前言

在当今科技飞速发展的时代，嵌入式系统作为连接物理世界与数字世界的桥梁，扮演着至关重要的角色。无论是智能家居、工业自动化，还是医疗设备和汽车电子，嵌入式系统的应用无处不在。而在嵌入式系统领域中，STM32系列微控制器以其卓越的性能、广泛的适用性和强大的生态系统，成为众多工程师和电子爱好者的首选平台。STM32系列微控制器由意法半导体(STMicroelectronics)推出，涵盖了从入门级到高性能的各种型号，适用于多种应用场景。尤其是STM32G4系列微控制器，不仅继承了STM32家族的优良传统，还在模拟性能、实时处理能力等方面进行了优化，使其特别适合电机控制、数字电源转换等对精度和速度要求极高的应用场合。

全书分为18章，首先概述STM32系列微控制器的核心特点、主要系列和应用领域，并介绍STM32G4的历史背景与发展、核心优势和应用情况。随后深入探讨STM32G4系列微控制器的架构与外设，包括CPU架构、存储器、通用输入/输出端口、模数转换器、数模转换器等，为读者提供了坚实的基础知识。然后，本书详细介绍软件开发编译流程，开发工具如Keil MDK、STM32CubeMX和STM32CubeIDE的使用方法，以及C语言基础和STM32 HAL库。STM32CubeMX作为STM32Cube工具家族的一部分，提供了一个图形化配置界面，简化了STM32微控制器的初始化和配置过程。它能够自动生成初始化代码，并支持多种开发环境，如IAR Embedded Workbench、MDKARM和STM32CubeIDE。STM32CubeIDE是一个一体化的STM32开发环境，它集成了代码编辑、项目构建、板级烧录和调试等功能，旨在加快应用部署过程。在掌握了这些基础知识后，读者将学习到如何进行GPIO编程与时钟配置、外部中断处理、定时器操作、串行通信(UART、SPI)和直接存储器访问的操作、模拟外设(模数转换器、数模转换器)和内存保护单元(MPU)的使用、电源管理、存储器管理和错误与异常处理等内容。

此外，本书还涉及I2C总线及OLED显示、单总线及温湿度传感器、电机控制等实际应用案例，通过详细的步骤指导和代码实例，帮助读者理解并实践具体的项目开发过程。

为了帮助读者更好地理解和掌握书中所介绍的内容，我们还推荐了几款非常实用的开发工具，包括Keil MDK、STM32CubeMX和STM32CubeIDE等。这些工具不仅能简化代码编写，还能显著提升调试效率，从而让整个开发流程更为顺畅和高效。此外，书中穿插了大量的实例代码并在每章后附有思考题，通过理论与实践相结合的方式，帮助读者在实践中不断巩固所学知识。每个实例都附有详尽的步骤说明和解释，确保初学者也能轻松掌握。

在使用本书时，尽量按照章节顺序进行学习。由于后续章节会基于前面所讲的知识点，因此建议先打牢基础再逐步深入。同时，在学习过程中遇到不明白的地方不要急于求成，可以多查阅相关资料或尝试动手实践，有时候亲手编写一段代码远比单纯阅读更能加深印象。同时，也鼓励读者根据个人兴趣和需求，选择性地阅读相关章节。例如，若读者主要关注电机控制方面，则可以直接跳转至第18章开始学习； 若是对模拟外设有兴趣，则可优先查看第10章和第11章的相关内容。

本书第1~15章由冯新宇编写，第16~18章由衣存宇编写。由于编者水平有限，书中难免存在疏漏和不足之处，恳请读者批评指正！

编者

2026年5月