嵌入式系统设计(基于STM32F4) 课件。1 嵌入式系统概述
第1章嵌入式系统概述
2、SiM3U1xx（80MHZ USB）系列（M3）
1.4 STM32系列微控制器简介 STM32为意法半导体(ST)公司生产的ARM处理器。
Flash Size (bytes)
512K
256 K
STM32 prod Q2/08 Samples Dec 07 Prod Q2/08
未来 发展方向
64 K 32 K
STM32 Samples NOW Prod Oct 07
72 MHz CORTEX- M3 CPU Wide offer
• 32KB-512KB Flash • 6Kb-64KB RAM
0K 48 pins 64 pins 100 pins
144 pins
LQFP
LQFP
LQFP
LQFP
(7x7) (10x10) (14x14)/BGA (20x20)/BG
machinery or plants”.
1.嵌入式系统简介
目前，对嵌入式系统的定义多种多样，但没有一种定义是全面的。下面给出两种 比较合理定义：
●从技术的角度定义：以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、 适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。 ●从系统的角度定义：嵌入式系统是设计完成复杂功能的硬件和软件，并使其紧 密耦合在一起的计算机系统。术语嵌入式反映了这些系统通常是更大系统中的一 个完整的部分，称为嵌入的系统。嵌入的系统中可以共存多个嵌入式系统。
ADC
16 channels /
Tem1pMSsepns sor
Power Supply Reg 1.8V
POR/PDR/PV XTDAL
oscillators 3I2nKt.HRzC+ o4s~c1il6lMatoHrzs 32KHz +
基于STM32的嵌入式系统研究与应用
基于STM32的嵌入式系统研究与应用嵌入式系统是一种专门设计用于特定应用领域的计算机系统，通常被嵌入到其他设备中来完成特定功能。
STM32是STMicroelectronics（ST微电子）开发的一系列基于ARM Cortex-M架构的32位微控制器。
本文将介绍基于STM32的嵌入式系统研究与应用。
首先，基于STM32的嵌入式系统研究可以涉及到硬件设计和软件开发两个方面。
对于硬件设计，首先需要根据应用需求选择适当的STM32微控制器型号。
然后进行系统的硬件设计，包括电路原理图设计、PCB布局和设计、外设接口设计等。
在硬件设计过程中，需要充分考虑系统的稳定性、可靠性和可扩展性。
此外，还可以根据具体需求添加一些特定的硬件模块，如传感器、通信模块等。
对于软件开发，首先需要熟悉STM32微控制器的开发环境和工具链，包括Keil MDK、IAR Embedded Workbench等。
然后进行系统的软件设计和开发，包括裸机编程和RTOS（实时操作系统）开发。
在软件开发过程中，需要根据具体应用需求编写相应的驱动程序、应用程序和算法。
同时，可以利用STM32的丰富的开发资源，如库函数、例程和工具包等，快速开发和验证系统功能。
1.工业自动化：将STM32微控制器应用于工业控制系统中，实现工厂自动化和生产线控制。
通过采集和处理传感器数据，控制执行器完成相应的操作，如温度控制、压力控制等。
同时，可以利用通信模块实现与上位机的数据通信和远程控制。
2.智能家居：将STM32微控制器应用于智能家居系统中，实现对家居设备的智能控制。
通过采集和处理传感器数据，可以实现智能灯光控制、智能家电控制、环境监测等功能。
同时，可以利用网络通信模块实现与手机或者智能音箱的远程控制。
3.智能交通：将STM32微控制器应用于智能交通系统中，实现对交通设施的智能控制和管理。
通过采集和处理传感器数据，可以实现智能红绿灯控制、智能车道管理、智能停车系统等功能。
[嵌入式系统设计(基于STM32F4)][徐灵飞][习题解答] (13)
![[嵌入式系统设计(基于STM32F4)][徐灵飞][习题解答] (13)](https://img.taocdn.com/s3/m/0755cfde4a7302768f993970.png)
