本书根据高职学生的特点，以STM32开发板、智能车型机器人、Android终端控制为项目载体，围绕嵌入式技术及应用开发的需要安排学习内容、任务与操作实践，主要包括：嵌入式基本应用的STM32控制板的认识、嵌入式智能车型机器人连接、STM32开发环境搭建、STM32总线结构和存储映射、STM32异常和中断处理、STM32常用初始化函数设置、GPIO输入与输出配置、STM32串口通信实现；智能小车各种应用场景，如小车路径规划行使、超声波测距和避障、智能路灯光强测量、红外通信控制智能路灯光挡、开启报警器、立体显示车牌、自动检测与识别RFID、LED显示计时和指定字符、道闸启闭和车牌显示、无线充电开启和关闭、语音播报、TFT显示车牌、距离和翻页、交通灯状态识别和确认、立体车库、ETC系统控制、从车控制、语音识别控制、主/从车通过特殊地形等；Android终端应用界面设计、控制智能小车识别颜色、NFC、二维码，实现手机无线监控、智能小车功能、全自动等。
本书适合作为高职院校的嵌入式开发和Android应用程序设计课程的教材，也可作为智能机器人爱好者的自学参考用书

2019年，教育部先后印发了《国家职业教育改革实施方案》《关于组织开展“十三五”职业教育国家规划教材建设工作的通知》《职业院校教材管理办法》，明确提出建设一大批校企“双元”合作开发的国家规划教材，倡导使用新型活页式、工作手册式教材，并配套开发信息化资源。
新型教材内容源于企业，而又高于企业。基于真实场景，展现行业新业态、新水平、新技术,培养学生综合职业技能、素养，基于移动机器人的嵌入式开发选取了智能车型机器人的开发、应用与控制典型场景，从STM32基本应用的掌握，到智能车型机器人的功能实现，再到Android终端上的控制，围绕嵌入式技术及应用开发的综合能力需要设计教学内容，同时，新型教材还融入课程思政内容，强调核心价值观的培育和实践。
新型教材以“数字资源”为基础，是一体化设计的课程，需要配套微课视频、动画等数字资源，帮助学生理解教材中的重点及难点，训练学生的技术技能和工作能力，同时，也是教学实施、管理的重要保障。因此百科荣创科技发展有限公司资讯中心提供相关视频讲解和AI实训云平台（需注册），并提供在线云编译环境［百科荣创-在线学习服务平台 (r8c.com)］。
新型教材开发可根据项目或典型工作环节，采取“任务式编写方法”（见图1），以国家职业标准为依据，以综合职业能力培养为目标，以典型工作任务为载体，融入教法，辅以手段，以学生为中心，以能力培养为本位，将理论学习与实践学习有机结合。基于移动机器人的嵌入式开发，从嵌入式应用开发的过程设计学习型工作任务。
本书由刘业辉、方水平、张明伯任主编，郑其、宋玉娥、赵元苏、王笑洋、王英卓任副主编, 刘业辉、张明伯负责统稿全书，在百科荣创（北京）科技发展有限公司教研团队技术指导下共同完成，在此向其表示感谢！具体编写分工如下：王英卓编写项目1的任务1～3，宋玉娥、王笑洋负责编写项目1的任务4～8；刘业辉和郑其负责编写项目2；方水平和赵元苏负责编写项目3。


图1？嵌入式开发教材内容组织结构
本书也只是新型教材开发、“三教”改革的初步探索，还有诸多需要深入探讨的系统方案、实施方法等，由于编者水平有限，加上技术也在不断发展，书中难免有疏忽和不足之处，敬请使用本书的老师、专家批评指正。
编者
2022年1月

