā)板上的運行調(diào)試，掌握基于ARM CortexM4的常規(guī)外設(shè)開發(fā)，從而提升嵌入式系統(tǒng)開發(fā)和設(shè)計的能力。
本書工程文件和實驗大綱可掃描此處二維碼下載。
配套資源
本書由北京大學曹喜信、郭建、陳剛主編，北京大學、東北大學、華東師范大學、西安電子科技大學、武漢大學、湖南大學和南京郵電大學相關(guān)一線教師共同編寫，華東師范大學郭建統(tǒng)稿。北京大學林金龍教授在本書的編寫過程中，提出了許多寶貴的修改意見，在此表示衷心的感謝。感謝清華大學出版社編輯多次給出的編撰意見，使得本書能夠順利完成。感謝華東師范大學軟件工程學院的董星河、王子健在實驗整理、校對過程中付出的辛勤勞動。
非常感謝CCF嵌入式系統(tǒng)專家委員會對編寫本書的支持。本書受到華東師范大學精品教材建設(shè)專項基金項目的資助，在此一并感謝。
出好書是作者追求的目標，但由于水平所限，盡管做了很大努力，書中可能還會有若干不妥甚至錯誤，望廣大讀者給予批評指正。
《嵌入式系統(tǒng)設(shè)計實驗教程》編寫組2022年2月
曹喜信，博士，教授，博導。2000年獲計算機工學博士學位�，F(xiàn)為中國計算機學會（CCF）嵌入式系統(tǒng)專業(yè)委員會秘書長、華北EDA/PLD新技術(shù)推廣與教學研究會副理事長兼秘書長。
郭建，華東師范大學，副教授，博士，研究領(lǐng)域：嵌入式系統(tǒng)
陳剛，東北大學計算機科學與工程學院，副教授，博士，研究領(lǐng)域：嵌入式系統(tǒng)、機器人、計算機視覺，劉錦輝，西安電子科技大學計算機科學與技術(shù)學院，副教授，博士，研究領(lǐng)域：嵌入式系統(tǒng)、計算機仿真技術(shù)、數(shù)字信號處理技術(shù)
江先陽，武漢大學物理科學與技術(shù)學院，副教授，博士，研究領(lǐng)域：新型計算機體系結(jié)構(gòu)、類腦計算等
謝國琪，湖南大學信息科學與工程學院，教授，計，博士，研究領(lǐng)域：實時系統(tǒng)、高性能嵌入式計算、汽車信息物理系統(tǒng)
謝勇，南京郵電大學計算機學院，副教授，博士，研究領(lǐng)域：嵌入式系統(tǒng)
陳勉，西安電子科技大學，研究領(lǐng)域：分布式計算、移動智能計算
實驗1嵌入式系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境部署
1．1實驗?zāi)康?/p>
1．2實驗設(shè)備
1．3實驗內(nèi)容
1．4實驗預(yù)習
1．5實驗原理
1．6實驗步驟
1．6．1Keil開發(fā)工具安裝方法
1．6．2項目工程建立
1．6．3Keil MDK調(diào)試工具
1．6．4Keil使用注意事項
1．7實驗總結(jié)
1．8思考題
實驗2匯編指令實驗
2．1實驗?zāi)康?/p>
2．2實驗設(shè)備
2．3實驗內(nèi)容
2．3．1實驗題目
2．3．2實驗描述
2．4實驗預(yù)習
2．5實驗原理
2．5．1軟件開發(fā)環(huán)境
2．5．2ARM CortexM4編程模型
2．5．3存儲器系統(tǒng)
2．5．4指令格式
2．6實驗步驟
2．6．1工程文件
2．6．2創(chuàng)建工程
2．6．3創(chuàng)建文件
2．6．4配置參數(shù)
2．6．5編譯
2．6．6運行及調(diào)試
2．7實驗參考程序
2．8實驗總結(jié)
2．9思考題
實驗3C語言實驗
3．1實驗?zāi)康?/p>
3．2實驗設(shè)備
3．3實驗內(nèi)容
3．4實驗預(yù)習
3．5實驗原理
3．6實驗步驟
3．6．1創(chuàng)建工程
3．6．2修改配置
3．6．3跟蹤變量
3．7實驗參考程序
3．8實驗總結(jié)
3．9思考題
實驗4GPIO設(shè)備編程輸出實驗(寄存器點亮LED燈)
4．1實驗?zāi)康?/p>
4．2實驗設(shè)備
4．3實驗內(nèi)容
4．4實驗預(yù)習
4．5實驗原理
4．5．1GPIO寄存器
4．5．2寄存器映射
4．6實驗步驟
4．6．1硬件連接
4．6．2實驗講解
4．6．3創(chuàng)建工程
4．6．4編譯并點亮LED
4．7實驗參考程序
4．8實驗總結(jié)
4．9思考題
實驗5GPIO設(shè)備編程輸出實驗(固態(tài)庫點亮LED燈)
5．1實驗?zāi)康?/p>
5．2實驗設(shè)備
5．3實驗內(nèi)容
5．4實驗預(yù)習
5．5實驗原理
5．5．1GPIO寄存器的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
5．5．2GPIO初始化
5．6實驗步驟
5．6．1硬件連接
5．6．2實驗講解
5．6．3創(chuàng)建工程
5．7實驗參考程序
5．7．1led文件夾
5．7．2main．c
5．8實驗總結(jié)
5．9思考題