《嵌入式系统设计（基于STM32F429）》第13章课后题参考答案1．常用的DAC电路结构有哪些？答：权电阻网络DAC、R–2R倒T形电阻网络DAC、电流型网络DAC2．分辨率为12位，参考电压为3.3V的DAC，想要输出1.2V的电压，请问输出这一电压对应的数字信号是多少？答：(1.2/3.3)*4095 = 14893．STM32F429微控制器的DAC有哪些触发方式（转换启动方式）？答：（1）、软件触发：通过写DAC的数据保持寄存器触发DAC转换（2）、硬件信号触发：通过定时器TRGO 事件或外部中断线9触发。
4．请问寄存器DHR和DOR之间有什么关系？答：DHR：数据保持寄存器。
可读写。
DOR：数据输出寄存器。
只读。
程序一般操作的是DHR寄存器。
5．DAC单通道的数据格式有哪些？答：（1）对于DAC单通道x，有三种可能的方式。
8位右对齐：软件必须将数据加载到DAC_DHR8R x[7:0]位（存储到DHR x[11:4]位）。
12位左对齐：软件必须将数据加载到DAC_DHR12L x[15:4]位（存储到DHR x[11:0]位）。
12位右对齐：软件必须将数据加载到DAC_DHR12R x[11:0]位（存储到DHR x[11:0]位）。
（2）对于DAC双通道，有以下可能的方式。
8位右对齐：将DAC通道1的数据加载到DAC_DHR8RD[7:0]位（存储到DHR1[11:4]位），将DAC通道2的数据加载到DAC_DHR8RD[15:8]位（存储到DHR2[11:4]位）。
12位左对齐：将DAC通道1的数据加载到DAC_DHR12RD[15:4]位（存储到DHR1[11:0]位），将DAC通道2的数据加载到DAC_DHR12RD[31:20]位（存储到DHR2[11:0]位）。
12位右对齐：将DAC通道1的数据加载到DAC_DHR12RD[11:0]位（存储到DHR1[11:0]位），将DAC通道2的数据加载到DAC_DHR12RD[27:16]位（存储到DHR2[11:0]位）。
基于STM32的嵌入式开发系统设计
机电信息工程基于STM32的嵌入式开发系统设计向洸马爱君张建雷（山东电子职业技术学院，山东济南250000）摘要：本文分析基于STM32的系统设计方案及过程，提出可根据实际需求灵活组合各模块，实现嵌入式产品的研发。
关键词:STM32；嵌入式；系统设计；模块化1基于STM32的嵌入式开发系统设计方案1.1设计思路市场中的许多开发团队把多个外设与核心控制芯片进行统一设计开发，形成嵌入式开发系统。
然而在每个实践情况中，使用系统的人员对系统的需求不同。
将嵌入式开发系统应用于实际环境时，多数使用者仅使用了一部分系统的通用功能，例如基础的ADC、LED、DAC、键盘、串口通信等功能。
嵌入式开发系统中的其余功能长期处于闲置状态。
部分外设仅能在同一个开发板上工作，难以同时为其他核心芯片或开发板提供支持。
在多个温度传感器的支持下，一个嵌入式开发板可以同时对多个温度进行检测。
但是市场中现有的温度传感器尚且不能实现被其他核心芯片或开发板所使用，出现外设不能复用的现象。
在实际应用中，以上情况会引发浪费成本的情况。
因此，嵌入式开发系统各部分的功能应形成互不影响的单独模块，避免成本浪费。
在这个嵌入式开发系统中，使用人员可以按照需要使用各部分功能，使应用过程更加科学合理。
控制功能与被使用局部可于嵌入式开发系统实现紧密连接，进而推动智能硬件产品开发速度进一步加快。
1.2模块选择MCU控制模块的选择是嵌入式开发系统设计中的重要一步。
市面上已有的MCU控制模板类型极多,并且具有不同的功能与价格。
为确保嵌入式开发系统设计能够稳步开展，控制芯片需要具有低成本、低功耗、高性能的特点（而STM32是现有芯片中最符合要求且性价比最高的一款产品。
凭借数量较多的应用接口代码，STM32芯片依托ARM技术广泛应用于多种环境，并存在诸多应用实例。
一般情况下，在嵌入式开发系统设计环节中，其工作性作者简介：向弛（198-）,男，汉族，山东济南人，本科，讲师，研究方向：工业控制及嵌入式系统开发。
基于STM32的嵌入式系统原理与设计第一章ppt课件
3
1.1 STM32性能和结构 1.1.1总体性能
以高密度的STM32F103VET6为例，能适合一般项目的 需要，价格在30元以下，避免由于FLASH和RAM太小 造成的瓶颈。 VET6的含义为：
P33图1-18.
