STM32W无线射频ZigBee单片机原理与应用

出版时间：2010-9  出版社：北京航空航天大学出版社  作者：沈建华，郝立平　编著  页数：370  
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前言

无线通信技术由于其灵活、易用性一直是嵌入式开发应用的热点，从简单的无线遥控到RFID、WSN、WiFi以及GPRS／3G等，每种技术都有其技术特点和适用范围。从实际情况来看，简单的无线应用还是广泛存在的，如遥控门窗、车库等，这类应用从RF到通信协议几乎没有国际标准，有各个厂家自定的产品标准。但随着应用的日趋复杂，对应用系统稳定性、可靠性、兼容性要求越来越高，符合相关国际标准、协议的无线技术得到快速发展。目前得以广泛应用的无线技术，如RFID、2iFi、GPRS／3G等，都对应有较完善的国际标准或行业标准，从物理层到应用层，通信协议的完整性有保证，使得各个厂商的产品可以互联互通，既有利于技术的推广应用，也有利于因为规模效应而降低产品成本。

内容概要

STM32W是基于IEEE 802.15.4标准和ARM Cortex?M3内核的高性能、低功耗、内嵌网络协议栈的无线射频单片机。全书共7章：第1章介绍几种短距离无线网络技术及标准、协议；第2章介绍STM32W108芯片及其电气特性；第3章和第4章详细描述STM32W108的系统模块、射频模块和片内外设的功能、原理和编程结构；第5章介绍STM32W108的开发环境和工具；第6章详细说明STM32W108的MAC、ZigBee（包括安全）和RF4CE等网络协议库的结构和使用方法；第7章介绍基于STM32W108的硬件设计、应用模块和开发套件，并列举了2个应用设计实例。    本书适合于从事无线传感网、ZigBee/RF4CE、物联网、无线仪器仪表、无线遥控等应用系统开发的工程技术人员学习参考，也适合作为无线传感网、物联网等实践课程的教材，以及STM32W的培训、自学用书。

