前言

一、 为什么要写本书

随着物联网、工业自动化、智能硬件等领域的飞速发展，嵌入式技术已成为推动这些领域创新的核心支撑，而STM32系列微控制器凭借其高性能、高集成度、低功耗及丰富的外设资源，成为嵌入式开发领域的主流选择，广泛应用于智能汽车、无人机、工业控制、物联网设备等场景。

嵌入式开发兼具理论性与实践性，然而现有关于STM32的图书常存在两类问题： 一类过于侧重底层寄存器操作，开发者需深入记忆寄存器地址与配置细节，门槛较高，初学者易陷入“重代码、轻原理”的困境； 另一类仅聚焦HAL库工具使用，缺乏对STM32内核架构、总线机制、时钟系统等核心原理的讲解，导致开发者难以应对复杂场景的调试与优化。

本书以STM32F10x系列微控制器为核心，紧扣嵌入式开发“原理+实践”的核心需求，从基础到进阶逐步展开：先讲解ARM CortexM3内核与STM32内部结构，再搭建HAL库开发环境，随后深入GPIO、外部中断、串口通信、DMA、I2C、SPI、定时器、ADC等关键外设的原理与应用，最终通过实践示例打通“理论理解—环境搭建—代码实现—功能调试”的全流程。书中配套详细的硬件电路示意图、STM32CubeMX配置解析及HAL库函数说明，同时提供完整的工程代码与注释，帮助读者既掌握“如何实现”，又理解“为何如此实现”。

二、 内容特色

与同类图书相比，本书具有以下显著特色。

例程实用，解析翔实

嵌入式开发的核心在于“动手实践”。本书基于STM32F103C8T6等主流芯片，设计了16个实践示例，覆盖从基础外设到综合应用的全场景：从GPIO控制LED闪烁、按键输入，到串口通信（轮询/中断）、DMA传输（固定/不定长度数据），再到I2C驱动OLED、SPI读写Flash存储芯片，每个示例均包含“硬件电路设计—STM32CubeMX配置—代码编写—调试验证”的完整流程。代码解析不仅呈现关键函数调用，更深入HAL库底层逻辑（如中断回调机制、DMA传输原理），可帮助读者理解代码背后的硬件交互过程； 书中提供“思考与练习”板块，引导读者拓展开发思路。

原理透彻，兼顾深浅

本书既夯实了底层原理，又降低了开发门槛。开篇从ARM CortexM3内核架构、STM32内部总线（AHB/APB1/APB2）、时钟树设计等基础内容入手，让读者理解“STM32外设如何协同工作”； 讲解外设时，先剖析外设内部结构（如USART的波特率发生器、I2C的仲裁机制），再结合HAL库函数展开应用，避免“知其然，不知其所以然”。例如，讲解DMA时，先说明DMA通道与外设的映射关系、仲裁器优先级规则，再通过串口DMA收发示例，展示如何配置传输方向、地址递增、数据宽度等参数，实现“原理—配置—应用”的层层递进。

工具适配，贴合主流

当前HAL库+STM32CubeMX已成为STM32开发的主流模式，本书全程基于该模式展开： 详细讲解Keil μVision5（社区版）、STM32CubeMX的安装与配置，演示如何通过图形化界面完成时钟配置、GPIO复用、中断使能、DMA通道绑定等操作，自动生成工程代码；同时对比寄存器开发、标准外设库开发与HAL库开发的差异，帮助读者理解不同模式的适用场景，既满足初学者“快速上手”的需求，也为进阶开发者提供技术选型参考。

图文并茂，注重引导

为降低理解门槛，本书配备近50幅硬件电路示意图、内核架构图、时钟树图及时序图（如I2C起始/停止位时序、SPI通信时序），直观呈现STM32的硬件连接与信号交互过程；文字叙述采用“问题引导”风格，例如，讲解GPIO时，先提出“如何通过引脚输出高低电平”，再展开介绍工作模式配置与函数调用。

三、 数字资源说明

 程序代码等资源： 扫描下方“学习资源”二维码下载。

 教学课件、教学大纲、习题解答等资源： 扫描下方“教学资源”二维码下载，或者到清华大学出版社官方网站本书页面下载。

 微课视频（422分钟，34集）： 扫描书中相应章节的二维码在线学习。

学习资源

教学资源

注： 请先扫描封底刮刮卡中的文泉云盘防盗码进行绑定后再获取相应资源。

四、 读者对象

 对嵌入式技术感兴趣，希望入门STM32开发的自学爱好者； 

 电子信息工程、自动化、计算机科学与技术、物联网工程等相关专业的本科生、研究生（可作为课程教材或课程设计参考）； 

 嵌入式开发培训机构学员（适配HAL库+STM32CubeMX的主流教学体系）； 

 从事工业控制、智能硬件、物联网设备开发的工程技术人员（可作为STM32外设应用的参考手册）。

五、 致谢

感谢意法半导体（ST）公司提供的STM32技术文档与固件库资源，为本书的原理讲解与示例设计提供了权威依据；感谢团队成员在本书编写过程中对资料整理、代码调试及校对工作的支持，确保内容的准确性与实用性。

限于编者的技术水平与编写时间，书中难免存在疏漏或表述不当之处，恳请广大读者在使用过程中提出宝贵意见与批评指正，共同完善本书内容。

编者2026年5月