STM32是ST推出的多種高性能、低功耗的基于ARM Cortex-M和部分Cortex-A內(nèi)核的32位微控制器/微處理器，以其廣泛的型號選擇、高性能、低功耗、高集成度以及良好的軟件生態(tài)系統(tǒng)而聞名，在嵌入式系統(tǒng)微控制器市場，尤其在工業(yè)自動化、消費電子、物聯(lián)網(wǎng)等關(guān)鍵領(lǐng)域具有重要地位。

STM32生態(tài)系統(tǒng)豐富活躍，提供大量學(xué)習(xí)開發(fā)資源，企業(yè)應(yīng)用廣泛，人才需求前景廣闊，是一個非常值得學(xué)習(xí)的方向。那初學(xué)者該如何快速入門呢？本文主要以華清遠見STM32多核心開發(fā)板為硬件平臺，面向零基礎(chǔ)初學(xué)者，講解如何快速入門STM32開發(fā)，并提供"裸機編程-圖形界面開發(fā)-裸機項目-RTOS-RTOS項目-PCB設(shè)計"的STM32軟硬件全棧工程師學(xué)習(xí)路線。

01 STM32裸機開發(fā)

? 開發(fā)環(huán)境搭建及STM32CubeMX使用

首先要學(xué)習(xí)安裝和配置STM32CubeMX、Keil MDK、VS Code以及其他工具類軟件，學(xué)習(xí)如何使用STM32CubeMX（可極大提高STM32軟件開發(fā)效率）生成項目模板，配置時鐘、外設(shè)等。并編寫簡單的GPIO控制程序，學(xué)習(xí)如何下載代碼到開發(fā)板，使用調(diào)試器進行程序調(diào)試。

STM32CubeMX

ST（意法半導(dǎo)體）開發(fā)的一款強大的圖形化軟件配置工具，專門用于簡化STM32系列微控制器的項目設(shè)置和初始化過程。它允許用戶通過直觀的界面配置芯片的外設(shè)、時鐘、中斷、DMA通道等，自動生成對應(yīng)的C語言初始化代碼。STM32CubeMX顯著減少了手動編寫配置代碼的工作量，提升了開發(fā)效率，適配STM32全系列芯片，并兼容多種開發(fā)環(huán)境，是STM32生態(tài)系統(tǒng)中的核心工具之一。

? 快速掌握STM32常用外設(shè)使用

閱讀官方數(shù)據(jù)手冊和參考手冊，然后從最基礎(chǔ)的GPIO開始，了解其工作原理并實踐簡單的GPIO控制項目。學(xué)習(xí)使用STM32CubeMX+HAL庫（ST官方主推）實踐外設(shè)的控制。掌握常用重要外設(shè)的使用，如定時器（Timer）、ADC（模數(shù)轉(zhuǎn)換器）、DAC（數(shù)模轉(zhuǎn)換器）、USART/I2C/SPI（通信接口）、DMA（直接內(nèi)存訪問）等。還可以針對某個外設(shè)，設(shè)置多種實驗來進行不同場景應(yīng)用實踐。通過技術(shù)講解與實驗例程相結(jié)合的方式，帶領(lǐng)初學(xué)者快速邁入STM32開發(fā)。

硬件平臺實踐

在這個階段，初學(xué)者可以選擇在底板上插入STM32F103核心板，學(xué)習(xí)基礎(chǔ)的裸機開發(fā)。

02 圖形界面開發(fā)

• TouchGFX圖形界面開發(fā)

掌握使用Stm32CubeMX配置TouchGFX（ST官方提供的圖形界面開發(fā)工具），了解TouchGFX Designer的使用，并深入學(xué)習(xí)多種傳感器的驅(qū)動以及圖形界面GUI應(yīng)用實踐，為后續(xù)綜合項目實戰(zhàn)的圖形用戶界面設(shè)計奠定基礎(chǔ)。