35
1.SysTic定时器的位置和功能 2. SysTic定时器的4个寄存器 表1-12 表1-15 3. SysTic定时器编程（寄存器级别）。
P36代码1-10. 4. SysTic定时器编程（库函数级别）。
P36代码1-11. 库函数实现原理 P36代码1-12
36
STM32的常规定时器分为三类，包括 1.高级控制定时器TIM1和TIM8 2.通用定时器TIM2、TIM3、TIM4、TIM5 3.基本定时器TIM6、TIM7 三种定时器功能 P39表1-16
55
亮点嵌入式
56
+ 选择NOR这个块连接TFT控制器，采用8080接口(接 口详细信息见液晶驱动板设计部分)。8080接口需 16跟数据线，可以用FSMC_D[15..0]做数据线。
+ 写信号是FSMC_NWE,读信号是FSMC_NOE。 + 地址信号的设置 + 液晶控制器RS信号的设置
54
+ P48 1,3,5,7,8
V的含义为100pins,即100个管脚。 E表示512KB的FLASH。 T表示LQFP封装。 6 表示-40到85度的温度范围。
4
1.1 STM32性能和结构 1.1.2 系统结构分析
5
ห้องสมุดไป่ตู้
嵌入式系统设计基于stm32f4阅读体会
嵌入式系统设计基于stm32f4阅读体会一、基于stm32f4的嵌入式系统设计概述1.1 嵌入式系统概念嵌入式系统是集成了硬件与软件的系统，通常用于特定的应用领域，如工业控制、汽车电子、消费类电子产品等。
与通用计算机系统不同，嵌入式系统通常具有体积小、功耗低、成本低等特点。
1.2 stm32f4系列微控制器stm32f4系列微控制器是由意法半导体推出的一款高性能、低功耗的微控制器系列，广泛应用于嵌入式系统设计中。
该系列微控制器采用ARM Cortex-M4内核，具有丰富的外设资源和强大的计算能力，适合用于复杂的嵌入式系统设计。
二、 stm32f4的特点与应用2.1 性能强大stm32f4系列微控制器采用ARM Cortex-M4内核，主频高达180MHz，具有DSP指令集和浮点运算能力，能够实现复杂的算法和信号处理。
2.2 外设丰富stm32f4系列微控制器集成了丰富的外设资源，包括多个通用定时器、高速的模拟数字转换器（ADC）、通信接口（SPI、I2C、USART等）以及各种智能型外设（如DMA、高级定时器等），满足了各种嵌入式系统设计的需求。
2.3 低功耗设计stm32f4系列微控制器在设计上考虑了功耗的优化，采用了多种节能技术，如动态电压调节（Dynamice Voltage Scaling，DVS）和低功耗待机模式等，能够在满足高性能要求的同时降低系统功耗。
2.4 应用领域stm32f4系列微控制器广泛应用于工业自动化、消费类电子产品、智能家居、汽车电子等领域，如电子控制单元（ECU）、电机控制、人机交互界面等。
三、基于stm32f4的嵌入式系统设计实践3.1 硬件设计在基于stm32f4的嵌入式系统设计中，首先需要进行硬件设计。
这包括选择合适的外设组件和传感器，并通过原理图设计、PCB布线等步骤完成硬件设计。
3.2 软件开发在硬件设计完成后，需要进行软件开发。
这包括编写驱动程序、应用层程序以及对stm32f4系列微控制器进行配置和初始化。
基于STM32的嵌入式系统研究与应用
