【入门必看】STM32单片机应该怎么学？零基础小白必备学习指南！-电子发烧友网

STM32是ST推出的多种高性能、低功耗的基于ARM Cortex-M和部分Cortex-A内核的32位微控制器/微处理器，以其广泛的型号选择、高性能、低功耗、高集成度以及良好的软件生态系统而闻名，在嵌入式系统微控制器市场，尤其在工业自动化、消费电子、物联网等关键领域具有重要地位。

STM32生态系统丰富活跃，提供大量学习开发资源，企业应用广泛，人才需求前景广阔，是一个非常值得学习的方向。那初学者该如何快速入门呢？本文主要以华清远见STM32多核心开发板为硬件平台，面向零基础初学者，讲解如何快速入门STM32开发，并提供"裸机编程-图形界面开发-裸机项目-RTOS-RTOS项目-PCB设计"的STM32软硬件全栈工程师学习路线。

01 STM32裸机开发

? 开发环境搭建及STM32CubeMX使用

首先要学习安装和配置STM32CubeMX、Keil MDK、VS Code以及其他工具类软件，学习如何使用STM32CubeMX（可极大提高STM32软件开发效率）生成项目模板，配置时钟、外设等。并编写简单的GPIO控制程序，学习如何下载代码到开发板，使用调试器进行程序调试。

STM32CubeMX

ST（意法半导体）开发的一款强大的图形化软件配置工具，专门用于简化STM32系列微控制器的项目设置和初始化过程。它允许用户通过直观的界面配置芯片的外设、时钟、中断、DMA通道等，自动生成对应的C语言初始化代码。STM32CubeMX显著减少了手动编写配置代码的工作量，提升了开发效率，适配STM32全系列芯片，并兼容多种开发环境，是STM32生态系统中的核心工具之一。

? 快速掌握STM32常用外设使用

阅读官方数据手册和参考手册，然后从最基础的GPIO开始，了解其工作原理并实践简单的GPIO控制项目。学习使用STM32CubeMX+HAL库（ST官方主推）实践外设的控制。掌握常用重要外设的使用，如定时器（Timer）、ADC（模数转换器）、DAC（数模转换器）、USART/I2C/SPI（通信接口）、DMA（直接内存访问）等。还可以针对某个外设，设置多种实验来进行不同场景应用实践。通过技术讲解与实验例程相结合的方式，带领初学者快速迈入STM32开发。

硬件平台实践

在这个阶段，初学者可以选择在底板上插入STM32F103核心板，学习基础的裸机开发。

02 图形界面开发

TouchGFX图形界面开发

掌握使用Stm32CubeMX配置TouchGFX（ST官方提供的图形界面开发工具），了解TouchGFX Designer的使用，并深入学习多种传感器的驱动以及图形界面GUI应用实践，为后续综合项目实战的图形用户界面设计奠定基础。

TouchGFX

一个高性能的嵌入式图形库和软件框架，专门设计用于在微控制器（特别是STM32系列）上创建具有先进用户界面（UI）的应用程序。它使得开发者能够在资源有限的嵌入式系统上实现类似智能手机的图形界面效果，同时优化CPU负载，充分利用硬件加速功能。

LVGL图形界面开发

相对于TouchGFX，LVGL是一个开源的通用图形界面库，学习LVGL不仅可以用于STM32还可以用于其他芯片，LVGL在单片机物联网项目中应用的也比较多。这部分主要讲LVGL环境配置，深入学习标签、按钮、文本框等基础控件的创建、配置与使用方法。了解LVGL事件处理机制，实现基本的用户输入处理。学习LVGL的布局系统，以及LVGL的样式和主题系统。后续的物联网综合项目，在界面编程环节会使用LVGL。

LVGL

LVGL（Light and Versatile Graphics Library）是一个开源的图形库，专为嵌入式系统设计，旨在为这类系统提供现代、美观且功能丰富的图形用户界面（GUI）。

03 裸机项目实战

基于TouchGFX的智能手表项目

在完成裸机基础及TouchGFX图形界面开发的学习后，我们可以通过项目实战，真正把技术学以致用，积累综合性的编程经验与编程思想。我们提供裸机编程-智能手表项目（基于STM32U5），手把手教学，还原企业真实项目开发。

在这个过程中，大概率会有很多问题，比如裸机的任务管理方式、任务的优先级、中断的优先级等，我们通过将综合项目demo分成不同部分去讲解，让用户一步步去完成项目，多去思考学习，当然大悟时，这个项目基本上也就会了，再去做其它的项目时，经验是通用的。

基于LVGL的物联网综合项目

在完成STM32裸机基础及LVGL图形界面编程的学习后，我们可以做一些LVGL物联网项目练手（基于STM32F407/U575）了。STM32底板上有WiFi模组，资源扩展板上的温湿度、环境光、火焰、人体红外、光电开关、电流/电压采集、健康监测、RS485通讯等丰富的传感器资源，可以去拓展实战很多的物联网项目（智能灯光控制系统、智能大棚温控系统、火灾报警系统），项目的设置、历史数据查看、远程升级、云端管理等等，通过这些项目案例，能够真正理解实际的智能设备原理，并积累开发经验。

硬件平台实践

裸机项目实战阶段，初学者可以切换插入STM32U5核心板。主要是因为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、外设丰富度等方面都比STM32F1系列有显著提升，而且STM32U5嵌入了ST先进的2.5D图形加速单元，可以让便携产品拥有手机界面的惊艳图效，非常适合做项目实战拓展学习用。在STM32多核心开发板的众多核心里，STM32U5也是目前我们配套项目案例资源最丰富的一个核心，包括上面讲的所有项目。