TouchGFX

一個高性能的嵌入式圖形庫和軟件框架，專門設(shè)計用于在微控制器（特別是STM32系列）上創(chuàng)建具有先進用戶界面（UI）的應(yīng)用程序。它使得開發(fā)者能夠在資源有限的嵌入式系統(tǒng)上實現(xiàn)類似智能手機的圖形界面效果，同時優(yōu)化CPU負載，充分利用硬件加速功能。

• LVGL圖形界面開發(fā)

相對于TouchGFX，LVGL是一個開源的通用圖形界面庫，學(xué)習(xí)LVGL不僅可以用于STM32還可以用于其他芯片，LVGL在單片機物聯(lián)網(wǎng)項目中應(yīng)用的也比較多。這部分主要講LVGL環(huán)境配置，深入學(xué)習(xí)標(biāo)簽、按鈕、文本框等基礎(chǔ)控件的創(chuàng)建、配置與使用方法。了解LVGL事件處理機制，實現(xiàn)基本的用戶輸入處理。學(xué)習(xí)LVGL的布局系統(tǒng)，以及LVGL的樣式和主題系統(tǒng)。后續(xù)的物聯(lián)網(wǎng)綜合項目，在界面編程環(huán)節(jié)會使用LVGL。

LVGL

LVGL（Light and Versatile Graphics Library）是一個開源的圖形庫，專為嵌入式系統(tǒng)設(shè)計，旨在為這類系統(tǒng)提供現(xiàn)代、美觀且功能豐富的圖形用戶界面（GUI）。

03 裸機項目實戰(zhàn)

• 基于TouchGFX的智能手表項目

在完成裸機基礎(chǔ)及TouchGFX圖形界面開發(fā)的學(xué)習(xí)后，我們可以通過項目實戰(zhàn)，真正把技術(shù)學(xué)以致用，積累綜合性的編程經(jīng)驗與編程思想。我們提供裸機編程-智能手表項目（基于STM32U5），手把手教學(xué)，還原企業(yè)真實項目開發(fā)。

在這個過程中，大概率會有很多問題，比如裸機的任務(wù)管理方式、任務(wù)的優(yōu)先級、中斷的優(yōu)先級等，我們通過將綜合項目demo分成不同部分去講解，讓用戶一步步去完成項目，多去思考學(xué)習(xí)，當(dāng)然大悟時，這個項目基本上也就會了，再去做其它的項目時，經(jīng)驗是通用的。

• 基于LVGL的物聯(lián)網(wǎng)綜合項目

在完成STM32裸機基礎(chǔ)及LVGL圖形界面編程的學(xué)習(xí)后，我們可以做一些LVGL物聯(lián)網(wǎng)項目練手（基于STM32F407/U575）了。STM32底板上有WiFi模組，資源擴展板上的溫濕度、環(huán)境光、火焰、人體紅外、光電開關(guān)、電流/電壓采集、健康監(jiān)測、RS485通訊等豐富的傳感器資源，可以去拓展實戰(zhàn)很多的物聯(lián)網(wǎng)項目（智能燈光控制系統(tǒng)、智能大棚溫控系統(tǒng)、火災(zāi)報警系統(tǒng)），項目的設(shè)置、歷史數(shù)據(jù)查看、遠程升級、云端管理等等，通過這些項目案例，能夠真正理解實際的智能設(shè)備原理，并積累開發(fā)經(jīng)驗。

硬件平臺實踐

裸機項目實戰(zhàn)階段，初學(xué)者可以切換插入STM32U5核心板。主要是因為STM32U5是ST低功耗系列和高性能系列的集大成者，在性能功耗、安全性、外設(shè)豐富度等方面都比STM32F1系列有顯著提升，而且STM32U5嵌入了ST先進的2.5D圖形加速單元，可以讓便攜產(chǎn)品擁有手機界面的驚艷圖效，非常適合做項目實戰(zhàn)拓展學(xué)習(xí)用。在STM32多核心開發(fā)板的眾多核心里，STM32U5也是目前我們配套項目案例資源最豐富的一個核心，包括上面講的所有項目。