基于STM32的嵌入式系统研究与应用第一章嵌入式系统简介1.1 嵌入式系统的概念和特点1.2 嵌入式系统的应用领域1.3 嵌入式系统的分类和发展趋势第二章 STM32微控制器介绍2.1 STM32的发展历程和特点2.2 STM32微控制器系列的分类和特性2.3 STM32开发平台和工具链第三章 STM32嵌入式系统设计3.1 STM32嵌入式系统设计的基本原理3.2 STM32开发环境的搭建和配置3.3 STM32外设及中断配置第四章基于STM32的嵌入式系统应用案例4.1 电子消费品类应用案例4.1.1 智能家居系统设计4.1.2 智能手环设计与应用4.2 工业自动化应用案例4.2.1 单片机在工业控制中的应用4.2.2 基于STM32的工业监控系统设计4.3 智能交通应用案例4.3.1 基于STM32的交通信号灯控制系统设计4.3.2 基于STM32的智能车辆导航系统设计第五章 STM32嵌入式系统的优化和调试技术5.1 代码和资源优化技术5.2 嵌入式系统的性能调试和测试技术5.3 嵌入式系统的功耗优化和电源管理技术第六章结论6.1 基于STM32的嵌入式系统研究的总结6.2 嵌入式系统的发展前景和挑战第一章嵌入式系统简介嵌入式系统是指通过在特定应用领域中嵌入计算机系统来完成特定任务的系统。
嵌入式系统的特点是系统实时性要求高、成本低、功耗低、体积小、资源受限等。
嵌入式系统广泛应用在电子消费品、工业自动化、智能交通等领域。
第二章 STM32微控制器介绍STM32是一系列由意法半导体（STMicroelectronics）推出的32位微控制器。
STM32微控制器具有高性能、低功耗、丰富的外设和丰富的社区支持等特点。
根据性能和功能需求的不同，STM32微控制器分为多个系列，包括STM32F1、STM32F4、STM32H7等。
STM32开发平台提供了一整套的开发工具和软件支持，方便开发者进行嵌入式系统的设计和开发。
嵌入式系统原理及应用 stm32
嵌入式系统原理及应用stm32嵌入式系统原理及应用是指在特定的硬件平台上，嵌入指定功能的软件系统。
stm32是一种常用的嵌入式系统处理器，主要由意法半导体（STMicroelectronics）公司推出，应用广泛且功能强大。
本文将从嵌入式系统的原理、stm32的特点及应用方面进行详细阐述。
嵌入式系统是一种集成了硬件和软件的特定功能系统，可应用于各个领域，如消费电子、汽车、医疗、工业自动化等。
与通用计算机不同，嵌入式系统的设计目标是为了实现特定的功能，例如控制、通讯、数据处理等。
嵌入式系统的硬件和软件之间紧密结合，通过对硬件资源的合理分配和对软件算法的优化，最大程度地满足特定的需求。
stm32是意法半导体公司推出的一系列32位嵌入式系统处理器。
它具有低功耗、高性能和丰富的外设资源等特点，包括通用输入输出口（GPIO）、串行通信接口（SPI、USART、I2C等）、模拟数字转换器（ADC、DAC）等。
stm32系列芯片还具有多核处理能力、可扩展性强等特点，能够满足各种不同的应用需求。
此外，stm32还提供了一套完善的开发工具和软件生态系统，为开发者提供便捷的开发环境和丰富的资源库。
stm32的应用非常广泛。
在消费电子领域，stm32被广泛用于智能手机、平板电脑、数码相机等设备中，实现功能控制、数据处理等任务。
在汽车领域，stm32可用于车载娱乐系统、车身控制系统、仪表盘等，实现各种功能，如音频输出、通讯、仪表显示等。
在医疗设备方面，stm32可用于心率监测设备、血糖仪、血压计等，实现数据采集、处理及通信等功能。
在工业自动化领域，stm32可用于机器人控制系统、工业自动化设备等，实现精确控制和通信功能。
嵌入式系统设计中，通常需要考虑功耗、性能、可靠性、实时性等方面的需求。
stm32系列芯片在这些方面具有很高的灵活性。