书籍目录

第1章  概述1  1.1  标准无线射频技术1  1.2  无线传感网（WSN）技术2    1.2.1  特性3    1.2.2  标准和规范3    1.2.3  软件结构3    1.2.4  操作系统4    1.2.5  算法5    1.2.6  信息处理5    1.2.7  关键问题5  1.3  IEEE 802.15.46    1.3.1  协议架构7    1.3.2  网络模型9    1.3.3  数据传输架构10    1.3.4  可靠性和安全性11  1.4  ZigBee12    1.4.1  ZigBee协议栈12    1.4.2  ZigBee寻址机制13    1.4.3  硬件和软件14    1.4.4  协议14    1.4.5  设备类型15    1.4.6  网络拓扑16    1.4.7  路由机制17    1.4.8  应用18  1.5  RF4CE19  1.6  6LoWPAN21  1.7  STM32W108简介22第2章  STM32W108引脚与电气特性25  2.1  STM32W108的引脚25  2.2  操作条件35    2.2.1  绝对最大额定值35    2.2.2  正常操作条件36    2.2.3  上电操作条件37  2.3  时钟频率38    2.3.1  高频内部时钟特性（表2.10）38    2.3.2  高频外部时钟特性（表2.11）38    2.3.3  低频内部时钟特性（表2.12）39    2.3.4  低频外部时钟特性（表2.13）39    2.3.5  ADC特性39  2.4  直流电气特性41  2.5  数字I/O特性44  2.6  非RF系统电气特性45  2.7  RF电气特性46    2.7.1  Rx接收46    2.7.2  Tx发射46  2.8  型号命名与封装47    2.8.1  STM32W108型号命名 47    2.8.2  STM32W108封装尺寸48第3章  STM32W108系统模块51  3.1  内部供电域52    3.1.1  内部稳压电源52    3.1.2  外接稳压电源53  3.2  复位与时钟53    3.2.1  复位53    3.2.2  时钟56  3.3  系统定时器58    3.3.1  树型狗定时器58    3.3.2  睡眠定时器59    3.3.3  事件定时器59  3.4  电源管理59    3.4.1  唤醒源60    3.4.2  基本睡眠模式60    3.4.3  可选的深睡眠62    3.4.4  睡眠模式下使用调试器62  3.5  内部存储器62    3.5.1  Flash存储器63    3.5.2  随机访问存储器SRAM64    3.5.3  存储保护单元65  3.6  硬件AES加速器65  3.7  无线射频模块65    3.7.1  接收（Rx）通道66    3.7.2  发送（Tx）通道66    3.7.3  校准67    3.7.4  集成MAC模块67    3.7.5  包跟踪接口（PTI）67    3.7.6  随机数发生器68  3.8  调试支持68第4章  STM32W108片内外设69  4.1  GPIO69    4.1.1  功能描述70    4.1.2  外部中断74    4.1.3  调试控制和状态75    4.1.4  I/O复用功能75    4.1.5  通用输入输出（GPIO）寄存器77  4.2  通用定时器83    4.2.1  功能描述84    4.2.2  定时器中断111    4.2.3  通用定时器（1和2）寄存器111  4.3  串行接口126    4.3.1  功能描述126    4.3.2  配置127    4.3.3  SPI主模式128    4.3.4  SPI从模式131    4.3.5  双线串行接口（TWI）134    4.3.6  通用异步收发器（UART）137    4.3.7  直接内存访问（DMA）通道141    4.3.8  串行控制器寄存器142    4.3.9  SPI主模式寄存器144    4.3.10  SPI从模式寄存器146    4.3.11  双线串行接口（TWI）寄存器146    4.3.12  通用异步收发器（UART）寄存器147    4.3.13  DMA通道寄存器149  4.4  模数转换器ADC155    4.4.1  功能描述156    4.4.2  ADC中断161    4.4.3  模数转换（ADC）寄存器162  4.5  中断166    4.5.1  嵌套向量中断控制器（NVIC）167    4.5.2  事件管理器169    4.5.3  嵌套向量中断控制器（NVIC）中断172第5章  STM32W108开发工具177  5.1  IAR EWARM177    5.1.1  安装IAR178    5.1.2  创建一个IAR工作区180    5.1.3  创建一个新工程181    5.1.4  添加文件或新建文件182    5.1.5  设置工程选项卡183    5.1.6  编译和链接186  5.2  仿真器186    5.2.1  安装仿真器驱动187    5.2.2  调试187    5.2.3  调试窗口188  5.3  抓包分析工具189    5.3.1  EmSniffer简介190    5.3.2  软件功能190第6章  STM32W108协议栈与应用199  6.1  STM32W108固件类型199  6.2  IEEE 802.15.4 MAC协议栈与应用200    6.2.1  使用MAC库API设计一个应用程序201    6.2.2  STM32W108 MAC应用示例210  6.3  EmberZNet协议栈与应用225    6.3.1  基础应用设计225    6.3.2  安全概述与设计235    6.3.3  高级设计考虑262    6.3.4  sink_sensor实验例程277  6.4  RF4CE协议栈与应用294    6.4.1  RF4CE协议栈基础294    6.4.2  使用STRF4CE API296    6.4.3  使用RF4CE库设计一个应用程序302    6.4.4  RF4CE应用示例304    6.4.5  RF4CE 示例代码309第7章  STM32W108系统设计与应用320  7.1  STM32W108硬件设计320    7.1.1  RF设计320    7.1.2  非RF设计323  7.2  2.4G天线选择与设计325    7.2.1  2.4G天线分类与选择325    7.2.2  2.4G倒F型PCB天线330    7.2.3  2.4G小尺寸PCB天线331  7.3  STM32W108应用模块与开发套件332    7.3.1  STM32W108应用模块（EMZ3018/3118）332    7.3.2  开发套件337  7.4  基于STM32W108的环境监测仪355    7.4.1  硬件设计355    7.4.2  软件设计358  7.5  ZigBee—WiFi无线数据采集网关362    7.5.1  硬件设计363    7.5.2  软件设计365    7.5.3  网关接口扩展369参考文献370

章节摘录

插图：WSN是由大量的传感器节点组成的，因此，它使用的算法是分布式算法。在WSN中最稀缺的资源就是电能，而最耗能的功能是数据传输和闲置监听。因此，WSN算法研究主要集中于节约能量的研究和设计，比如，使用数据压缩技术来减少传输的数据量，应用拓扑控制算法改变传感器节点的传输功率，或关闭节点但仍保持连接和覆盖。另一个特征是，由于无线电传输范围的限制以及传输距离的增长导致成本增倍，所以每个节点都可以直接与基站通信是极不可能的，故而数据传输通常是多跳的（节点到节点，最终传输到基站）。建模、仿真、分析WSN得到的算法与事实上使用的协议不同，它更抽象、更一般化、更易于分析。不过，这样的算法与协议设计使用的模型相比不太现实，因为它往往忽略了时间问题、协议开销、路由起始阶段，而且有时还会忽略分布式算法的执行情况。

