物联网嵌入式技术（AI协同）（微课版）-图书-人邮教育社区

内容摘要

本书以STM32单片机为核心载体，以项目驱动为核心编写思路，深入浅出地介绍物联网嵌入式技术的基础开发方法与核心外设应用，深度融合豆包AI 辅助技术与德育元素内容，顺应物联网与AI 融合发展的技术趋势。全书共8 个实操项目：嵌入式开发环境搭建、智能电饭煲人机交互的设计与实现、智能交通报警系统的设计与实现、智能交通通信系统的设计与实现、扫地机器人运行时间管理设计、利用PWM 实现智能调光、智能汽车供电电池电压与芯片内部温度监测的设计与实现、仓储AGV人机接口的设计与实现。每个项目均融入豆包AI 辅助开发，内容由浅入深、层层递进，涵盖物联网嵌入式开发必备的核心技能与职业素养。通过学习本书，读者可掌握物联网嵌入式开发核心技术，熟练运用AI 提高开发效率，树立正确的职业价值观，具备独立开发物联网嵌入式终端项目的综合能力。
本书可作为高职院校电子信息工程技术、物联网应用技术、智能控制技术、智能产品开发与应用、现代通信技术等专业或相关专业的物联网嵌入式技术课程教材，也可作为物联网嵌入式开发培训班的教材，还可作为有一定编程基础的开发者的自学用书。无论是初学者还是有一定经验的开发者，都能从本书中获得实用的开发经验和技巧，快速上手物联网嵌入式项目开发，打造属于自己的创新终端产品。

项目1
嵌入式开发环境搭建 1
1.1　走进STM32的世界 2
1.1.1　STM32微控制器 2
1.1.2　STM32F1产品系统架构和
STM32F103VET6内部架构 3
1.1.3　开发板硬件资源介绍 6
1.2　开发工具的安装 9
1.2.1　STM32CubeMX的安装 9
1.2.2　MDK-ARM的安装及使用 12
1.3　项目工程初体验 13
1.3.1　使用STM32CubeMX新建
HAL库工程 14
1.3.2　工程编译与下载 19
【项目总结与拓展】 20
【习题与训练】 20

项目2
智能电饭煲人机交互的设计与实现 21
2.1　STM32的GPIO接口 21
2.1.1　GPIO接口基本结构 22
2.1.2　GPIO接口基本特性 23
2.1.3　GPIO的HAL库相关驱动
函数 24
2.1.4　借助AI技术对项目进行规划与决策 26
2.2　任务1：智能电饭煲状态指示灯应用
开发 28
2.2.1　任务分析 29
2.2.2　使用STM32CubeMX配置
工程并生成初始化代码 30
2.2.3　任务实施 35
2.3　任务2：智能电饭煲按键及蜂鸣器
反馈应用开发 38
2.3.1　任务分析 39
2.3.2　使用STM32CubeMX配置
工程并生成初始化代码 41
2.3.3　任务实施 43
2.4　任务3：智能电饭煲控制模块应用
开发 47
2.4.1　任务分析 47
2.4.2　使用STM32CubeMX配置
工程并生成初始化代码 49
2.4.3　任务实施 51
2.5　项目验收检查 52
【项目总结与拓展】 54
【习题与训练】 54

项目3
智能交通报警系统的设计与实现 56
3.1　中断机制 57
3.1.1　嵌套向量中断控制器 57
3.1.2　外部中断/事件控制器 59
3.1.3　EXTI的HAL库相关函数 63
3.1.4　借助AI技术对项目进行规划
与决策 64
3.2　任务1：紧急车辆优先通行模块
设计 67
3.2.1　任务分析 67
3.2.2　使用STM32CubeMX配置
工程并生成初始化代码 69
3.2.3　任务实施 76
3.3　任务2：智能交通信息显示终端
设计 79
3.3.1　任务分析 79
3.3.2　使用STM32CubeMX配置
工程并生成初始化代码 82
3.3.3　任务实施 85
3.4　任务3：交通异常监测报警系统
设计 90
3.4.1　任务分析 90
3.4.2　使用STM32CubeMX配置
工程并生成初始化代码 92
3.4.3　任务实施 93
3.5　项目验收检查 97
【项目总结与拓展】 100
【习题与训练】 101

