前 言

ST（意法半導體）在2011年針對嵌入式領域推出了基于ARM Cortex™-M4為內核的STM32F4系列高性能微控制器，其采用了90納米的NVM工藝和ART（自適應實時存儲器加速器，Adaptive Real-Time MemoryAccelerator™），并新增了硬件FPU單元及DSP指令，同時也大大提升了處理器主頻，這使得STM32F4能夠更廣泛地運用于高負荷的工作及生產領域。

相比于STM32F1/STM32F2等CortexM3產品，STM32F4外設及性能提高了很多。STM32F4擁有192KB的片內SRAM，帶攝像頭接口（DCMI）、加密處理器（CRYP）、USB高速OTG、真隨機數發生器、OTP存儲器等。對于相同的外設部分，STM32F4具有更快的模/數轉換速度、更低的ADC/DAC工作電壓、32位定時器、帶日歷功能的實時時鐘（RTC）、復用功能大大增強的I/O、4KB的電池備份SRAM以及更快的USART和SPI通信速度。STM32F4擁有ART自適應實時加速器，可以達到相當于FLASH零等待周期的性能。

STM32F4家族目前擁有STM32F40x、STM32F41x、STM32F42x和STM32F43x等幾個系列、幾十個不同的產品型號，不同型號的軟件和引腳相互之間具有很好的兼容性，可方便用戶快速更換產品。由于STM32F4的功耗低、成本低、開發簡單而被大眾所接受。尤其是隨著中國物聯網涉及領域的加大、加深，基于ARM Cortex™ -M的內核芯片被廣泛地運用在智能家居、智慧交通、智能醫療、智能電網、物流、農業、安防等領域。相信未來基于ARM內核的芯片將會一枝獨秀。

本書分兩篇：基礎入門篇（第1～11章）和進階篇（第12～18章）。

入門篇包含：

第1章：ARM特性與MDK開發環境搭建，講述ARM的特性及開發環境的搭建及驅動安裝。

第2章：時鐘模塊配置，講述ARM Cortex™ -M4內核的時鐘特性及配置時鐘。

第3章：GPIO輸出功能配置（LED），講述GPIO輸出模式的運用。

第4章：GPIO輸入功能配置，講述GPIO輸入模式的運用。

第5章：外部中斷配置，講述STM32F4芯片的EXIT的原理及運用。

第6章：看門狗配置，主要講解看門狗的使用。

第7章：定時器配置，主要講解通用定時器的原理及運用。

第8章：RTC實時時鐘配置，主要實現開發套件在斷電后，時鐘能正常運行。

第9章：UART配置，主要講述串口數據的發送及接收。

第10章：ADC配置，主要講述ADC模數轉換的原理及用法。

第11章：DAC配置，主要講述DAC數模轉換的原理及用法。

進階篇包含：

第12章：PWM輸出配置，為定時器章節的拓展部分。

第13章：輸入捕獲配置，為定時器章節的拓展部分。

第14章：TFT LCD配置，運用FSMC（靜態存儲控制器）驅動480×800像素點的顯示屏。

第15章：IIC配置，主要講述IIC通信協議與實現。

第16章：SPI配置，主要講述SPI通信協議與實現。

第17章：485通信配置，主要講述RS-485通信協議及實現。

第18章：CAN通信配置，主要講述汽車常用總線CAN通信的實現。

本書的特點是理論與實踐相結合，詳細闡述了STM32F4開發所需要的基礎知識。本書堅持“高視點”，根據物聯網行業對ARM知識和技能的要求，以培養和訓練讀者編程和開發能力為目的，將ARM體系所涉及的理論與實踐知識循序漸進、全面合理地介紹給讀者。書中盡量展現細節，為讀者提供一個完整的開發過程。給讀者從理論學習到實踐開發提供一個嶄新的學習思路。

本書的編寫者由北京航空航天大學林慶峰老師以及由北航畢業的博士后、碩士等為主力的武漢飛航科技有限公司和北京云班科技有限公司的研發人員組成，作者都有多年從事ARM與物聯網開發方面的經驗。本書的編寫者除林慶峰、韓錚、葉貴強、奚海蛟外，還有來自北京云班科技有限公司與武漢飛航科技有限公司的眾多工程師，他們是：楊金星、何貴忠、吳志雄、牛傳濤、王飛、高志國、饒志剛、夏良師、孟明燾、徐艷龍、奚天麒、付盈、唐新梅。本書在編寫過程中還得到了東莞市技師學院智能制造學院周軍院長和張強主任的大力支持，在此深表感謝！本書所介紹和闡述的代碼所涉及的全部實驗設備均由武漢飛航科技有限公司提供。所介紹的實驗案例均可在飛航的光標系列飛控上進行實驗。

