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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(hào)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(chǎng)，尤其在工業(yè)自動(dòng)化、消費(fèi)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(gè)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(yuǎn)見STM32多核心開發(fā)板為硬件平臺(tái)，講解如何快速入門STM32開發(fā)，為初學(xué)者提供"STM32裸機(jī)編程--圖形界面開發(fā)--裸機(jī)項(xiàng)目--RTOS--RTOS物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目--拓展學(xué)習(xí)PCB電路設(shè)計(jì)"完整系統(tǒng)高效的學(xué)習(xí)路線。

01STM32裸機(jī)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生成項(xiàng)目模板，配置時(shí)鐘、外設(shè)等。并編寫簡(jiǎn)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(jìn)行程序調(diào)試。

STM32CubeMX

ST（意法半導(dǎo)體）開發(fā)的一款強(qiáng)大的圖形化軟件配置工具，專門用于簡(jiǎn)化STM32系列微控制器的項(xiàng)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(shí)鐘、中斷、DMA通道等，自動(dòng)生成對(duì)應(yīng)的C語言初始化代碼。STM32CubeMX顯著減少了手動(dòng)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(cè)和參考手冊(cè)，然后從最基礎(chǔ)的GPIO開始，了解其工作原理并實(shí)踐簡(jiǎn)單的GPIO控制項(xiàng)目。學(xué)習(xí)使用STM32CubeMX+HAL（硬件抽象層）實(shí)踐外設(shè)的控制。掌握常用重要外設(shè)的使用，如定時(shí)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。通過技術(shù)講解與實(shí)驗(yàn)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(tái)實(shí)踐

在這個(gè)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(jī)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，了解TouchGFX Designer的使用，并深入學(xué)習(xí)多種傳感器的驅(qū)動(dòng)以及圖形界面GUI應(yīng)用實(shí)踐，為后續(xù)綜合項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)的圖形用戶界面設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。

TouchGFX

一個(gè)高性能的嵌入式圖形庫和軟件框架，專門設(shè)計(jì)用于在微控制器（特別是STM32系列）上創(chuàng)建具有先進(jìn)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(shí)現(xiàn)類似智能手機(jī)的圖形界面效果，同時(shí)優(yōu)化CPU負(fù)載，充分利用硬件加速功能。

LVGL圖形界面開發(fā)

相對(duì)于TouchGFX，LVGL是一個(gè)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(jī)物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)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(jī)制，實(shí)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(xiàng)目，在界面編程環(huán)節(jié)會(huì)使用LVGL。

LVGL

LVGL（Light and Versatile Graphics Library）是一個(gè)開源的圖形庫，專為嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)，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(jī)項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)

智能手表項(xiàng)目

完成裸機(jī)基礎(chǔ)學(xué)習(xí)后，通過項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)，真正把技術(shù)活學(xué)活用，并去積累綜合性的編程經(jīng)驗(yàn)與編程思想。我們提供裸機(jī)編程項(xiàng)目-智能手表，手把手教學(xué)，還原企業(yè)真實(shí)項(xiàng)目開發(fā)。

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

硬件平臺(tái)實(shí)踐

裸機(jī)項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)階段，初學(xué)者可以切換插入STM32U5核心板，這階段換成U5核心板是因?yàn)樗荢T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(jìn)的2.5D圖形加速單元，可以讓便攜產(chǎn)品擁有手機(jī)界面的驚艷圖效，非常適合做項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)拓展學(xué)習(xí)用。

04 RTOS

FreeRTOS開發(fā)

裸機(jī)編程大部分時(shí)候夠用，但在系統(tǒng)復(fù)雜度提高時(shí)，任務(wù)管理會(huì)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(gè)，因?yàn)镽TOS內(nèi)核原理都是相通的，學(xué)會(huì)一個(gè)，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(shí)器、中斷管理、內(nèi)存管理、低功耗模式等。通過STM32CubeMX進(jìn)行RTOS的配置，先學(xué)會(huì)使用，再去移植與理解內(nèi)核實(shí)現(xiàn)。

RTOS

RTOS（Real-Time Operating System，實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)）是一種專門為實(shí)時(shí)應(yīng)用設(shè)計(jì)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(shí)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(gè)非常流行的開源RTOS，適用于各種嵌入式平臺(tái)，因其輕量級(jí)、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(tái)上運(yùn)行。

硬件平臺(tái)實(shí)踐

華清遠(yuǎn)見STM32多核心開發(fā)板提供基于多核心STM32G0/F1/F4/U5的FreeRTOS學(xué)習(xí)資源，官方推薦使用U5核心板學(xué)習(xí)FreeRTOS，因?yàn)榕涮椎腞TOS物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目也是基于STM32U5核心板實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)然也可以根據(jù)自己的實(shí)際需求選擇合適的開發(fā)板學(xué)習(xí)實(shí)踐。

