基于ARM Cortex-M4内核的物联网/嵌入式系统开发教程/高等院校“十三五”精品规划教材

出版者:中国水利水电出版社

作者:刘雯

页数:233

出版时间:2018-1

价格:33.20元

装帧:平装

isbn号码:9787517062752

具体描述

本书的主要内容包括：物联网技术的架构及应用，嵌入式系统的组成和开发工具，Cortex-M4内核，STM32F401芯片的体系架构以及功能模块，以及基于STM32F401芯片的实例开发，包括GPIO、中断、串口通信、AD转换器、低功耗蓝牙、传感器模块、小型物联网系统和云服务系统*简模型等。全书贯穿物联网核心内容——感知、通信、信息处理、端到云的拓展等组成部分，以应用*广的基于ARM的经典嵌入式设备为载体，结合应用需求，用浅显易懂的语言以及各种实例对嵌入式物联网开发的知识进行系统讲解，使读者快速上手，并且为以后的物联网开发打下坚实的基础。

本书面向物联网开发的初学者和大专院校电子科学与技术及通信类专业的学生。

目录信息

前言
第1章 嵌入式物联网开发绪论
1.1 物联网的基本概念
1.1.1 物联网的定义与特征
1.1.2 物联网的应用
1.2 物联网的体系架构
1.2.1 感知层
1.2.2 网络层
1.2.3 应用层
1.3 嵌入式系统
1.3.1 嵌入式系统简介
1.3.2 嵌入式系统的组成
1.3.3 物联网与嵌入式系统的关系
1.3.4 嵌入式系统开发软件——Keil
1.3.5 物联网设备开发与Mbed
参考资料
第2章 ARM Cortex.M4技术
2.1 背景概述
2.2 核心技术
2.2.1 内部架构
2.2.2 内核比较
2.2.3 Thumb.2 指令集
2.2.4 流水线技术
2.2.5 寄存器
2.2.6 工作模式
2.2.7 异常
参考资料
第3章 STM32F401体系结构
3.1 STM32F401架构
3.1.1 片内结构
3.1.2 功能单元描述
3.2 封装与引脚说明
参考资料
第4章 STM32F401功能模块设计
4.1 电源模块
4.1.1 电源
4.1.2 电源监控器
4.1.3 低功耗模式
4.1.4 电源控制寄存器
4.2 复位模块
4.2.1 系统复位
4.2.2 电源复位
4.2.3 备份域复位
4.3 时钟管理模块
4.3.1 HSE时钟
4.3.2 HSI时钟
4.3.3 PLL配置
4.3.4 LSE时钟
4.3.5 LSI时钟
4.3.6 系统时钟(SYSCLK)选择
4.4 定时器与看门狗
4.4.1 高级控制定时器(TIM1)
4.4.2 通用定时器(TIMx)
4.4.3 独立看门狗(IWDG)
4.4.4 窗口看门狗(WWDG)
4.4.5 SysTick定时器
4.5 内部存储器模块
4.5.1 STM32F401内部存储空间
4.5.2 Flash存储器
4.5.3 RAM数据存储器
参考资料
第5章 通用I／O接口
5.1 通用I／O功能描述
5.1.1 GPIO端口
5.1.2 输入输出多路复用器和映射
5.1.3 I／O端口寄存器
5.1.4 GPIO模式
5.2 通用I／O配置寄存器
5.2.1 GPIO端口模式寄存器
(GPIOX_MODER)
5.2.2 GPIO输出类型寄存器
(GPIOx OTY]PER)
5.2.3 GPIO端口输出速度寄存器
(GPIOx_OSPEEDR)
5.2.4 GPIO端口上拉下拉寄存器
(GPIOx_PUPDR)
5.2.5 GPIO端口输入数据寄存器
(GPIOx_IDR)
5.2.6 GPIO端口输出数据寄存器
(GPIOx_ODR)
5.2.7 GPIO端口比特置位复位寄存器
(GPIOx_BSRR)
5.2.8 GPIO端口配置锁存器
(GPIOx_LCKR)
5.2.9 GPIO复用功能低位寄存器
(GPIOx_AFRL)
5.2.1 0GPIO复用功能高位寄存器
(GPIOx_AFRH)
5.2.1 1RCC AHBl外设时钟使能寄存器
(RCC_AHBlENR)
5.3 应用实例
5.3.1 开发环境与实例说明.
5.3.2 Keil软件使用
5.3.3 寄存器操作技巧
5.3.4 GPIO实例代码
5.3.5 测试结果及分析
参考资料
