本书根据高职学生的特点，以嵌入式智能车型机器人为项目载体，结合嵌入式工程开发的实际工作能力要求编写而成。主要内容包括：认识车型机器人、搭建STM32 开发环境、STM32 总线结构和存储器及应用、STM32异常和中断处理、STM32中GPIO的输入与输出配置、嵌入式智能车型机器人串口通信的实现、Android开发环境搭建、UI设计、颜色识别、NFC识别、二维码识别、无线监控、嵌入式车型机器人综合实践等。
本书适合作为高职院校的嵌入式开发和Android 应用程序设计课程教材，也可作为移动应用开发爱好者的自学参考用书。

本书以嵌入式智能车型机器人为项目载体，结合嵌入式技术应用开发、移动互联应用技术、物联网应用技术、移动应用开发等专业的核心知识和核心技能，详细介绍嵌入式智能车型机器人软硬件功能的实现流程以及Android 应用软件系统的开发。通过实际项目的实施，培养学生嵌入式技术应用开发的工程实践能力和创新能力，加强学生对嵌入式技术相关知识的理解、掌握和应用，培养学生的动手实操能力、团队协作能力、创新意识和职业素养；促进理论与实践相结合，增强技能型人才的就业竞争力。
本书围绕ARM底层驱动程序开发、Android应用程序开发、机器视觉与图像处理等，详细讲解了电路调试技术、传感器技术、红外通信技术、无线组网通信技术、单片机控制技术、机器视觉与图像处理技术、语音控制技术、RFID技术、现场总线技术、Android应用开发技术等。初步展示了未来物（车）联网的基本功能，对于系统构建学生知识、掌握实际应用系统编程开发能力是非常有效的。
嵌入式智能车型机器人开发的流程包括系统需求分析、系统体系结构设计、硬件/软件协同设计、系统集成、系统测试等，本书只介绍系统结构和系统软件设计。本书通过工学结合、校企合作，以理论、实训相融合的编写形式，边学边做、做中学、学中做。本书分为3 篇20 章，第1篇入门，主要介绍嵌入式智能车型机器人的结构和硬件连线，让学生认识嵌入式智能车型机器人；第2 篇STM32 基础应用，主要让学生掌握STM32 开发环境的搭建，熟悉STM32 总线结构和存储器及应用，掌握STM32 异常和中断处理及应用方法；第3 篇Android 应用，主要让学生掌握Android UI设计，实现颜色识别、二维码识别，并对嵌入式智能车型机器人进行无线控制。通过教学让学生掌握必要的知识和技能，为其今后从事嵌入式开发、移动应用开发等方面的工作打下良好的基础。
本书编者团队与企业人员合作，共同完成教材的编写，使教材的内容符合工程任务的需要，符合教学规律和课堂要求，很好地反映了移动互联应用领域Android 应用开发中的实际问题，适合作为高职院校的嵌入式开发和Android 应用程序设计课程教材，也可作为移动应用开发爱好者的自学参考用书。
本书由刘业辉、方水平任主编，张明伯、石浪任副主编。具体编写分工如下：赵元苏和张明伯编写第1章～第3章；刘业辉和方水平编写第4章～第8章；杨洪涛和朱贺新编写第9章～第12章；郭蕊和王笑洋编写第13章～第15章；宋玉娥和王英卓编写第16章～第18章；石浪编写第19 章、第20 章。在编写过程中，得到北京百科荣创教学仪器设备有限公司等企业专家的指点和帮助，他们提出了宝贵的修改建议，在此表示感谢。
由于编者水平有限，加上技术也在不断发展，书中难免有疏忽和错误之处，敬请读者批评指正。
编 者
2018年4月