首先，由于其低功耗特性，stm32在一些电池供电的设备中能够延长电池寿命。
其次，stm32芯片基于ARM Cortex-M内核，具有较高的性能和计算能力，能够满足复杂系统的需求。
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嵌入式系统设计（基于STM32F4）
课件。
1 嵌入式系统概述
本章将介绍嵌入式系统的概念和基本原理。
1.1 嵌入式系统定义
嵌入式系统是一种特殊的计算机系统，它被设计成用于控制、
监测或执行特定任务。
与通用计算机系统相比，嵌入式系统具有以
下特点：
特定目的：嵌入式系统被设计用于执行特定任务，如控制设备、采集数据等。
实时性：往往需要对外部事件做出即时响应，具有较高的实时
性要求。
低功耗：嵌入式系统通常运行在限制功耗的环境中，需要通过
优化设计来降低能耗。
成本效益：嵌入式系统通常在大规模生产中使用，需要具有较
低的生产成本。
可靠性：嵌入式系统通常需要在长时间运行和各种环境条件下
工作，需要具有高可靠性。
嵌入式系统与通用计算机系统的区别在于其设计目标和应用领
域的不同。
嵌入式系统更加专注于特定任务的执行，而通用计算机
系统则更加灵活并且具有更广泛的应用范围。
1.2 嵌入式系统设计流程
本节将介绍嵌入式系统的设计流程，包括需求分析、系统设计、软件开发和硬件设计等阶段。
设计流程包括以下几个主要阶段：
需求分析阶段（Requirements Analysis）：在这一阶段，我们
要了解以及定义嵌入式系统的需求。
我们需要与客户或用户进行沟通，明确系统所需功能、性能和可靠性等方面的要求。
系统设计阶段（System Design）：在这一阶段，我们将定义嵌
入式系统的整体结构和组件之间的相互关系。
我们需要考虑软件和
硬件之间的接口，以及系统中各个模块之间的通信方式。
软件开发阶段（are Development）：在这一阶段，我们将实际
编写嵌入式软件的代码。
根据系统设计阶段的结果，我们可以确定
需要实现哪些功能，并对其进行详细设计和编码。
硬件设计阶段（Hardware Design）：在这一阶段，我们将设计嵌入式系统的硬件部分。
这包括选择合适的处理器、外围设备和电路设计等。
在整个设计流程中，需求分析和系统设计是决定嵌入式系统质量和功能的关键阶段。
合理的需求分析可以确保我们开发出满足用户需求和期望的系统；而系统设计阶段的精细设计和合理的模块划分，有助于提高系统的可维护性和扩展性。
总结：嵌入式系统的设计流程包括需求分析、系统设计、软件开发和硬件设计等阶段。
在设计流程中，需求分析和系统设计是非常关键的阶段，决定了系统的质量和功能。
本章将探讨嵌入式系统在各个领域的应用，如汽车电子、医疗器械、消费电子等。
嵌入式系统在汽车电子领域扮演着重要的角色。
现代汽车中使用嵌入式系统来控制汽车的各种功能，例如车载娱乐系统、导航系统和车辆电子控制单元（ECU）。
嵌入式系统不仅提供了更高的安全性和稳定性，还为驾驶员提供了便利和舒适性。
在医疗器械领域，嵌入式系统被广泛应用于各种医疗设备，如心脏起搏器、血糖仪和医疗监护设备。
这些系统能够实时监测患者
的生理指标并进行数据处理，为医生提供准确的诊断结果和治疗方案。
消费电子领域也是嵌入式系统的重要应用领域。
我们身边常见
的电子产品，如智能手机、平板电脑和智能家居设备，都离不开嵌
入式系统的支持。
嵌入式系统使这些电子产品具备了复杂的功能和
智能化的交互体验。
总之，嵌入式系统在各个领域的应用广泛，为现代社会的发展
和进步提供了重要的支持和推动力。
本节将介绍嵌入式系统常用的硬件平台以及STM32F4系列微控制器的特点和优势。