第6章 STM32F401中断机制
6.1 中断控制
6.1.1 基本概念
6.1.2 中断优先级
6.1.3 中断控制位
6.1.4 中断过程
6.1.5 外部中断／事件控制器(EXTI)
6.1.6 外部中断／事件线映射
6.2 中断控制寄存器
6.2.1 NVIC寄存器
6.2.2 EXTI寄存器
6.3 应用实例
6.3.1 开发环境与实例说明
6.3.2 中断实例代码
6.3.3 测试结果及分析
参考资料
第7章 STM32F401串行通信
7.1 USART简介及主要功能
7.2 USART功能描述
7.2.1 USART结构
7.2.2 USART字符描述
7.2.3 发送器
7.2.4 接收器
7.2.5 多处理器通信
7.2.6 LIN(局域互联网络)模式
7.2.7 USART同步模式
7.2.8 单线半双工通信
7.3 应用实例
7.3.1 开发环境与实例说明
7.3.2 UART实例代码
7.3.3 测试结果及分析
参考资料
第8章 STM32F401 AD转换器
8.1 功能描述
8.1.1 ADC介绍
8.1.2 ADC功能描述
8.2 ADC寄存器配置
8.2.1 ADC状态寄存器(ADC_SR)
8.2.2 ADC控制寄存器1(ADC_CRl)
8.2.3 ADC寄存器2(ADC_CR2)
8.2.4 ADC采样时间寄存器1(ADC_SMPRl)
8.2.5 ADC采样时间寄存器2(ADC_SMPR2)
8.2.6 ADC注入通道数据偏移寄存器(ADC_JOFRx)(x=1.4 )
8.2.7 ADC看门狗高阈值寄存器(ADC_HTR)
8.2.8 ADC看门狗低阈值寄存器(ADC_LTR)
8.2.9 ADC规则序列寄存器1(ADC SORl)
8.2.10 ADC 规则序列寄存器2(ADC_CSOR2)
8.2.11 ADC规则序列寄存器3(ADC_SQR3)
8.2.12 ADC注入序列寄存器(ADC_JSOR)
8.2.13 ADC：注入数据寄存器x(ADC_JDRx)(x=1.4 )
8.2.14 ADC规则数据寄存器(ADC_DR)
8.2.15 ADC通用控制寄存器(ADC_CCR)
8.2.16 ADC寄存器映射
8.3 应用实例
8.3.1 开发环境与实例说明
8.3.2 实例代码
8.3.3 测试结果及分析
参考资料
第9章 STM32F401低功耗蓝牙
9.1 功能描述
9.1.1 蓝牙技术简介
9.1.2 BlueNRG
9.1.3 BALF-NRG-01D3
9.2 蓝牙模块配置
9.2.1 Mbed
9.2.2 可能用到的函数
9.2.3 程序框架
9.3 应用实例
9.3.1 开发环境与实例说明
9.3.2 蓝牙实例代码
9.3.3 测试结果及分析
参考资料
第10章 STM32F401传感器模块
10.1 功能描述
10.2 传感器模块配置
10.2.1 传感器I2C地址的选择
10.2.2 传感器的断开
10.2.3 可能用到的函数
10.2.4 程序框架
10.3 应用实例
10.3.1 开发环境与实例说明
10.3.2 传感器模块实例代码
10.3.3 测试结果及分析
参考资料
第11章 嵌入式物联网系统设计与实例
11.1 传感器数据采集
11.1.1 温度传感器
11.1.2 温湿度传感器
11.1.3 超声波传感器
11.1.4 烟雾传感器
11.1.5 声音传感器
11.1.6 光敏传感器
11.2 蓝牙气象站实例
11.2.1 开发环境与实例说明
11.2.2 蓝牙气象站实例代码
11.2.3 测试结果及分析
11.3 设计建议
第12章 物联网和云
12.1 物联网需要云
12.1.1 云计算
12.1.2 云计算的基本概念术语
12.1.3 云计算的安全
12.2 物联网与云的结合
12.2.1 物联网的端到云
12.2.2 物联网与云计算结合的模式分类
12.2.3 物联网与云计算的分阶段融合
12.2.4 物联网与云计算的结合优势
12.2.5 物联网与云的结合实例
12.3 使用Bluemix连接设备实例
12.3.1 开发环境与实例说明
12.3.2 测试结果及分析
参考资料
附录1 Keil软件使用详细教程
附录2 Mbed编程实例代码
· · · · · · (收起)