第1篇 入 门
第1 章 认识车型机器人 2
11 嵌入式智能车型机器人简介2
12 嵌入式智能车型机器人的功能单元3
121 嵌入式智能车型机器人的神经中枢3
122 嵌入式智能车型机器人的感觉器官4
123 嵌入式智能车型机器人的心脏4
124 嵌入式智能车型机器人的行动器官4
125 嵌入式智能车型机器人的视觉器官5
本章小结 5
强化练习 5
第2 章 嵌入式智能车型机器人的连线 7
21 电动机与驱动板的连线方式7
22 循迹板与任务板的连线方式8
23 核心板与驱动板的连线方式8
24 核心板与任务板的连线方式9
本章小结 9
强化练习 9
第2 篇 STM32 基础应用
第3 章 了解STM3212
31 认识ARM Cortex-M3  12
32 认识STM32  13
33 STM32 的特性 13
34 STM32 芯片命名规则 14
本章小结15
强化练习15
第4 章 搭建STM32 开发环境16
41 开发平台的选择 16
42 Keil μ Vision4 安装 17
43 新建一个工程 19
44 开发前的软件设置 21
45 程序编译 23
目 录 CONTENTS
2
基于移动机器人的嵌入式开发
46 程序下载 25
本章小结27
强化练习27
第5 章 STM32 总线结构和存储映射28
51 系统总线构架 28
52 存储器的组织与映射 29
521 存储器组织 29
522 STM32 微处理器存储器映射 30
523 位段 31
524 启动配置 32
本章小结32
强化练习32
第6 章 STM32 异常和中断处理33
61 异常的类型 33
62 异常的优先级 34
621 优先级 34
622 优先级分组 34
623 优先级对异常处理的影响 34
624 异常活动等级 35
63 异常处理 36
631 异常处理的进入与处理 36
632 异常处理的退出 37
64 复位过程 38
641 向量表 38
642 启动过程 38
65 多堆栈的设置 40
66 Abort 模式41
661 硬故障 41
662 Local 故障和升级 41
663 故障状态寄存器 42
本章小结42
强化练习42
第7 章 STM32 常用方法44
71 与底层硬件相关的设置函数 44
711 IO 口位操作的实现 44
712 初始化系统时钟的实现 45
713 软复位的实现 47
714 睡眠模式 48
715 中断管理函数 49
72 延迟初始化 54
本章小结56
强化练习56
3
目 录
第8 章 STM32 中GPIO 的输入与输出配置58
81 GPIO 概述58
811 GPIO 端口简介 58
812 GPIO 端口的工作模式 58
82 GPIO 端口初始化配置 59
821 GPIO 端口初始化配置相关寄存器 59
822 GPIO 端口输出初始化配置 62
823 GPIO 端口输入初始化配置 63
83 跑马灯演示 64
831 项目概述 64
832 项目要求 64
833 项目框图 64
834 电路连接 64
835 程序设计 65
836 程序实现 65
837 运行结果 66
84 控制LED 灯和蜂鸣器 66
841 项目概述 66
842 项目要求 67
843 项目框图 67
844 电路连接 67
845 程序设计 68
846 程序实现 68
847 运行结果 71
本章小结71
强化练习72
第9 章 STM32 串口通信73
91 串口通信概述 73
911 并行通信 73
912 串行通信 74
913 STM32 串口特性 74
92 STM32 串口初始化配置 74
921 STM32 串口初始化配置相关寄存器 74
922 STM32 波特率计算 77
923 STM32 串口初始化配置程序设计 78
93 STM32 串口数据接收和发送的程序设计 79
931 STM32 串口数据接收中断响应实现 79
932 STM32 串口数据发送实现 81
94 项目实战 82
941 项目概述 82
942 项目要求 82
943 项目框图 82
4
基于移动机器人的嵌入式开发
944 电路连接 82
945 通信协议定义 83
946 程序设计 83
947 程序实现 83
948 运行结果 88
本章小结90
强化练习90
第3 篇 Android 应用
第10章 Android 概述92
101 Android 简介 92
1011 Android 的发展和历史 92
1012 Android 版本 93
1013 Android 功能 94
1014 Android 系统架构 94
102 身边的Android 设备 95
本章小结97
强化练习97
第11章 Android 开发环境搭建98
111 系统要求 98
112 Java JDK 下载和安装 98
113 Android 开发环境配置 101
114 新建一个Android 工程 102
1141 创建第一个Android 项目 102
1142 编写第一个Android 程序 103
1143 运行第一个Android 程序 103
1144 导入一个项目 104
本章小结 105
强化练习 105
第12章 Android UI 设计106
121 UI 编辑器介绍 106
122 创建布局 107
123 相对布局 108
124 线性布局 110
125 表格布局 112
126 帧布局 113
本章小结 114
强化练习 114
第13章 Android 常用控件115
131 文本框 115
5
目 录
132 编辑文本框 117
133 按钮 121
本章小结 123
强化练习 123
第14章 颜色识别124
141 Android 颜色概述 124
1411 Android 颜色值存储方式 124
1412 Android 颜色识别接口 124
142 Android 程序设计 124
1421 Android UI 设计 124
1422 Android 功能实现 125
本章小结 127
强化练习 127
第15章 NFC 识别128
151 NFC 概述 128
1511 NFC 技术简介 128
1512 NFC API 简介 129
152 Android 程序设计 130
1521 Android UI 设计 130
1522 Android 功能实现 131
本章小结 140
强化练习 140
第16章 二维码识别141
161 二维码概述 141
1611 二维码简介 141
1612 二维码API 简介 141
162 Android 程序设计 143
1621 Android UI 设计 143
1622 Android 功能实现 144
本章小结 146
强化练习 146
第17章 Android 基本网络技术和编程实践147
171 计算机网络及其协议 147
1711 计算机网络概述 147
1712 网络协议概述 148
1713 TCP/IP 和UDP 协议 149
172 在Android 中使用TCP、UDP 协议 153
1721 Socket 基础 153
1722 使用TCP 通信 155
1723 使用UDP 通信 157
本章小结 159
6
基于移动机器人的嵌入式开发
强化练习 159
第18章 无线监控案例160
181 无线监控概述 160
1811 无线监控简介 160
1812 无线监控知识点 160
182 Android 程序设计 161
1821 Android UI 设计 161
1822 Android 功能实现 164
本章小结 170
强化练习 170
第19章 嵌入式智能车型机器人171
191 项目概述 171
192 STM32 设计 172
1921 Wi-Fi 转串口通信 172
1922 电动机驱动 173
1923 循迹驱动 176
1924 红外发射驱动 179
1925 主要业务逻辑 180
193 Android 软件设计 185
1931 Android UI 设计 185
1932 Android 功能实现 189
本章小结 196
强化练习 196
第20章 嵌入式车型机器人综合实现197
201 系统设计 197
2011 知识点 197
2012 实现功能 197
2013 通信协议 197
202 软件设计 198
2021 全自动实现 198
2022 程序清单 198
本章小结 223
强化练习 223
附录A 通信协议224
附录B Wi-Fi 配置228

刘业辉 北京工业职业技术学院 教授

以真实的案例来详细讲解移动机器人的嵌入式开发。