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本書首先介紹微型計算機相關基礎知識和應用，然后系統(tǒng)論述 ARM Cortex-M3 微處理器架構、開發(fā)方法及基本編程匯編語言和程序設計方法，并提供以 STM32Z103VET6 芯片為核心的基礎實驗平臺以及拓展模塊。本書詳細介紹微處理器多種接口技術，如 GPIO、定時計數器、異步/同步串行通信、DAC/ADC、中斷處理以及實時操作系統(tǒng) FreeRTOS 移植等各種嵌入式接口技術的原理和應用。根據高等工程專業(yè)教育和專業(yè)認證的需求，以及對動手能力的培養(yǎng)，本書配有最小系統(tǒng)擴展系統(tǒng)高級拓展系統(tǒng)三種實驗平臺，緊密結合實驗平臺，配套基礎實驗和綜合實驗。本書實驗內容和數量豐富，實例代碼均經過平臺驗證，讀者可以直接在實驗平臺上使用和演練，提高實踐和設計能力。本書內容深入淺出、層次分明、實例豐富，可操作性強，特別適合作為普通高校電子信息類、計算機應用類、自動化類、電氣類和機械控制類等專業(yè)的教學用書，也可作為培訓教材和應用型研究生教學的參考資料，還可供從事嵌入式系統(tǒng)應用的工程技術人員參考。

集成電路(IC)芯片與CPU控制器行業(yè)已成為國內外半導體產業(yè)中最具發(fā)展活力的領域。在十三五期間，據恒州博智數據顯示，2021年中國芯片業(yè)的規(guī)模已經增長到萬億元級別，年均復合增長率達到17.9%，是同期全球半導體產業(yè)年均復合增長率的近4倍。目前，全球半導體行業(yè)正經歷第三次產業(yè)轉移，世界半導體產業(yè)逐漸向中國大陸轉移。未來隨著半導體產品國產化的不斷加深，控制器芯片行業(yè)也將得到更長足的發(fā)展，會成為決定國家競爭力的標志。習近平總書記說過：教育是對中華民族偉大復興具有決定性意義的事業(yè)，高校立身之本在于立德樹人。在教育領域為黨育人，為國育才的初心使命中，教材是教師教、學生學的重要資料，是教師搞好教書育人工作的具體依據，也是學生獲得系統(tǒng)知識，發(fā)展智力和提高思想品德覺悟的重要工具。本書在編寫過程中與時俱進，注重知識傳授與價值引領教育的結合，主要體現(xiàn)在：
(1) 加強師生聯(lián)系，將教學活動由課堂延伸到課外及實驗室，構建科學的教學體系；
(2) 突出實踐教學，虛實結合，構建完整的實驗體系；
(3) 加強線下和線上MOOC課程建設，提供豐富的教學資源和技術手段，創(chuàng)建師生即時溝通渠道；
(4) 強調思政建設，使學生明確學習目的，從要我學到我要學再到為何學，以培養(yǎng)德才兼?zhèn)涞膭?chuàng)新型電子信息類人才為目標。過去數十年，微機原理與接口技術課程的教材從講授Z80發(fā)展到講授Intel 80x86/88 處理器，至今還多有使用。單片機原理應用課程的許多教材也還在講授基于Intel 8051內核的單片機。隨著科技的進步，多款老舊IC芯片已漸漸遠離市場，目前基于ARM CortexM系列內核的處理器芯片已經成為微處理器和微控制器工業(yè)應用領域的支柱處理芯片，也出版了相應的教科書。高等院校都在修改人才培養(yǎng)大綱和計劃，特別強化實踐教學內容。在萬物互聯(lián)的今天，工程師面對的是大數據和復雜工程系統(tǒng)，這對我們的教育提出了更高的要求，需要在教學中實現(xiàn)理論與實踐一體化。因此，本書將努力把實踐平臺和理論教學結合，強化創(chuàng)新工程實踐，滿足高層次和應用型人才的培養(yǎng)需求。本書具體包含以下內容：
第1章微計算機系統(tǒng)基礎知識。介紹微計算機基礎知識和相關概念定義，以及各種數制計算與轉換。概述ARM的發(fā)展歷程及其在社會各領域的應用情況。
第2章CortexM3體系結構與芯片。詳細介紹CortexM3體系結構，包含三級流水線、總線結構與組成、中斷控制機理以及存儲器結構的基本情況。
第3章STM32F1系列處理器。概述STM32F1系列處理器產品，詳細介紹STM32F103ZET6處理器的內部結構、時鐘樹及其內部存儲器結構與映像。應用STM32F103處理器設計本書的配套實驗最小系統(tǒng)、擴展系統(tǒng)和高級實驗系統(tǒng)平臺，并介紹其仿真開發(fā)系統(tǒng)的構建。
第4章STM32程序設計。介紹硬件設計匯編語言、尋址方式、指令集以及程序設計方法和技巧，詳細介紹固件庫及其應用方法。
第5~10章各種典型擴展外設。詳細介紹STM32F103處理器的通用輸入/輸出
接口(GPIO)、中斷控制器（NVIC）、定時計數器及其脈寬調制器（PWM）、各種同步異步串行通信口、ADC/DAC、DMA和FSMC控制器，并在幾種實驗平臺上給出相應的實驗例子。
第11章FreeRTOS實時操作系統(tǒng)。鑒于操作系統(tǒng)的優(yōu)越性，詳細介紹FreeRTOS操作系統(tǒng)的原理與使用。針對不同應用系統(tǒng)，給出操作系統(tǒng)的裁剪和移植方法，并在配套高級實驗平臺上實現(xiàn)和演示。
本書所有的實驗代碼均通過在線平臺調試運行。讀者可直接在配套實驗平臺上反復修改運行和演習，熟練掌握各種接口技術的編程和應用技巧。本書還配套其他教學資源，如PPT課件、習題庫、實驗指導書和視頻，讀者可登錄中國大學MOOC平臺的微機原理與單片機技術在線開放課程，或者直接聯(lián)系作者獲取。
特別感謝清華大學出版社在本書的出版過程中給予的指導和大力支持。
本書在編寫過程中得到南京信息工程大學的相關老師和同學的關心和支持。在此表示衷心感謝！
由于本書涉及面廣，ARM芯片功能強大和應用場景復雜，以及作者的水平和經驗有限，本書的疏漏之處在所難免，懇請專家和讀者提出批評和指正，以便修訂時改正。
編者
2023年10月

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