项目4
智能交通通信系统的设计与实现 103
4.1　串行通信 103
4.1.1　UART通信数据格式 104
4.1.2　STM32的USART工作
原理 105
4.1.3　USART的HAL库相关函数 108
4.1.4　借助AI技术对项目进行规划
与决策 113
4.2　任务1：交通信号灯状态上报模块
设计 115
4.2.1　任务分析 115
4.2.2　使用STM32CubeMX配置
工程并生成初始化代码 117
4.2.3　任务实施 121
4.3　任务2：智能交通远程控制系统
设计 124
4.3.1　任务分析 124
4.3.2　使用STM32CubeMX配置
工程并生成初始化代码 125
4.3.3　任务实施 127
4.4　任务3：信号灯状态实时查询与反馈
模块设计 130
4.4.1　任务分析 130
4.4.2　使用STM32CubeMX配置
工程并生成初始化代码 132
4.4.3　任务实施 133
4.5　项目验收检查 137
【项目总结与拓展】 139
【习题与训练】 140

项目5
扫地机器人运行时间管理
设计 141
5.1　初识STM32F103常规定时器 141
5.1.1 STM32F103常规定时器概述 142
5.1.2 定时器的工作原理 143
5.1.3 基本定时器的HAL库相关
函数 145
5.1.4 定时器的定时中断处理流程 148
5.1.5 借助AI技术对项目进行规划
与决策 149
5.2　任务1：定时1s设计 151
5.2.1 任务分析 151
5.2.2 使用STM32CubeMX配置
工程并生成初始化代码 152
5.2.3　任务实施 157
5.3　任务2：电子秒表设计 161
5.3.1　任务分析 161
5.3.2 使用STM32CubeMX配置
工程并生成初始化代码 165
5.3.3 任务实施 168
5.4　任务3：扫地机器人运行时间管理
设计 174
5.4.1 任务分析 175
5.4.2 使用STM32CubeMX配置
工程并生成初始化代码 176
5.4.3 任务实施 177
5.5　项目验收检查 185
【项目总结与拓展】 188
【习题与训练】 189

项目6
利用PWM实现智能
调光 190
6.1　STM32的PWM信号输出 190
6.1.1　PWM的基本原理 191
6.1.2　STM32的PWM信号输出 191
6.1.3　PWM信号输出的HAL库相关
驱动函数 191
6.1.4　借助AI技术对项目进行规划
与决策 193
6.2　任务1：单色呼吸灯控制 195
6.2.1　任务分析 195
6.2.2　使用STM32CubeMX配置
工程并生成初始化代码 197
6.2.3　任务实施 202
6.3　任务2：基于STM32的PWM信号
输出的呼吸灯设计 205
6.3.1　任务分析 205
6.3.2　使用STM32CubeMX配置
工程并生成初始化代码 208
6.3.3　任务实施 211
6.4　任务3：串口通信控制的呼吸灯
设计 213
6.4.1　任务分析 213
6.4.2 使用STM32CubeMX配置
工程并生成初始化代码 216
6.4.3　任务实施 218
6.5　项目验收检查 219
【项目总结与拓展】 222
【习题与训练】 222

项目7
智能汽车供电电池电压与芯片内部温度监测的设计与
实现 223
7.1　初识STM32的ADC技术 224
7.1.1　ADC的主要特征 224
7.1.2　ADC的内部结构 224
7.1.3　ADC的HAL库相关驱动
函数 228
7.1.4　借助AI技术对项目进行规划
与决策 229
7.2　任务1：智能汽车供电电池电压监测
系统设计 231
7.2.1　任务分析 232
7.2.2　使用STM32CubeMX配置
工程并生成初始化代码 233
7.2.3　任务实施 239
7.3　任务2：智能汽车芯片内部温度监
测系统设计 244
7.3.1　任务分析 245
7.3.2　使用STM32CubeMX配置
工程并生成初始化代码 246
7.3.3　任务实施 248
7.4　任务3：智能汽车供电电池电压和
芯片内部温度监测系统设计 251
7.4.1　任务分析 251
7.4.2　使用STM32CubeMX配置
工程并生成初始化代码 252
7.4.3　任务实施 255
7.5　项目验收检查 259
【项目总结与拓展】 262
【习题与训练】 263

项目8
仓储AGV人机接口的设计
与实现 264
8.1　STM32 SPI串行总线 264
8.1.1　STM32F1上SPI的功能
特点 265
8.1.2　SPI通信架构的核心组成
部分 265
8.1.3　STM32的SPI外设特性及
架构 268
8.1.4　SPI的HAL库相关驱动
函数 269
8.1.5　借助AI技术对项目进行规划
与决策 273
8.2　任务1：OLED字符显示界面
设计 275
8.2.1　OLED显示屏 275
8.2.2　任务分析 277
8.2.3　使用STM32CubeMX配置
工程并生成初始化代码 279
8.2.4　添加驱动程序，实现显示
功能 280
8.3　任务2：OLED图像显示界面
设计 284
8.3.1　任务分析 284
8.3.2　OLED显示屏显示的原理 284
8.3.3　任务实施 285
8.4　项目验收检查 288
【项目总结与拓展】 290
【习题与训练】 290

参考文献 292