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《STM32W无线射频ZigBee单片机原理与应用》由北京航空航天大学出版社出版。

用户评论 (总计34条)

•   对于STM32F系列的ARM，有了一些使用经验，想物联网ZigBee通信有所突破，这本书很是适合
•   初略看了一下，书的内容不错。本人正学习stm32芯片和zigbee2007，觉得本书很适合。
•   无线应用，很有用
•   虽然翻译过来的，还是不错，ST ZIGBEE少有的
•   学习zigbee的必选
•   目前开发板不多是个遗憾！
•   还可以吧，因为有个科研项目要做，才来买的相关的书，有一定的参考价值。
•   这本书的专业性满强的，如果没有基础，很难看懂，目前正在研究中，有点难度
•   内容可借鉴，不错
•   好哈好啊好好好阿红阿红啊哈好好哈
•   可以充分发掘设备间通讯的良好平台
•   还可以，就是不能增值税正式发票
•   还没看，不过感觉质量还不错
•   zigbee是物联网的一个内容 理论上比蓝牙应用更广 但显然还未达到蓝牙应用那么广 更比不上蓝牙了 不过它最便宜 人们还是比较看好它的。这本书主要介绍了意法公司的stm32w单片机的系统组成和原理 和软件环境 针对性比较强 如果没学过单片机的还是先看看单片机基础的书吧 datasheet应是主要参考工具
•   客观来说这书还不错，介绍是说st为了推广STM32W108无线IC和大学合作的书，写的还可以，不过不适合STM32入门。例子有一些，代码有一些。总体满意。
•   介绍了STM32W的无线功能，比较详细
•   这是很好地一本学习物联网的参考资料，对其原理讲解得很详细，应用方面也很实用。
•   对于我学ZigBee帮助很大啊。
•   实例应用讲解，内容比较详细
•   讲解详细，尤其是对CC2530芯片的讲解细致，便于初学者使用和学习。
•   内容介绍的很全面，是一本值得看的书！
•   感觉内容比较过时了，但是可以参考一下
•   书是正版，价钱也不贵，主要是用的上
•   书本的印刷挺一般，整本书的纸张排列不齐，明显看到一层一层的。
•   好难啊，不过还是很有用的
•   本来打算用来当ember的参考资料的，没达到目的
•   刚开始以为这本书还不错，后来读了以后，有很多，且不说中间的装订有错误，有重复页，图中符号有错误，就内容来讲，全部是st 提供的datasheet，我看这本书并且参考了st的资料，这本书基本就是st资料的翻译。并且有大量的篇幅在片内外设的使用，这很没必要，基本的外设操作看数据手册就好了，而且stm32w的外设操作和stm32f系列的基本相同。我主要关注的是协议层的应用介绍和无线部分的硬件设计参考。先说协议层，内容不是一般，是很一般，还是st的东西翻译。在说硬件参考设计部分，还是st的资料，并且连上面的STM32W108参考设计原理图不做任何分析，还是翻译！！！至少说一下上面的电子器件选型。还有是不是应该对这部分设计多一些理论支撑。总结：对我来说就是中文的数据手册，而且是纸质的看着方便一些，如果自己打印这些资料会比买这本书贵，也就这点好处！！！说实话，我觉得这是我看过的北航出的最差的一本书。
•   抄手册的内容 示例程序有点帮助 还是下载资料看
•   到货的速度很快，书也是正本，就是拿到手的时候前两页有散页的现象，不过我自己粘好了!希望下次会做的更好些！
•   自己做了W系列的开发版，哈哈哈
•   一顿瞎翻译，错误极多，著者就这么不负责任。
•   没有一点参考价值。完全是将ST公司的数据手册进行了一次拙劣的翻译工作。而且翻译的水平确实不敢恭维。建议大家还是直接去读数据手册吧。
•   东西还不错，算很快了
•   包装很仔细 书完整的好着 正等着用呢