资源扩展板

资源扩展板提供板载多种传感器，覆盖了常见的接口技术(GPIO、SPI、I2C、PWM、A/D)及总线技术(CAN、RS485)。比如基于I2C总线的温湿度传感器、环境光感知、心率/脉搏测量，基于A/D接口的电压/电流采集，基于EXTI事件/中断控制类型的人体红外、光电开关、火焰感知传感器，基于SPI总线的数码管驱动电路，基于PWM控制的风扇、蜂鸣器、震动马达，基于GPIO的按键、LED指示灯，基于异步串行通信的485总线电平转换，基于控制器局域网总线的CAN电平转换等外设。资源扩展板与STM32多核心开发板配合使用，可拓展多种案例项目。

04 RTOS

FreeRTOS开发

裸机编程大部分时候够用，但在系统复杂度提高时，任务管理会变得很麻烦，RTOS就是为了解决这些问题。RTOS也有很多，初学者不用纠结学习哪个，因为RTOS内核原理都是相通的，学会一个，其它的只是API的不同，关键在于理解内核组件的使用方式。

这部分我们主要讲解FreeRTOS，学习FreeRTOS核心功能，包括任务管理、同步与通信、软件定时器、中断管理、内存管理、低功耗模式等。通过STM32CubeMX进行RTOS的配置，先学会使用，再去移植与理解内核实现。

RTOS

RTOS（Real-Time Operating System，实时操作系统）是一种专门为实时应用设计的操作系统，在MCU上的应用十分普遍。在嵌入式系统，特别是需要高可靠性与时间敏感的系统中，如工业控制、航空航天、汽车电子、医疗设备等领域，RTOS的使用非常广泛。常见的RTOS有FreeRTOS、RT-Thread、LiteOS、VxWorks、μC/OS等。

FreeRTOS

这是一个非常流行的开源RTOS，适用于各种嵌入式平台，因其轻量级、易于使用和高度可配置而受到广泛欢迎，能够在各种微控制器和嵌入式平台上运行。

硬件平台实践

华清远见STM32多核心开发板提供基于多核心STM32G070、F103、F407、U575的FreeRTOS学习资源，包括开发教程、源码例程、视频课程等。

05 RTOS项目

基于RTOS的智能小车项目

在完成STM32裸机与FreeRTOS的学习后，就可以实战FreeRTOS项目了。在RTOS项目环节，我们设计了STM32智能小车项目。STM32 智能小车具有多种功能，通过驱动板显示屏可展示丰富基本信息，涵盖控制模式、电池电压、工作电流、实际转速、小车姿态（偏航角、俯仰角、滚转角）以及测距信息等。其中，标配模式有红外遥控、手机控制、自由探索、巡线模式；选配模式为语音控制和视觉识别。通过该项目实战，不仅巩固了嵌入式系统与RTOS的知识体系，还积累了丰富的项目经验，为进一步从事物联网、机器人、自动化等相关领域的技术研发打下坚实基础。

硬件平台实践

华清远见STM32智能小车项目，覆盖STM32多型号，提供基于不同核心G070、F103、F407、U575的智能小车项目资源，包括项目文档、项目源码等，持续更新中，用户可以根据自己的需要选择核心板即可。

06 拓展：PCB 电路设计

单片机开发中，硬件部分学习也不可忽视。大一些的公司，岗位职责相对明确，但中小型公司，可能需要软硬件都要懂一些，所以适当掌握一些硬件相关的知识也是非常有益的。

这部分的拓展是为了帮助初学者掌握一定的原理图和PCB知识，主要学习电路原理图设计PCB布局与布线知识，掌握这部分知识可以自己尝试做一个智能手表项目或其他小的项目，对后续的工作也非常有帮助的。

07 STM32多核心开发板

多核心设计，性价比高

采用底板+核心板的分离设计，底板统一，支持STM32G070、F103、F407、U575多核心板，可以通过插拔不同核心板，去实战不同型号STM32开发，因为底板通用，所以如果想学习多个型号STM32，也不需要重新买整套开发板，只需要买对应的核心板即可。

开发板价格超低，仅173元，而且因为底板通用，所以如果想学习多个型号STM32，也不需要重新买整套开发板，只需要买对应的核心板即可，4个核心板价格合理，多型号 STM32 学习成本非常低。

配套资源丰富

STM32多核心开发板配套了丰富的入门及项目进阶学习资料，所有课程均手把手教学，易于上手。资料包括开发教程、PPT课件、视频课程、工具软件、开发源码、器件手册、硬件图纸等。

区别于单纯理论实验教学，华清远见STM32通过基础知识手把手教学，加上丰富项目案例练手，帮助初学者快速上手，非常适合“入门+项目进阶”。同时配套综合项目实战，包括裸机项目（TouchGFX裸机项目、LVGL裸机项目）、RTOS项目（FreeRTOS项目）等，可以让学生及时将所学知识应用于实践当中，既学到了技术，又积累了项目开发经验，非常适合 STM32入门学习、项目练手、学生毕设、创新竞赛、高校教学等场合，而且对于个人求职，丰富简历项目经验，也是极有帮助的。

权威认证 +国赛加持

STM32U5 开发板是中国电子学会“嵌入式系统设计工程师中级认证-裸机编程”的指定硬件平台，购买 STM32U5认证套餐，完成开发板配套认证课程《基于HAL的STM32U5裸机开发》及《基于 STM32U5的智能手表项目》的学习，考核合格者即可获得中国电子学会颁发的《嵌入式系统设计工程师-中级（裸机编程）》专业技术证书，可作为专业技术人员考核评价、岗位聘用、职称评聘和执业注册的重要依据。