用户评价

作为一个在嵌入式领域摸爬滚打多年的开发者，我一直在寻找一本能够深入剖析Cortex-M4内核在物联网应用中的精髓的书籍。我最看重的是书中能否提供一套完整的开发流程和方法论，而不是零散的技术点堆砌。例如，书中是否会详细讲解从硬件选型、开发环境搭建（Keil MDK、IAR EWARM、GCC等），到固件设计、调试方法，再到最后的功耗优化和产品化过程中可能遇到的关键问题？我尤其对书中在网络通信方面的讲解非常期待，物联网的核心在于连接，书中是否会深入讲解TCP/IP协议栈在Cortex-M4上的实现，以及Wi-Fi、蓝牙、LoRa等无线通信技术的应用？我希望不仅仅是简单的API调用，而是能够理解其底层原理和优化技巧。另外，低功耗设计是许多物联网设备必须考虑的关键因素，书中是否会提供针对Cortex-M4的低功耗模式（如Sleep, Deep Sleep, Stop, Standby等）的详细讲解和实际优化案例？我非常希望能够学到如何在保证功能完整性的前提下，最大程度地降低设备的功耗，延长电池续航时间。对于“高等院校”教材的定位，我期望书中在理论深度和学术严谨性上有所保障，但同时也要具备足够的实践指导意义，能够帮助学生将理论知识转化为实际技能。

作为一名嵌入式开发爱好者，我一直在寻找一本能够系统讲解ARM Cortex-M4内核在物联网领域应用的权威教材。这本书的标题“基于ARM Cortex-M4内核的物联网/嵌入式系统开发教程”正是我所期盼的。我尤其关注书中对实时操作系统（RTOS）的讲解。我希望书中能够详细介绍RTOS的基本原理，如任务调度、进程间通信、中断管理等，并提供在Cortex-M4平台上移植和使用主流RTOS（如FreeRTOS）的详细步骤和示例。我对如何利用RTOS来构建复杂的物联网应用非常有兴趣，例如如何设计一个多任务的传感器数据采集与传输系统。此外，我希望书中能够深入讲解Cortex-M4处理器的内存管理单元（MMU/MPU）、中断控制器（NVIC）以及功耗管理模式，并结合实际应用场景说明如何有效地利用这些硬件特性来提升系统性能和可靠性。对于物联网应用，网络连接是关键。我期待书中能够详细介绍TCP/IP协议栈在Cortex-M4上的移植和应用，以及Wi-Fi、蓝牙、LoRa等无线通信技术的开发。最好能提供一些完整的物联网项目案例，例如构建一个智能家居的网关或者一个环境监测节点，让我能够将所学知识付诸实践。

我是一名即将毕业的大学生，对嵌入式开发领域充满了好奇和热情。在学习过程中，我接触到了ARM Cortex-M4处理器，并对其强大的性能和在嵌入式系统中的广泛应用印象深刻。因此，我一直在寻找一本能够系统、全面地介绍Cortex-M4内核的开发技术的书籍，特别是结合物联网应用场景的。我非常关注书中在嵌入式操作系统（RTOS）方面的讲解。我希望书中能够详细介绍RTOS的基本概念、工作原理，以及如何在Cortex-M4上移植和使用常见的RTOS，例如FreeRTOS。同时，我希望书中能够提供丰富的实例，通过实际操作来加深对RTOS的理解，比如如何创建任务、任务间通信、信号量、互斥锁等。此外，对于物联网应用，网络通信是必不可少的环节。我希望书中能够涵盖TCP/IP协议栈在Cortex-M4上的应用，以及Wi-Fi、蓝牙、LoRa等无线通信模块的驱动开发和应用。如果书中能够提供一个完整的物联网项目案例，比如一个基于Cortex-M4的智能家居设备，能够连接到云平台并进行数据交互，那对我来说将是极大的帮助。作为一本“精品规划教材”，我期望这本书的内容能够紧跟行业发展趋势，既有扎实的理论基础，又有丰富的实践指导，能够帮助我快速掌握Cortex-M4在物联网领域的开发技能。

