項(xiàng)目 1 搭建 STM32 開(kāi)發(fā)環(huán)境 1
任務(wù) 1.1 認(rèn)識(shí) STM32F4 開(kāi)發(fā)板 2
任務(wù)描述 2
任務(wù)學(xué)習(xí) 2
1.1.1 初識(shí) STM32 2
1.1.2 認(rèn)識(shí) STM32F407 芯片 3
1.1.3 認(rèn)識(shí) STM32F4 開(kāi)發(fā)板 8
任務(wù)實(shí)施 9
步驟 1：搜集芯片數(shù)據(jù)手冊(cè)及開(kāi)發(fā)板的相關(guān)資料 9
步驟 2：查找 STM32F4 開(kāi)發(fā)板的連接外設(shè)的引腳 9
任務(wù) 1.2 安裝 STM32 開(kāi)發(fā)軟件 10
任務(wù)描述 10
任務(wù)學(xué)習(xí) 11
1.2.1 STM32 的開(kāi)發(fā)方式 11
1.2.2 STM32 的開(kāi)發(fā)軟件 11
任務(wù)實(shí)施 12
步驟 1：檢查 Java 運(yùn)行環(huán)境 12
步驟 2：安裝 CubeIDE 軟件 13
步驟 3：安裝 CubeMX 軟件及固件包 14
步驟 4：安裝 Keil MDK 軟件及固件包 16
任務(wù) 1.3 創(chuàng)建 STM32 工程 19
任務(wù)描述 19
任務(wù)學(xué)習(xí) 19
1.3.1 認(rèn)識(shí)主要項(xiàng)目文件及 CMSIS 標(biāo)準(zhǔn) 19
1.3.2 LED 的硬件電路及其 GPIO 配置 21
任務(wù)實(shí)施 1：CubeMX 軟件工程配置 22
步驟 1：選芯片新建工程，認(rèn)識(shí)軟件界面 22

步驟 2：配置系統(tǒng)時(shí)鐘 24
步驟 3：配置 GPIO 27
步驟 4：生成初始化代碼 28
任務(wù)實(shí)施 2：在 Keil MDK 軟件中編寫(xiě)控制 LED 的代碼 30
步驟 1：認(rèn)識(shí) Keil MDK 軟件界面，設(shè)置輸出 hex 文件 30
步驟 2：Keil MDK 軟件的幾個(gè)設(shè)置技巧 32
步驟 3：編寫(xiě)控制 LED 閃爍的代碼 34
任務(wù)實(shí)施 3：使用 CubeIDE 配置工程，編寫(xiě)代碼 35
步驟 1：創(chuàng)建 STM32 工程 35
步驟 2：配置系統(tǒng)時(shí)鐘和 GPIO 38
步驟 3：生成初始化代碼，認(rèn)識(shí)編輯界面 38
步驟 4：編寫(xiě)控制 LED 亮滅的代碼 43
步驟 5：設(shè)置輸出 hex 文件 43
任務(wù) 1.4 程序下載與調(diào)試 44
任務(wù)描述 44
任務(wù)學(xué)習(xí) 44
1.4.1 STM32F4 的程序下載方式 44
1.4.2 開(kāi)發(fā)板的串口一鍵下載電路 45
任務(wù)實(shí)施 46
步驟 1：安裝 CH340 串口驅(qū)動(dòng)程序 46
步驟 2：使用 FlyMcu 軟件實(shí)現(xiàn)串口下載 47
步驟 3：安裝 ST-LINK 驅(qū)動(dòng)程序 48
步驟 4：在 Keil MDK 軟件中使用 ST-LINK 下載程序 50
步驟 5：在 CubeIDE 軟件中使用 ST-LINK 下載程序 52
拓展訓(xùn)練：聲光報(bào)警器設(shè)計(jì) 53
項(xiàng)目評(píng)價(jià) 55
思考練習(xí) 55
項(xiàng)目 2 LED 控制設(shè)計(jì) 57
任務(wù) 2.1 8 位跑馬燈設(shè)計(jì) 58
任務(wù)描述 58
任務(wù)學(xué)習(xí) 58
2.1.1 STM32F4 的時(shí)鐘系統(tǒng)及其初始化函數(shù) 58
2.1.2 STM32F4 的 GPIO 及其配置 61
2.1.3 GPIO 相關(guān)的 API 函數(shù) 64
任務(wù)實(shí)施 66