由于編者水平所限，并且時間倉促，書中難免有疏漏和不妥之處，懇請廣大讀者批評指正。

為方便讀者，閱讀過程中有任何疑問可聯系本書作者，聯系微信號：feihangkeji2018或掃描以下二維碼。

編 者

2019年5月

前言
基礎入門篇

第1章 ARM特性與MDK開發環境搭建 2
1.1 ARM特性 2
1.2 MDK開發環境搭建 5
1.3 驅動安裝 7
1.4 MDK開發環境使用 7
第2章 時鐘模塊配置 10
2.1 庫函數工程搭建 10
2.2 時鐘概述 14
2.2.1 STM32F4的時鐘 15
2.2.2 時鐘樹的概念 15
2.3 時鐘初始化配置實例 23
2.3.1 PLL時鐘 23
2.3.2 AHB時鐘 24
2.3.3 APB1和APB2時鐘 24
第3章 GPIO輸出功能配置（LED） 27
3.1 GPIO功能概述 27
3.2 GPIO相關寄存器 29
3.3 GPIO輸出配置實例 34
第4章 GPIO輸入功能配置 38
4.1 GPIO相關寄存器 38
4.2 GPIO輸入功能配置實例 41
第5章 外部中斷配置 44
5.1 外部中斷功能概述 44
5.2 外部中斷相關寄存器 46
5.3 外部中斷配置實例 49
第6章 看門狗配置 55
6.1 看門狗功能概述 55
6.2 看門狗相關寄存器 55
6.3 看門狗配置實例 57
第7章 定時器配置 59
7.1 定時器功能概述 59
7.2 定時器相關寄存器 65
7.3 定時器配置實例 82
第8章 RTC實時時鐘配置 86
8.1 RTC功能概述 86
8.2 RTC相關寄存器 89
8.3 RTC配置實例 92
第9章 UART配置 95
9.1 UART功能概述 95
9.2 UART相關寄存器 98
9.3 UART配置實例 108
第10章 ADC配置 113
10.1 ADC功能概述 113
10.1.1 ADC時鐘 113
10.1.2 ADC的兩種觸發方式 114
10.1.3 DMA 116
10.2 ADC相關寄存器 116
10.3 ADC配置實例 123
第11章 DAC配置 125
11.1 DAC功能概述 125
11.2 DAC相關寄存器 128
11.3 DAC配置實例 136

進階篇

第12章 PWM輸出配置 140
12.1 PWM功能概述 140
12.2 PWM相關寄存器 142
12.3 PWM輸出配置實例 146
第13章 輸入捕獲配置 149
13.1 輸入捕獲 149
13.2 輸入捕獲配置實例 150
第14章 TFT LCD配置 156
14.1 TFT LCD簡介 156
14.1.1 液晶控制原理 156
14.1.2 液晶數據傳輸時序 157
14.1.3 液晶控制器簡介 159
14.2 TFT LCD配置實例 167
第15章 IIC配置 170
15.1 IIC功能概述 170
15.1.1 IIC軟件協議 170
15.1.2 硬件IIC 173
15.2 IIC相關寄存器 175
15.3 IIC配置實例 184
第16章 SPI配置 197
16.1 SPI功能概述 197
16.2 SPI相關寄存器 199
16.3 SPI配置實例 203
第17章 485通信配置 205
17.1 485通信 205
17.2 485通信配置實例 208
第18章 CAN通信配置 212
18.1 CAN通信簡介 212
18.1.1 CAN協議層 214
18.1.2 幀的種類 215
18.2 CAN相關寄存器 219
18.3 CAN通信配置實例 226

1. 輸水管線工程風險管理 [張勇 黨亥生 著]
2. 民用航空飛機標準線路施工 [主編　王志敏　陳明]
3. 不息的水脈—大運河講談錄 [趙珩　著]
4. 實用運籌學 [主編　邢育紅　于晉臣]
5. 三峽梯級電站水資源決策支持系統研究與開發 [姚華明 潘紅忠 湯正]
6. 海南黎族民俗文化鑒賞 [龐國華　著]
7. 石墨烯在太赫茲及中紅外頻段電磁器件設計中的應用 [李艷秀 莊華偉 著]
8. 電子技術（第二版） [主編 覃愛娜 李飛]
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10. 信息處理技術員考試32小時通關 [薛大龍]
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13. C程序設計（慕課版） [劉衛國]
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16. 智慧零售技術與應用 [洪旭 著]
17. 建設工程法規實務 [主編 余瀅]
18. 商務秘書理論與實務（第三版） [主編 張同欽]
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20. C++案例項目精講 [主編 楊國興]
21. 勞動爭議處理實務 [主編 王秀卿 羅靜]
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30. 網絡規劃設計師備考一本通 [夏杰 編著]