資源擴展板

資源擴展板提供板載多種傳感器，覆蓋了常見的接口技術(shù)(GPIO、SPI、I2C、PWM、A/D)及總線技術(shù)(CAN、RS485)。比如基于I2C總線的溫濕度傳感器、環(huán)境光感知、心率/脈搏測量，基于A/D接口的電壓/電流采集，基于EXTI事件/中斷控制類型的人體紅外、光電開關(guān)、火焰感知傳感器，基于SPI總線的數(shù)碼管驅(qū)動電路，基于PWM控制的風(fēng)扇、蜂鳴器、震動馬達，基于GPIO的按鍵、LED指示燈，基于異步串行通信的485總線電平轉(zhuǎn)換，基于控制器局域網(wǎng)總線的CAN電平轉(zhuǎn)換等外設(shè)。資源擴展板與STM32多核心開發(fā)板配合使用，可拓展多種案例項目。

04 RTOS

• FreeRTOS開發(fā)

裸機編程大部分時候夠用，但在系統(tǒng)復(fù)雜度提高時，任務(wù)管理會變得很麻煩，RTOS就是為了解決這些問題。RTOS也有很多，初學(xué)者不用糾結(jié)學(xué)習(xí)哪個，因為RTOS內(nèi)核原理都是相通的，學(xué)會一個，其它的只是API的不同，關(guān)鍵在于理解內(nèi)核組件的使用方式。

這部分我們主要講解FreeRTOS，學(xué)習(xí)FreeRTOS核心功能，包括任務(wù)管理、同步與通信、軟件定時器、中斷管理、內(nèi)存管理、低功耗模式等。通過STM32CubeMX進行RTOS的配置，先學(xué)會使用，再去移植與理解內(nèi)核實現(xiàn)。

RTOS

RTOS（Real-Time Operating System，實時操作系統(tǒng)）是一種專門為實時應(yīng)用設(shè)計的操作系統(tǒng)，在MCU上的應(yīng)用十分普遍。在嵌入式系統(tǒng)，特別是需要高可靠性與時間敏感的系統(tǒng)中，如工業(yè)控制、航空航天、汽車電子、醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域，RTOS的使用非常廣泛。常見的RTOS有FreeRTOS、RT-Thread、LiteOS、VxWorks、μC/OS等。

FreeRTOS

這是一個非常流行的開源RTOS，適用于各種嵌入式平臺，因其輕量級、易于使用和高度可配置而受到廣泛歡迎，能夠在各種微控制器和嵌入式平臺上運行。

硬件平臺實踐

華清遠見STM32多核心開發(fā)板提供基于多核心STM32G070、F103、F407、U575的FreeRTOS學(xué)習(xí)資源，包括開發(fā)教程、源碼例程、視頻課程等。

05 RTOS項目

• 基于RTOS的智能小車項目

在完成STM32裸機與FreeRTOS的學(xué)習(xí)后，就可以實戰(zhàn)FreeRTOS項目了。在RTOS項目環(huán)節(jié)，我們設(shè)計了STM32智能小車項目。STM32 智能小車具有多種功能，通過驅(qū)動板顯示屏可展示豐富基本信息，涵蓋控制模式、電池電壓、工作電流、實際轉(zhuǎn)速、小車姿態(tài)（偏航角、俯仰角、滾轉(zhuǎn)角）以及測距信息等。其中，標(biāo)配模式有紅外遙控、手機控制、自由探索、巡線模式；選配模式為語音控制和視覺識別 。通過該項目實戰(zhàn)，不僅鞏固了嵌入式系統(tǒng)與RTOS的知識體系，還積累了豐富的項目經(jīng)驗，為進一步從事物聯(lián)網(wǎng)、機器人、自動化等相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)研發(fā)打下堅實基礎(chǔ)。

硬件平臺實踐

華清遠見STM32智能小車項目，覆蓋STM32多型號，提供基于不同核心G070、F103、F407、U575的智能小車項目資源，包括項目文檔、項目源碼等，持續(xù)更新中，用戶可以根據(jù)自己的需要選擇核心板即可。