步驟 1：8 位跑馬燈硬件電路設(shè)計(jì) 66
步驟 2：CubeMX 工程配置 67
步驟 3：查看和分析項(xiàng)目初始化配置代碼 68
步驟 4：編寫(xiě) LED 控制函數(shù) 70
步驟 5：上板驗(yàn)證跑馬燈功能 72
拓展訓(xùn)練：循環(huán)點(diǎn)亮 RGB 燈 73
任務(wù) 2.2 按鍵控制 LED 設(shè)計(jì) 74
任務(wù)描述 74
任務(wù)學(xué)習(xí) 75
2.2.1 按鍵工作原理 75
2.2.2 獨(dú)立按鍵輸入檢測(cè)函數(shù)設(shè)計(jì) 76
任務(wù)實(shí)施 77
步驟 1：硬件電路設(shè)計(jì) 77
步驟 2：CubeMX 工程配置 78
步驟 3：創(chuàng)建外設(shè)驅(qū)動(dòng)文件，添加文件路徑 79
步驟 4：編寫(xiě)按鍵檢測(cè)函數(shù)及 LED 宏函數(shù) 85
步驟 5：實(shí)現(xiàn)按鍵控制 LED 設(shè)計(jì) 87
拓展訓(xùn)練：按鍵控制 RGB 燈 88
任務(wù) 2.3 串口控制 LED 設(shè)計(jì) 88
任務(wù)描述 88
任務(wù)學(xué)習(xí) 89
2.3.1 串行通信概述 89
2.3.2 異步串行通信協(xié)議 90
2.3.3 串口操作的 HAL 庫(kù)相關(guān)函數(shù) 92
技能訓(xùn)練 1：串口發(fā)送信息 92
步驟 1：硬件電路設(shè)計(jì) 92
步驟 2：串口 CubeMX 工程配置 93
步驟 3：復(fù)制外設(shè)驅(qū)動(dòng)文件，添加文件路徑 96
步驟 4：分析串行通信配置代碼 97
步驟 5：添加串口重定向代碼 98
步驟 6：實(shí)現(xiàn)串口發(fā)送功能 99
技能訓(xùn)練 2：串口發(fā)送及接收信息 100
步驟 1：復(fù)制串口通信工程 100
步驟 2：編寫(xiě)串口接收信息功能代碼 101
步驟 3：下載調(diào)試串口發(fā)送及接收信息功能 103
任務(wù)實(shí)施 103
步驟 1：編寫(xiě)串口控制 LED 代碼 103

步驟 2：下載程序并測(cè)試串口控制 LED 功能 104
拓展訓(xùn)練：串口控制 RGB 燈 105
項(xiàng)目評(píng)價(jià) 106
思考練習(xí) 106
項(xiàng)目 3 三人搶答器設(shè)計(jì) 108
任務(wù) 3.1 三人搶答器按鍵模塊設(shè)計(jì) 109
任務(wù)描述 109
任務(wù)學(xué)習(xí) 109
3.1.1 中斷概述 109
3.1.2 NVIC 中斷優(yōu)先級(jí) 111
3.1.3 EXTI 外部中斷 111
3.1.4 EXTI 相關(guān) HAL 函數(shù) 113
任務(wù)實(shí)施 113
步驟 1：外部中斷按鍵引腳配置 113
步驟 2：CubeMX 工程配置 114
步驟 3：外部中斷按鍵代碼設(shè)計(jì) 115
拓展訓(xùn)練 1：給三人搶答器添加三個(gè)選手指示燈 117
拓展訓(xùn)練 2：通過(guò)外部中斷方式實(shí)現(xiàn)按鍵控制 RGB 燈 118
任務(wù) 3.2 三人搶答器限時(shí)搶答設(shè)計(jì) 118
任務(wù)描述 118
任務(wù)學(xué)習(xí) 119
3.2.1 STM32 定時(shí)器概述 119
3.2.2 通用定時(shí)器 121
3.2.3 基本定時(shí)器 123
3.2.4 定時(shí)器的 HAL 驅(qū)動(dòng)函數(shù) 124
技能訓(xùn)練：通用定時(shí)器設(shè)計(jì) 125
步驟 1：通用定時(shí)器參數(shù)計(jì)算 125
步驟 2：通用定時(shí)器 CubeMX 工程配置 125
步驟 3：實(shí)現(xiàn)通用定時(shí)器控制 LED 閃爍 128
任務(wù)實(shí)施 129
步驟 1：基本定時(shí)器參數(shù)計(jì)算 129
步驟 2：基本定時(shí)器 CubeMX 工程配置 129
步驟 3：限時(shí)搶答代碼設(shè)計(jì)及浮點(diǎn)數(shù)輸出 130
任務(wù) 3.3 三人搶答器顯示界面設(shè)計(jì) 134
任務(wù)描述 134