實驗6GPIO設(shè)備編程輸入實驗
6．1實驗?zāi)康?/p>
6．2實驗設(shè)備
6．3實驗內(nèi)容
6．4實驗預(yù)習
6．5實驗原理
6．5．1GPIO配置寄存器的設(shè)置
6．5．2GPIO初始化
6．6實驗步驟
6．6．1硬件連接
6．6．2實驗講解
6．6．3創(chuàng)建工程
6．7實驗參考程序
6．8實驗總結(jié)
6．9思考題
實驗7外部中斷實驗
7．1實驗?zāi)康?/p>
7．2實驗設(shè)備
7．3實驗內(nèi)容
7．3．1實驗題目
7．3．2實驗描述
7．4實驗預(yù)習
7．5實驗原理
7．5．1外部中斷的原理
7．5．2外部中斷編程的基本方法
7．6實驗步驟
7．6．1硬件連接
7．6．2實驗講解
7．6．3創(chuàng)建工程
7．7實驗參考程序
7．8實驗總結(jié)
7．9思考題
實驗8定時器實驗
8．1實驗?zāi)康?/p>
8．2實驗設(shè)備
8．3實驗內(nèi)容
8．3．1實驗題目
8．3．2實驗描述
8．4實驗預(yù)習
8．5實驗原理
8．5．1定時器簡介
8．5．2數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)介紹
8．6實驗步驟
8．6．1硬件連接
8．6．2實驗講解
8．6．3創(chuàng)建工程
8．7實驗參考程序
8．8實驗總結(jié)
8．9思考題
實驗9呼吸燈與PWM控制實驗
9．1實驗?zāi)康?/p>
9．2實驗設(shè)備
9．3實驗內(nèi)容
9．3．1實驗題目
9．3．2實驗描述
9．4實驗預(yù)習
9．5實驗原理
9．5．1通用定時器簡介
9．5．2PWM簡介
9．6實驗步驟
9．6．1硬件連接
9．6．2實驗講解
9．6．3創(chuàng)建工程
9．7實驗參考程序
9．8實驗總結(jié)
9．9思考題
實驗10USART通信實驗
10．1實驗?zāi)康?/p>
10．2實驗設(shè)備
10．3實驗內(nèi)容
10．4實驗預(yù)習
10．5實驗原理
10．5．1USART及其通信方式
10．5．2STM32F4的USART功能介紹
10．5．3串口通信硬件與實現(xiàn)方法
10．6實驗步驟
10．6．1硬件連接
10．6．2實驗講解
10．6．3串口調(diào)試助手
10．6．4創(chuàng)建工程
10．7實驗參考程序
10．8實驗總結(jié)
10．9思考題
實驗11I2C通信實驗
11．1實驗?zāi)康?/p>
11．2實驗設(shè)備
11．3實驗內(nèi)容
11．4實驗預(yù)習
11．5實驗原理
11．5．1I2C通信介紹
11．5．2STM32F4的I2C接口框圖
11．5．3I2C總線的信號類型及其實現(xiàn)方法
11．5．4I2C的工作模式
11．5．5I2C接口芯片AT24C02介紹
11．5．6I2C讀寫流程小結(jié)
11．6實驗步驟
11．6．1硬件連接
11．6．2實驗講解
11．6．3串口調(diào)試助手
11．6．4創(chuàng)建工程
11．7實驗參考程序
11．8實驗總結(jié)
11．9思考題
實驗12實時時鐘RTC部件
12．1實驗?zāi)康?/p>
12．2實驗設(shè)備
12．3實驗內(nèi)容
12．4實驗預(yù)習
12．5實驗原理
12．5．1時鐘
12．5．2周期性自動喚醒
12．5．3RTC中斷
12．5．4RTC日歷時間和日期寄存器
12．5．5初始化
12．6實驗步驟
12．6．1硬件連接
12．6．2實驗講解
12．6．3串口調(diào)試助手
12．6．4創(chuàng)建工程
12．7實驗參考程序
12．8實驗總結(jié)
12．9思考題
實驗13實時操作系統(tǒng)內(nèi)核移植與編譯實驗
13．1實驗?zāi)康?/p>
13．2實驗設(shè)備
13．3實驗內(nèi)容
13．4實驗預(yù)習
13．5實驗原理
13．6實驗步驟
13．6．1C/OSⅢ下載
13．6．2C/OSⅢ源代碼文件結(jié)構(gòu)
13．6．3文件復制
13．6．4添加到工程中
13．6．5修改參數(shù)
13．6．6修改文檔
13．7實驗總結(jié)
13．8思考題
實驗14綜合實驗： 最小系統(tǒng)的實驗
14．1實驗?zāi)康?/p>
14．2實驗設(shè)備
14．3實驗內(nèi)容
14．3．1實驗題目
14．3．2實驗描述
14．4實驗預(yù)習
14．5實驗原理
14．5．1最小系統(tǒng)介紹
14．5．2循環(huán)緩沖區(qū)
14．6實驗步驟
14．6．1硬件連接
14．6．2實驗講解
14．6．3創(chuàng)建工程
14．7實驗參考程序
14．8實驗總結(jié)
14．9思考題
附錄AARM CortexM4主要指令列表
附錄B硬件連接圖
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