我是一名有多年嵌入式开发经验的工程师，一直密切关注着ARM Cortex-M系列处理器在物联网领域的最新发展。这本书的标题“基于ARM Cortex-M4内核的物联网/嵌入式系统开发教程”引起了我的高度关注，特别是“高等院校‘十三五’精品规划教材”的标签，预示着其内容的权威性和系统性。我特别关注书中在低功耗设计和嵌入式安全方面的讲解。对于物联网设备而言，长续航和安全性是至关重要的考量因素。我希望书中能够详细介绍Cortex-M4的各种低功耗模式，并提供实际的功耗优化策略和技巧，比如如何合理地管理外设和时钟。同时，我期待书中能够深入探讨嵌入式安全的基础知识，包括如何进行固件加密、安全启动、防止侧信道攻击等，并结合Cortex-M4的硬件安全特性（如TrustZone，如果适用）进行讲解。此外，我非常看重书中在网络通信协议（如MQTT, CoAP）在Cortex-M4上的实现和优化，以及与云平台的对接。我希望能从中学习到如何在资源受限的嵌入式环境中高效地实现这些功能，并构建稳定可靠的物联网应用。

我一直对基于Cortex-M4的嵌入式系统在物联网领域的应用充满兴趣，并一直在寻找一本能够系统讲解相关知识的优秀教材。这本书的名称吸引了我，尤其是“物联网/嵌入式系统开发教程”和“高等院校‘十三五’精品规划教材”的定位，让我对其内容质量和权威性抱有很高的期待。我非常关注书中关于Cortex-M4内核架构和指令集部分的讲解。我希望能够深入理解Cortex-M4的流水线、寄存器、内存模型以及 Thumb-2 指令集的特点，以便更好地进行代码优化和性能调优。同时，我特别希望书中能够详细介绍Cortex-M4的各种外设接口，如GPIO、UART、SPI、I2C、ADC、DAC、定时器、DMA等，并提供详细的配置方法和驱动程序示例。对于物联网应用，网络通信是核心。我期待书中能够深入讲解TCP/IP协议栈在Cortex-M4上的移植和应用，包括Socket编程、HTTP、MQTT等常用协议的实现。此外，书中是否会涉及低功耗设计和嵌入式安全方面的内容？这些都是物联网系统开发中至关重要但往往被忽略的方面。我希望能从书中学习到如何设计低功耗的嵌入式系统，以及如何保护物联网设备免受网络攻击。

我是一名嵌入式系统专业的学生，对ARM Cortex-M4处理器及其在物联网领域的应用非常感兴趣。这本书的标题“基于ARM Cortex-M4内核的物联网/嵌入式系统开发教程”正是我一直在寻找的。我尤其关注书中在信号处理和嵌入式视觉方面的应用。Cortex-M4集成了DSP指令集和浮点运算单元（FPU），这使得它在信号处理和图像处理方面具有独特的优势。我希望书中能够详细讲解如何利用这些特性来实现音频信号的处理（如滤波、降噪），或者进行简单的图像识别和处理。我期望书中能够提供相关的算法实现和代码示例，例如使用CMSIS-DSP库来加速信号处理任务。此外，对于物联网应用，数据采集的精度和效率非常重要。书中是否会介绍如何利用Cortex-M4的ADC和DMA控制器来高效地采集传感器数据？我希望能学习到如何配置DMA以减轻CPU的负担，提高数据采集的吞吐量。对于“十三五”精品规划教材的定位，我期望这本书的内容能够紧跟前沿技术，既有扎实的理论基础，又有丰富的实践指导，能够帮助我为未来的嵌入式开发职业生涯打下坚实的基础。

我是一名嵌入式系统开发的从业人员，长期以来一直在关注ARM Cortex-M系列处理器在物联网领域的应用。这本书的标题“基于ARM Cortex-M4内核的物联网/嵌入式系统开发教程”引起了我的极大兴趣，尤其是“高等院校‘十三五’精品规划教材”的定位，预示着其内容的专业性和系统性。我最看重的是书中能否提供对Cortex-M4内核底层架构的深入剖析，包括其流水线、缓存机制、内存保护单元（MPU）等，以及这些特性如何影响嵌入式系统的设计和性能。同时，我非常期待书中在实时操作系统（RTOS）方面的详细讲解。我希望能够学习到如何在Cortex-M4平台上高效地使用RTOS，包括任务管理、线程同步、中断处理以及内存管理等关键技术。对于物联网应用，网络通信是必不可少的。我希望书中能够深入讲解TCP/IP协议栈在Cortex-M4上的实现，以及Wi-Fi、蓝牙、Zigbee等无线通信技术的应用。更重要的是，我希望书中能够提供实际的项目案例，例如构建一个智能传感器网络，实现数据的采集、传输和云端存储，从而帮助我更好地将理论知识应用于实际开发中。