项目1.STM32应用开发1
任务1.认识车型机器人2
相关知识2
1．嵌入式智能车型机器人简介 2
2．嵌入式智能车型机器人的功能单元 3
任务实施.4
任务2.连接嵌入式智能车型机器人5
相关知识5
1．电动机与驱动板的连线方式5
2．循迹板与任务板的连线方式5
3．核心板与驱动板的连线方式.6
4．核心板与任务板的连线方式.6
任务实施6
任务3.搭建STM32开发环境7
相关知识.7
1．认识STM327
2．编程开发工具 12
3．常用的开发模式 12
4．STM32F4 系统时钟的配置 13
任务实施15
1．安装KeilμVision5开发环境 15
2．快速新建工程.19
3．下载程序.22
任务4.使用STM32总线结构和存储映射25
相关知识 25
1．系统总线构架25
2．存储器架构26
3．位带操作30
任务实施 31
1．位带操作 32
2．利用STM32内部Flash额外空间 存储数据33
任务5.处理STM32异常和中断39
相关知识39
1．异常的类型 39
2．异常优先级 .40
3．异常处理43
4．复位过程 45
5．启动过程45
6．多堆栈的设置 46
7．Abort模式47
8．为什么需要中断 48
9．如何处理中断49
任务实施54
1．复位服务子程序54
2．按键中断控制小灯 56
任务6.设置STM32常用函数59
相关知识 59
1．底层硬件相关设置 59
2．延迟初始化 62
任务实施.63
1．I/O口位操作 .63
2．系统时钟初始化程序.64
3．软复位 66
4．设置待机模式.67
5．中断初始化.67
6．延迟初始化 ..68
任务7.配置GPIO的输入与输出69
相关知识.69
1．GPIO概述 69
2．GPIO端口工作模式70
3．GPIO端口初始化配置70
任务实施75
1．跑马灯实现75
2．控制LED灯和蜂鸣器 78
任务8.实现STM32串口通信82
相关知识.83
1．串口通信简介 83
2．STM32F4串口 88
3．STM32F4串口库函数分析 90
4．printf重定向91
任务实施.92
1．实现框图 .92
2．电路连接92
3．通信协议定义 93
4．程序设计 93
5．程序实现 93
6．运行结果 99
项目2.开动竞赛用车101
任务1.设计小车自动行驶102
相关知识.102
1．综合实训沙盘102
2．主车路径自动控制 102
任务实施102
1．认识赛道地图.102
2．认识竞赛标志物 102
3．主车路径自动控制105
任务2.设计传感器应用112
相关知识112
1．超声波发射电路 112
2．超声波接收电路113
3．光照传感器与 MCU 接口电路 113
4．红外控制智能路灯的加挡或减挡114
任务实施114
1．超声波测距和避障114
2．智能路灯光强测量 114
任务3.实现红外通信控制115
相关知识115
1．红外控制智能路灯电路原理.115
2．红外控制报警器 116
3．红外控制立体显示 116
4．主车向立体显示标志物发送命令的数据结构116
任务实施 117
1．红外通信时序编码117
2．智能路灯光挡程序设计118
3．红外发射报警器的控制程序设计118
4．立体显示车牌程序设计 119
任务4.检测与识别RFID120
相关知识120
1．寻卡 120
2．读卡121
任务实施 121
1．RFID初始化.121
2．数据收发122
3．RFID卡读写操作124
4．RFID卡检测与识别 124
任务5.实现ZigBee通信控制124
相关知识 125
1．LED显示 125
2．道闸126
3．无线充电127
4．语音播报 127
5．TFT显示130
6．智能交通灯 131
7．立体车库 132
8．ETC系统 133
9．从车133
任务实施 136
1．LED显示计时和指定字符.136
2．道闸打开、关闭和车牌显示 137
3．无线充电的开启、关闭 137
4．控制语音播报138
5．TFT显示车牌、距离和翻页 138
6．交通灯状态识别和确认.138
7．立体车库控制139
8．ETC控制139
9．从车控制 139
任务6.实现语音控制140
相关知识 140
任务实施 140
1．程序分析140
2．任务实施 142
任务7.通过特殊地形143
相关知识 .143
任务实施143
1．主车通过特殊路段 143
2．从车通过特殊路段 143
项目3.手机控制智能小车144
任务1.搭建Android开发环境44
相关知识 144
1．Android体系结构.144
2．Android开发版本145
3．Android开发 146
4．Android Studio 简介147
任务实施148
1．Android Studio安装 148
2．创建第一个工程 151
3．Android Studio操作 155
4．DDMS调试 158
5．Log 调试 161
任务2.设计Android UI界面64
相关知识.164
1．UI简介164
2．常用布局 .164
任务实施 172
1．相对布局实现示例效果172
2．帧布局实现示例效果173
3．GridLayout布局实现图像缩略图网格 174
任务3.使用Android常用控件176
相关知识 176
1．文本框.176
2．编辑框 177
3．按钮 177
任务实施 178
1．设计一个文本框 178
2．设计一个编辑框 180
3．设计一个功能按钮183
任务4.识别颜色185
相关知识 185
1．颜色值的存储.185
2．颜色识别接口 185
任务实施 186
1．UI设计186
2．颜色识别功能实现.187
任务5.识别NFC189
相关知识 189
1．NFC技术简介 189
2．NFC API简介190
任务实施 191
1．UI设计191
2．NFC功能实现192
任务6.识别二维码202
相关知识 .202
1．二维码简介202
2．二维码API简介 03
任务实施205
1．Android UI设计 .205
2．Android二维码识别206
任务7.实现Android网络编程208
相关知识 208
1．网络协议208
2．TCP/IP协议和UDP协议 210
3．Socket基础214
任务实施.216
1．TCP/IP通信 216
2．UDP通信实现219
任务8.实现Android无线监控221
相关知识 221
1．无线监控 221
2．HTTP和UDP网络协议221
任务实施222
1．Android UI设计222
2．Android功能实现 .225
任务9.实现Android控制小车基本..功能.232
相关知识 .232
1．Wi-Fi基础232
2．Wi-Fi转串口通信 234
3．准备电机驱动234
4．准备循迹驱动 238
5．准备红外驱动 241
任务实施 243
1．主要业务逻辑 243
2．Android UI设计 249
3．Android功能实现254
任务10.实现Andoird智能车型机器人全功能262
相关知识 262
任务实施262
1．全自动实现机制 262
2．UI界面设计263
3．其他功能程序 .293
附录A.通信协议294
附录B.Wi-Fi配置.298

刘业辉，男，教授，西安科技大学通信工程本科学士，北京工业大学电子学与通信工程硕士，现任北京工业职业技术学院通信教研室主任，专业带头人。从事移动互联应用技术、人工智能技术应用专业教科研工作，主要承担Java程序设计、js程序设计、Web前端开发、深度学习技术应用等课程的教学实践。曾获北京市高校教育教学成果二等奖2项，北京市精品课程1项，通信类教指委优秀课程1项，信息化教学大赛二等奖3项，国家教学名师，多种教材被评为“十二五”“十三五”职业教育国家规划教材。

方水平，男，1970年2月生，教授，近几年主编了多部教材，多种图书被评为“十二五”“十三五”职业教育国家规划教材，主持多项信息化教学设计项目获得北京市二等奖。指导学生参加技能大赛获得良好的成绩，连续获得5个全国职业院校学生技能大赛一等奖，被北京市教委授予“首席指导教师称号”，2018年主持课题获北京市教育成果二等奖。,张明伯，男，百科荣创（北京）科技发展有限公司总经理，高级工程师。

张明伯，男，百科荣创（北京）科技发展有限公司总经理，高级工程师。

本书适合作为高职院校的嵌入式开发和Android应用程序设计课程的教材，也可作为智能机器人爱好者的自学参考用书。