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系統而聞名，在嵌入式系統微控制器市場，尤其在工業自動化、消費電子、物聯網等關鍵領域具有重要地位。

STM32生態系統豐富活躍，提供大量學習開發資源，企業應用廣泛，人才需求前景廣闊，是一個非常值得學習的方向。那初學者該如何快速入門呢？本文主要以華清遠見STM32多核心開發板為硬件平臺，面向零基礎初學者，講解如何快速入門STM32開發，并提供"裸機編程-圖形界面開發-裸機項目-RTOS-RTOS項目-PCB設計"的STM32軟硬件全棧工程師學習路線。

01 STM32裸機開發

? 開發環境搭建及STM32CubeMX使用

首先要學習安裝和配置STM32CubeMX、Keil MDK、VS Code以及其他工具類軟件，學習如何使用STM32CubeMX（可極大提高STM32軟件開發效率）生成項目模板，配置時鐘、外設等。并編寫簡單的GPIO控制程序，學習如何下載代碼到開發板，使用調試器進行程序調試。

STM32CubeMX

ST（意法半導體）開發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、時鐘、中斷、DMA通道等，自動生成對應的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，提升了開發效率，適配STM32全系列芯片，并兼容多種開發環境，是STM32生態系統中的核心工具之一。

? 快速掌握STM32常用外設使用

閱讀官方數據手冊和參考手冊，然后從最基礎的GPIO開始，了解其工作原理并實踐簡單的GPIO控制項目。學習使用STM32CubeMX+HAL庫（ST官方主推）實踐外設的控制。掌握常用重要外設的使用，如定時器（Timer）、ADC（模數轉換器）、DAC（數模轉換器）、USART/I2C/SPI（通信接口）、DMA（直接內存訪問）等。還可以針對某個外設，設置多種實驗來進行不同場景應用實踐。通過技術講解與實驗例程相結合的方式，帶領初學者快速邁入STM32開發。

硬件平臺實踐

在這個階段，初學者可以選擇在底板上插入STM32F103核心板，學習基礎的裸機開發。

02 圖形界面開發

• TouchGFX圖形界面開發

掌握使用Stm32CubeMX配置TouchGFX（ST官方提供的圖形界面開發工具），了解TouchGFX Designer的使用，并深入學習多種傳感器的驅動以及圖形界面GUI應用實踐，為后續綜合項目實戰的圖形用戶界面設計奠定基礎。

TouchGFX

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

• LVGL圖形界面開發

相對于TouchGFX，LVGL是一個開源的通用圖形界面庫，學習LVGL不僅可以用于STM32還可以用于其他芯片，LVGL在單片機物聯網項目中應用的也比較多。這部分主要講LVGL環境配置，深入學習標簽、按鈕、文本框等基礎控件的創建、配置與使用方法。了解LVGL事件處理機制，實現基本的用戶輸入處理。學習LVGL的布局系統，以及LVGL的樣式和主題系統。后續的物聯網綜合項目，在界面編程環節會使用LVGL。

LVGL

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

03 裸機項目實戰

• 基于TouchGFX的智能手表項目

在完成裸機基礎及TouchGFX圖形界面開發的學習后，我們可以通過項目實戰，真正把技術學以致用，積累綜合性的編程經驗與編程思想。我們提供裸機編程-智能手表項目（基于STM32U5），手把手教學，還原企業真實項目開發。

在這個過程中，大概率會有很多問題，比如裸機的任務管理方式、任務的優先級、中斷的優先級等，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，多去思考學習，當然大悟時，這個項目基本上也就會了，再去做其它的項目時，經驗是通用的。

• 基于LVGL的物聯網綜合項目

在完成STM32裸機基礎及LVGL圖形界面編程的學習后，我們可以做一些LVGL物聯網項目練手（基于STM32F407/U575）了。STM32底板上有WiFi模組，資源擴展板上的溫濕度、環境光、火焰、人體紅外、光電開關、電流/電壓采集、健康監測、RS485通訊等豐富的傳感器資源，可以去拓展實戰很多的物聯網項目（智能燈光控制系統、智能大棚溫控系統、火災報警系統），項目的設置、歷史數據查看、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備原理，并積累開發經驗。

硬件平臺實踐

裸機項目實戰階段，初學者可以切換插入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，可以讓便攜產品擁有手機界面的驚艷圖效，非常適合做項目實戰拓展學習用。在STM32多核心開發板的眾多核心里，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(GPIO、SPI、I2C、PWM、A/D)及總線技術(CAN、RS485)。比如基于I2C總線的溫濕度傳感器、環境光感知、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、火焰感知傳感器，基于SPI總線的數碼管驅動電路，基于PWM控制的風扇、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總線電平轉換，基于控制器局域網總線的CAN電平轉換等外設。資源擴展板與STM32多核心開發板配合使用，可拓展多種案例項目。