这本书我早就听说过了，一直是想找一本能够系统讲解ARM Cortex-M4在物联网和嵌入式系统开发中的应用的教材。市面上这类书确实不少，但要么过于理论化，要么过于碎片化，很难找到一本既有深度又有广度的。我尤其关注书中对RTOS（实时操作系统）的讲解，因为在实际的物联网项目中，RTOS几乎是必不可少的。书中是否有对FreeRTOS、RT-Thread等主流RTOS的详细介绍，包括其源码分析、移植方法以及在实际项目中的应用案例？我对内存管理、任务调度、中断处理、IPC（进程间通信）等RTOS的核心概念非常感兴趣，希望书中能够用清晰易懂的方式将其阐释清楚，并且能够结合Cortex-M4的硬件特性进行讲解，例如如何利用Cortex-M4的Nested Vectored Interrupt Controller (NVIC) 来高效管理中断。此外，书中的示例代码是否足够丰富？是基于哪些开发板？像STM32F4系列这样的主流平台是必不可少的，如果还能覆盖一些其他厂商的Cortex-M4 MCU，那就更好了。我很期待书中能有实际的项目演示，比如构建一个简单的传感器数据采集与上传系统，或者一个基于MQTT协议的智能家居控制节点，这样我才能将学到的知识融会贯通，真正应用到实际开发中。对于“十三五”精品规划教材的标签，我抱有很高的期望，希望它在内容的权威性、系统的完整性以及教学方法的先进性上都能达到应有的水准，为我未来的嵌入式开发之路打下坚实的基础。

作为一名正在学习嵌入式开发的大学生，我对ARM Cortex-M4在物联网领域的应用充满了好奇，并一直在寻找一本能够系统深入地讲解相关知识的教材。这本书的标题“基于ARM Cortex-M4内核的物联网/嵌入式系统开发教程”正是我需要的。我尤其关注书中对Cortex-M4处理器核心特性的讲解，比如其精简指令集（Thumb-2）、流水线、中断处理机制（NVIC）以及内存保护单元（MPU）。我希望书中能够详细解释这些特性如何影响嵌入式程序的编写和优化，并提供相关的代码示例。另外，我非常看重书中在实时操作系统（RTOS）方面的教学内容。我希望能够学习到RTOS的基本概念、工作原理，以及如何在Cortex-M4平台上移植和使用FreeRTOS等主流RTOS，并掌握任务创建、调度、同步、通信等关键技能。对于物联网应用，网络通信是不可或缺的部分。我期待书中能够涵盖TCP/IP协议栈在Cortex-M4上的实现，以及Wi-Fi、蓝牙等无线通信技术的开发。如果书中能提供一个完整的物联网项目实战案例，比如一个智能家居控制节点，能够连接到云端进行数据交互，那将对我非常有帮助。

作为一名嵌入式初学者，我一直渴望找到一本能够带领我深入理解ARM Cortex-M4处理器核心概念并将其应用于物联网开发的教程。我最看重的是书中能否提供一个循序渐进的学习路径，从最基础的硬件架构、指令集，到外设的配置和驱动编写，再到高级的RTOS应用和网络通信。我特别希望能看到书中对Cortex-M4的寄存器级操作进行详细讲解，因为我理解深入理解寄存器是掌握嵌入式开发的关键。例如，对于GPIO、UART、SPI、I2C等常用外设，书中是否会提供清晰的寄存器配置说明和 C 语言驱动代码示例？我希望这些示例能够非常详尽，方便我理解每一个配置位的含义。同时，我非常关注书中在中断机制方面的讲解，Cortex-M4强大的NVIC特性是我特别感兴趣的地方，我希望能理解如何高效地编写中断服务程序，如何处理中断优先级，以及如何利用中断来提高系统的响应速度。另外，对于物联网应用，数据采集和传感器接口是必不可少的。书中是否会包含对各种常见传感器（如温湿度传感器、光照传感器、加速度传感器等）的接口说明和数据读取方法的介绍？我希望这些能够结合实际的硬件平台进行演示，让我能够真正上手操作。

第一次完善豆瓣条目竟然是为了喷一本书，这本书的绝大部分肯定是导师让研究生写的，大部分都是芯片手册的翻译和网上资料的搬运，知识的讲解浮于表面，独到的见解基本没有，这种书不读也罢！

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