任務(wù)學(xué)習(xí) 134
3.3.1 TFTLCD 概述 134
3.3.2 FSMC 簡(jiǎn)介 136
技能訓(xùn)練：TFTLCD 顯示 139
步驟 1：連接 TFTLCD 硬件電路 140
步驟 2：TFTLCD 的 CubeMX 工程配置 141
步驟 3：分析代碼，移植 LCD 驅(qū)動(dòng)文件 142
步驟 4：編寫(xiě) TFTLCD 顯示代碼 148
任務(wù)實(shí)施 149
步驟 1：復(fù)制工程 149
步驟 2：編寫(xiě)代碼 149
拓展訓(xùn)練 1：在 TFTLCD 上顯示自己設(shè)計(jì)的 LOGO 151
拓展訓(xùn)練 2：添加 48 號(hào)字體在 LCD 顯示 152
項(xiàng)目整體實(shí)施 153
步驟 1：三人搶答器工程配置 153
步驟 2：移植三人搶答器顯示界面代碼 154
步驟 3：下載程序，檢測(cè)三人搶答器整體功能 155
項(xiàng)目評(píng)價(jià) 155
思考練習(xí) 156
項(xiàng)目 4 智能調(diào)光燈設(shè)計(jì) 157
任務(wù) 4.1 調(diào)光燈手動(dòng)模式設(shè)計(jì) 158
任務(wù)描述 158
任務(wù)學(xué)習(xí) 158
4.1.1 PWM 工作原理 158
4.1.2 PWM 相關(guān)的 HAL 函數(shù) 160
任務(wù)實(shí)施 161
步驟 1：PWM 參數(shù)計(jì)算 161
步驟 2：PWM 的 CubeMX 工程配置 161
步驟 3：實(shí)現(xiàn)按鍵調(diào)光燈設(shè)計(jì) 163
拓展訓(xùn)練：使用 USB_LED 設(shè)計(jì)按鍵調(diào)光燈 165
任務(wù) 4.2 調(diào)光燈自動(dòng)模式設(shè)計(jì) 167
任務(wù)描述 167
任務(wù)學(xué)習(xí) 168
4.2.1 STM32F4 的 ADC 168
4.2.2 光敏傳感器 170

技能訓(xùn)練：光敏傳感器及 ADC 檢測(cè) 171
步驟 1：硬件電路設(shè)計(jì) 171
步驟 2：ADC 的 CubeMX 工程配置 172
步驟 3：編寫(xiě)光敏傳感器實(shí)現(xiàn)代碼 173
任務(wù)實(shí)施 176
步驟 1：配置工程，編寫(xiě) ADC 代碼 176
步驟 2：編寫(xiě)主函數(shù)代碼 176
步驟 3：下載程序，測(cè)試功能 178
任務(wù) 4.3 漢字及圖片的 LCD 界面設(shè)計(jì) 178
任務(wù)描述 178
任務(wù)學(xué)習(xí) 179
4.3.1 漢字顯示原理 179
4.3.2 圖片顯示格式 180
技能訓(xùn)練 1：漢字顯示設(shè)計(jì) 181
步驟 1：通過(guò) PCtoLCD 2002 軟件進(jìn)行漢字取模 181
步驟 2：編寫(xiě)顯示漢字的應(yīng)用函數(shù) 182
步驟 3：編寫(xiě)漢字顯示代碼 183
技能訓(xùn)練 2：圖片顯示設(shè)計(jì) 183
步驟 1：添加圖片顯示驅(qū)動(dòng)文件 183
步驟 2：通過(guò) Image2Lcd 軟件進(jìn)行圖片取模 184
步驟 3：編寫(xiě)代碼實(shí)現(xiàn)圖片顯示 185
任務(wù)實(shí)施 185
步驟 1：對(duì) ASCII 碼取模 48 號(hào)字符集 185
步驟 2：在主函數(shù)中編寫(xiě)智能調(diào)光燈 LCD 顯示的代碼 185
項(xiàng)目整體實(shí)施 187
步驟 1：復(fù)制工程，移植 LCD 文件 188
步驟 2：添加漢字及圖片的 LCD 界面設(shè)計(jì)相關(guān)代碼 188
步驟 3：上板測(cè)試 189
項(xiàng)目評(píng)價(jià) 189
思考練習(xí) 190
附錄 A 開(kāi)發(fā)板部分電路原理圖 191
參考文獻(xiàn) 194