04 RTOS

• FreeRTOS開發

裸機編程大部分時候夠用，但在系統復雜度提高時，任務管理會變得很麻煩，RTOS就是為了解決這些問題。RTOS也有很多，初學者不用糾結學習哪個，因為RTOS內核原理都是相通的，學會一個，其它的只是API的不同，關鍵在于理解內核組件的使用方式。

這部分我們主要講解FreeRTOS，學習FreeRTOS核心功能，包括任務管理、同步與通信、軟件定時器、中斷管理、內存管理、低功耗模式等。通過STM32CubeMX進行RTOS的配置，先學會使用，再去移植與理解內核實現。

RTOS

RTOS（Real-Time Operating System，實時操作系統）是一種專門為實時應用設計的操作系統，在MCU上的應用十分普遍。在嵌入式系統，特別是需要高可靠性與時間敏感的系統中，如工業控制、航空航天、汽車電子、醫療設備等領域，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多核心開發板提供基于多核心STM32G070、F103、F407、U575的FreeRTOS學習資源，包括開發教程、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的學習后，就可以實戰FreeRTOS項目了。在RTOS項目環節，我們設計了STM32智能小車項目。STM32 智能小車具有多種功能，通過驅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、實際轉速、小車姿態（偏航角、俯仰角、滾轉角）以及測距信息等。其中，標配模式有紅外遙控、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，不僅鞏固了嵌入式系統與RTOS的知識體系，還積累了豐富的項目經驗，為進一步從事物聯網、機器人、自動化等相關領域的技術研發打下堅實基礎。

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，持續更新中，用戶可以根據自己的需要選擇核心板即可。

06 拓展：PCB電路設計

單片機開發中，硬件部分學習也不可忽視。大一些的公司，崗位職責相對明確，但中小型公司，可能需要軟硬件都要懂一些，所以適當掌握一些硬件相關的知識也是非常有益的。

這部分的拓展是為了幫助初學者掌握一定的原理圖和PCB知識，主要學習電路原理圖設計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，對后續的工作也非常有幫助的。

07 STM32多核心開發板

多核心設計，性價比高

采用底板+核心板的分離設計，底板統一，支持STM32G070、F103、F407、U575多核心板，可以通過插拔不同核心板，去實戰不同型號STM32開發，因為底板通用，所以如果想學習多個型號STM32，也不需要重新買整套開發板，只需要買對應的核心板即可。

開發板價格超低，僅173元，而且因為底板通用，所以如果想學習多個型號STM32，也不需要重新買整套開發板，只需要買對應的核心板即可，4個核心板價格合理，多型號 STM32 學習成本非常低。

配套資源豐富

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

區別于單純理論實驗教學，華清遠見STM32通過基礎知識手把手教學，加上豐富項目案例練手，幫助初學者快速上手，非常適合“入門+項目進階”。同時配套綜合項目實戰，包括裸機項目（TouchGFX裸機項目、LVGL裸機項目）、RTOS項目（FreeRTOS項目）等，可以讓學生及時將所學知識應用于實踐當中，既學到了技術，又積累了項目開發經驗，非常適合 STM32入門學習、項目練手、學生畢設、創新競賽、高校教學等場合，而且對于個人求職，豐富簡歷項目經驗，也是極有幫助的。

權威認證 +國賽加持

STM32U5 開發板是中國電子學會“嵌入式系統設計工程師中級認證-裸機編程”的指定硬件平臺，購買 STM32U5認證套餐，完成開發板配套認證課程《基于HAL的STM32U5裸機開發》及《基于 STM32U5的智能手表項目》的學習，考核合格者即可獲得中國電子學會頒發的《嵌入式系統設計工程師-中級（裸機編程）》專業技術證書，可作為專業技術人員考核評價、崗位聘用、職稱評聘和執業注冊的重要依據。

同時華清遠見STM32U5開發板也是2024年嵌入式芯片與系統設計競賽—ST賽道官方推薦的競賽用學習及開發平臺。通過STM32U5開發板的學習，可以幫助學生提升技術能力及項目實戰經驗，從而有效提升競賽作品質量，真正實現“以賽促學、以賽促教”的目的。

后臺私信小雯老師，備注“STM32入門”

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