06 拓展：PCB電路設(shè)計

單片機開發(fā)中，硬件部分學(xué)習(xí)也不可忽視。大一些的公司，崗位職責(zé)相對明確，但中小型公司，可能需要軟硬件都要懂一些，所以適當(dāng)掌握一些硬件相關(guān)的知識也是非常有益的。

這部分的拓展是為了幫助初學(xué)者掌握一定的原理圖和PCB知識，主要學(xué)習(xí)電路原理圖設(shè)計PCB布局與布線知識，掌握這部分知識可以自己嘗試做一個智能手表項目或其他小的項目，對后續(xù)的工作也非常有幫助的。

07 STM32多核心開發(fā)板

多核心設(shè)計，性價比高

采用底板+核心板的分離設(shè)計，底板統(tǒng)一，支持STM32G070、F103、F407、U575多核心板，可以通過插拔不同核心板，去實戰(zhàn)不同型號STM32開發(fā)，因為底板通用，所以如果想學(xué)習(xí)多個型號STM32，也不需要重新買整套開發(fā)板，只需要買對應(yīng)的核心板即可。

開發(fā)板價格超低，僅173元，而且因為底板通用，所以如果想學(xué)習(xí)多個型號STM32，也不需要重新買整套開發(fā)板，只需要買對應(yīng)的核心板即可，4個核心板價格合理，多型號 STM32 學(xué)習(xí)成本非常低。

配套資源豐富

STM32多核心開發(fā)板配套了豐富的入門及項目進階學(xué)習(xí)資料，所有課程均手把手教學(xué)，易于上手。資料包括開發(fā)教程、PPT課件、視頻課程、工具軟件、開發(fā)源碼、器件手冊、硬件圖紙等。

區(qū)別于單純理論實驗教學(xué)，華清遠見STM32通過基礎(chǔ)知識手把手教學(xué)，加上豐富項目案例練手，幫助初學(xué)者快速上手，非常適合“入門+項目進階”。同時配套綜合項目實戰(zhàn)，包括裸機項目（TouchGFX裸機項目、LVGL裸機項目）、RTOS項目（FreeRTOS項目）等，可以讓學(xué)生及時將所學(xué)知識應(yīng)用于實踐當(dāng)中，既學(xué)到了技術(shù)，又積累了項目開發(fā)經(jīng)驗，非常適合 STM32入門學(xué)習(xí)、項目練手、學(xué)生畢設(shè)、創(chuàng)新競賽、高校教學(xué)等場合，而且對于個人求職，豐富簡歷項目經(jīng)驗，也是極有幫助的。

權(quán)威認證 +國賽加持

STM32U5 開發(fā)板是中國電子學(xué)會“嵌入式系統(tǒng)設(shè)計工程師中級認證-裸機編程”的指定硬件平臺，購買 STM32U5認證套餐，完成開發(fā)板配套認證課程《基于HAL的STM32U5裸機開發(fā)》及《基于 STM32U5的智能手表項目》的學(xué)習(xí)，考核合格者即可獲得中國電子學(xué)會頒發(fā)的《嵌入式系統(tǒng)設(shè)計工程師-中級（裸機編程）》專業(yè)技術(shù)證書，可作為專業(yè)技術(shù)人員考核評價、崗位聘用、職稱評聘和執(zhí)業(yè)注冊的重要依據(jù)。

同時華清遠見STM32U5開發(fā)板也是2024年嵌入式芯片與系統(tǒng)設(shè)計競賽—ST賽道官方推薦的競賽用學(xué)習(xí)及開發(fā)平臺。通過STM32U5開發(fā)板的學(xué)習(xí)，可以幫助學(xué)生提升技術(shù)能力及項目實戰(zhàn)經(jīng)驗，從而有效提升競賽作品質(zhì)量，真正實現(xiàn)“以賽促學(xué)、以賽促教”的目的。

后臺私信小雯老師，備注“STM32入門”

領(lǐng)取30+項目案例資料包

教程源碼齊全

涉及STM32、物聯(lián)網(wǎng)、嵌入式Linux

ESP32、鴻蒙、阿里云IoT、人工智能等方向