05 RTOS項(xiàng)目

基于RTOS的物聯(lián)網(wǎng)綜合項(xiàng)目

在完成STM32裸機(jī)與RTOS的學(xué)習(xí)后，并掌握了TouchGFX和LVGL圖形界面編程，我們就可以實(shí)戰(zhàn)更復(fù)雜全面的物聯(lián)網(wǎng)綜合項(xiàng)目了。通過資源擴(kuò)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(cè)、RS485通訊等，去實(shí)戰(zhàn)綜合性的物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目案例（智能手表，智能家居、智能安防系統(tǒng)、智能農(nóng)業(yè)控制），項(xiàng)目的設(shè)置、歷史數(shù)據(jù)查看、遠(yuǎn)程升級(jí)、云端管理等等，通過這些項(xiàng)目案例，能夠真正理解實(shí)際的智能設(shè)備原理，并積累開發(fā)經(jīng)驗(yàn)。

硬件平臺(tái)實(shí)踐

華清遠(yuǎn)見RTOS物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目，覆蓋STM32多型號(hào)，提供基于STM32G0/F1/F4/U5的多個(gè)物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目資源，包括項(xiàng)目文檔、項(xiàng)目源碼及項(xiàng)目視頻等......

06 拓展：PCB電路設(shè)計(jì)

單片機(jī)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(duì)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(shí)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(shí)，主要學(xué)習(xí)電路原理圖設(shè)計(jì)PCB布局與布線知識(shí)，掌握這部分知識(shí)可以自己嘗試做一個(gè)智能手表項(xiàng)目或其他小的項(xiàng)目，對(duì)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(jì)，性價(jià)比高

采用底板+核心板的分離設(shè)計(jì)，底板統(tǒng)一，支持STM32G0/F1/F4/U5多核心板，可以通過插拔不同核心板，去實(shí)戰(zhàn)不同型號(hào)STM32開發(fā)，因?yàn)榈装逋ㄓ?，所以如果想學(xué)習(xí)多個(gè)型號(hào)STM32，也不需要重新買整套開發(fā)板，只需要買對(duì)應(yīng)的核心板即可。

開發(fā)板價(jià)格超低，僅173元，而且因?yàn)榈装逋ㄓ?，所以如果想學(xué)習(xí)多個(gè)型號(hào)STM32，也不需要重新買整套開發(fā)板，只需要買對(duì)應(yīng)的核心板即可，4個(gè)核心板價(jià)格合理，多型號(hào) 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(xiàng)目進(jìn)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(cè)、硬件圖紙等。關(guān)注微信公眾號(hào)“華清遠(yuǎn)見在線實(shí)驗(yàn)室”，回復(fù)“7”即可免費(fèi)領(lǐng)取。同時(shí)，還提供售后技術(shù)支持QQ群答疑，幫助初學(xué)者快速入門。

區(qū)別于單純理論實(shí)驗(yàn)教學(xué)，華清遠(yuǎn)見STM32通過基礎(chǔ)知識(shí)手把手教學(xué)，加上豐富項(xiàng)目案例練手，幫助初學(xué)者快速上手，非常適合“入門+項(xiàng)目進(jìn)階”。同時(shí)配套綜合項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)，讓學(xué)生及時(shí)將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐當(dāng)中，既學(xué)到了技術(shù)，又積累了項(xiàng)目開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，非常適合 STM32入門學(xué)習(xí)、項(xiàng)目練手學(xué)生畢設(shè)、創(chuàng)新競(jìng)賽、高校教學(xué)等場(chǎng)合，而且對(duì)于個(gè)人求職，豐富簡(jiǎn)歷項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，也是極有幫助的。

權(quán)威認(rèn)證 +國(guó)賽加持

STM32U5 開發(fā)板是中國(guó)電子學(xué)會(huì)“嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程師中級(jí)認(rèn)證”專用硬件平臺(tái)，購(gòu)買 STM32U5認(rèn)證套餐，完成開發(fā)板配套課程《基于HAL的STM32U5裸機(jī)開發(fā)》及《基于 STM32U5的智能手表項(xiàng)目》的學(xué)習(xí)，考核合格者即可獲得中國(guó)電子學(xué)會(huì)頒發(fā)的《嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程師》中級(jí)技術(shù)等級(jí)證書，可作為專業(yè)技術(shù)人員考核評(píng)價(jià)、崗位聘用、職稱評(píng)聘和執(zhí)業(yè)注冊(cè)的重要依據(jù)。

同時(shí)華清遠(yuǎn)見STM32U5開發(fā)板也是2024年嵌入式芯片與系統(tǒng)設(shè)計(jì)競(jìng)賽—ST賽道官方推薦的競(jìng)賽用學(xué)習(xí)及開發(fā)平臺(tái)。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(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)，從而有效提升競(jìng)賽作品質(zhì)量，真正實(shí)現(xiàn)“以賽促學(xué)、以賽促教”的目的。

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