嵌入式系统常用的硬件平台包括：
单片机（microcontroller）：常用于小型嵌入式系统，集成了处理器核心、存储器、外设接口等功能，如STM32F4系列微控制器。
处理器（processor）：常用于大型嵌入式系统，需要配合外部
存储器和外设接口进行工作，如ARM Cortex系列处理器。
FPGA（Field-Programmable Gate Array）：可编程逻辑门阵列，常用于需要高度定制化的嵌入式系统。
STM32F4系列微控制器是一种常用的嵌入式系统硬件平台，具有以下特点和优势：
高性能：采用Cortex-M4处理器核心，频率高达180MHz，支持浮点运算和数字信号处理。
丰富的外设：包括通用输入输出端口、模拟输入输出接口、时钟控制器、定时器、通信接口等，可满足各种应用需求。
低功耗：采用先进的电源管理技术，可在低功耗模式下运行，延长电池寿命。
易用性：提供完善的开发工具和软件库，支持快速、高效地开发嵌入式应用程序。
成本效益：相对较低的价格和广泛的市场应用使得STM32F4系列微控制器成为了许多嵌入式系统设计者的首选。
通过本课件的研究，你将了解嵌入式系统的概述以及常用硬件平台的特点和优势，为后续的研究打下坚实的基础。
注意：本文档仅为课件扩写内容，不概括了全部内容。
详情请查看完整课件。
1.5 嵌入式系统开发环境
本节将介绍嵌入式系统的开发环境，包括集成开发环境（IDE）、编译器、调试工具等。
集成开发环境（IDE）
集成开发环境（Integrated Development Environment，简称IDE）是一种用于编
写、debug、编译和部署软件的软件应用程序。
对于嵌入式系统开发，___提供了一个集
成的开发环境，方便开发人员进行嵌入式系统的开发工作。
常见的嵌入式系统开发环境包括：
Keil MDK：它是一款全面的开发工具包，提供了集成开发环境、编译器、建模工具和调试器等功能，适用于STM32F4的开发。
___：它是一款专业的嵌入式开发工具，提供了集成开发环境、编译器、调试工具等功能，支持多种嵌入式平台。
STM32CubeIDE：它是___推出的一款基于Eclipse的集成开发
环境，针对STM32系列微控制器进行了优化，提供了丰富的开发
工具和功能。
编译器
编译器是将源代码转换成可执行代码的工具。
在嵌入式系统开发中，编译器起着非
常关键的作用，它负责将开发人员编写的程序转换成适合嵌入式系统运行的机器语言。
常见的嵌入式系统编译器包括：
Arm Keil C Compiler：它是Keil MDK开发套件附带的一款编
译器，支持ARM架构的微控制器。
___：它也提供了一款优秀的编译器，支持多种嵌入式平台。
GNU ___：它是一款开源的编译器套件，支持ARM架构的微
控制器，兼容性广泛。
调试工具
调试工具是用于调试和分析程序运行过程的工具。
在嵌入式系统开发中，调试工具
可以帮助开发人员定位和修复程序中的错误，提高开发效率。
常见的嵌入式系统调试工具包括：
Keil ULINK：它是Keil MDK开发套件附带的一款调试工具，
支持多种调试接口和调试协议。
J-Link：它是一款强大的调试和仿真工具，支持多种嵌入式平台。
ST-LINK：它是___推出的一款调试和编程工具，适用于
STM32系列微控制器。
以上是嵌入式系统开发环境的简要介绍。
选择合适的开发环境、编译器和调试工具，对于嵌入式系统的开发至关重要。
以上是嵌入式系统开发环境的简要介绍。
选择合适的开发环境、编译器和调试工具，对于嵌入式系统的开发至关重要。