嵌入式系統設計實驗教程

“嵌入式系統設計”是嵌入式方向的專業基礎理論課，而實驗實踐是加強基礎理論學習的必要手段。本書以基於ARM Cortex-M4芯核的典型芯片為例，介紹嵌入式系統設計中典型的、涉及常規外設的基礎實驗和綜合性實驗。《嵌入式系統設計實驗教程》共14個實驗，包括嵌入式系統開發環境部署、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驅動、實時操作系統移植等13個基礎實驗，以及1個綜合實驗，包括實驗目的、實驗設備、實驗內容、實驗預習、實驗原理、實驗步驟、實驗參考程序、實驗總結和思考題等內容。 《嵌入式系統設計實驗教程》是《嵌入式系統設計基礎及應用——基於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、電腦、電子信息和電氣工程、自動化、物聯網等相關專業本科生相關理論課程的實踐配套教材，也可作為廣大從事嵌入式系統開發的工程技術人員實踐學習的參考用書。

目錄

實驗1嵌入式系統開發環境部署

1．1實驗目的

1．2實驗設備

1．3實驗內容

1．4實驗預習

1．5實驗原理

1．6實驗步驟

1．6．1Keil開發工具安裝方法

1．6．2項目工程建立

1．6．3Keil MDK調試工具

1．6．4Keil使用註意事項

1．7實驗總結

1．8思考題

實驗2匯編指令實驗

2．1實驗目的

2．2實驗設備

2．3實驗內容

2．3．1實驗題目

2．3．2實驗描述

2．4實驗預習

2．5實驗原理

2．5．1軟件開發環境

2．5．2ARM CortexM4編程模型

2．5．3存儲器系統

2．5．4指令格式

2．6實驗步驟

2．6．1工程文件

2．6．2創建工程

2．6．3創建文件

2．6．4配置參數

2．6．5編譯

2．6．6運行及調試

2．7實驗參考程序

2．8實驗總結

2．9思考題

實驗3C語言實驗

3．1實驗目的

3．2實驗設備

3．3實驗內容

3．4實驗預習

3．5實驗原理

3．6實驗步驟

3．6．1創建工程

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

3．9思考題

實驗4GPIO設備編程—輸出實驗(寄存器點亮LED燈)

4．1實驗目的

4．2實驗設備

4．3實驗內容

4．4實驗預習

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創建工程

4．6．4編譯並點亮LED

4．7實驗參考程序

4．8實驗總結

4．9思考題

實驗5GPIO設備編程—輸出實驗(固態庫點亮LED燈)

5．1實驗目的

5．2實驗設備

5．3實驗內容

5．4實驗預習

5．5實驗原理

5．5．1GPIO寄存器的數據結構

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

5．9思考題

實驗6GPIO設備編程—輸入實驗

6．1實驗目的

6．2實驗設備

6．3實驗內容

6．4實驗預習

6．5實驗原理

6．5．1GPIO配置寄存器的設置

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創建工程

6．7實驗參考程序

6．8實驗總結

6．9思考題

實驗7外部中斷實驗

7．1實驗目的

7．2實驗設備

7．3實驗內容

7．3．1實驗題目

7．3．2實驗描述

7．4實驗預習

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創建工程

7．7實驗參考程序

7．8實驗總結

7．9思考題

實驗8定時器實驗

8．1實驗目的

8．2實驗設備

8．3實驗內容

8．3．1實驗題目

8．3．2實驗描述

8．4實驗預習

8．5實驗原理

8．5．1定時器簡介

8．5．2數據結構介紹

8．6實驗步驟

8．6．1硬件連接

8．6．2實驗講解

8．6．3創建工程

8．7實驗參考程序

8．8實驗總結

8．9思考題

實驗9呼吸燈與PWM控制實驗

9．1實驗目的

9．2實驗設備

9．3實驗內容

9．3．1實驗題目

9．3．2實驗描述

9．4實驗預習

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創建工程

9．7實驗參考程序

9．8實驗總結

9．9思考題

實驗10USART通信實驗

10．1實驗目的

10．2實驗設備

10．3實驗內容

10．4實驗預習

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串口調試助手

10．6．4創建工程

10．7實驗參考程序

10．8實驗總結

10．9思考題

實驗11I2C通信實驗

11．1實驗目的

11．2實驗設備

11．3實驗內容

11．4實驗預習

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

11．6實驗步驟

11．6．1硬件連接

11．6．2實驗講解

11．6．3串口調試助手

11．6．4創建工程

11．7實驗參考程序

11．8實驗總結

11．9思考題

實驗12實時時鐘RTC部件

12．1實驗目的

12．2實驗設備

12．3實驗內容

12．4實驗預習

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串口調試助手

12．6．4創建工程

12．7實驗參考程序

12．8實驗總結

12．9思考題

實驗13實時操作系統內核移植與編譯實驗

13．1實驗目的

13．2實驗設備

13．3實驗內容

13．4實驗預習

13．5實驗原理

13．6實驗步驟

13．6．1μC/OSⅢ下載

13．6．2μC/OSⅢ源代碼文件結構

13．6．3文件復制

13．6．4添加到工程中

13．6．5修改參數

13．6．6修改文檔

13．7實驗總結

13．8思考題

實驗14綜合實驗： 最小系統的實驗

14．1實驗目的

14．2實驗設備

14．3實驗內容

14．3．1實驗題目

14．3．2實驗描述

14．4實驗預習

14．5實驗原理

14．5．1最小系統介紹

14．5．2循環緩沖區

14．6實驗步驟

14．6．1硬件連接

14．6．2實驗講解

14．6．3創建工程

14．7實驗參考程序

14．8實驗總結

14．9思考題

附錄AARM CortexM4主要指令列表

附錄B硬件連接圖