本书围绕STM32L431芯片平台、HAL库应用、FreeRTOS及端侧AI应用等内容展开，采用项目化的框架结构，构建了阶梯式实践体系，不仅内容紧跟技术发展趋势，而且偏重实用，有利于读者学习单片机和嵌入式技术。全书共10个项目，每个项目都包含了具体的任务和实践环节。项目一～项目七为STM32裸机开发，项目八为FreeRTOS系统开发，项目九为基于AI的端侧AI应用，项目十为嵌入式系统综合应用。　　本书配套了嵌入式开发板，开发板具有功能丰富、应用性强、可扩展性强的特点，读者能够基于配套的开发板完成书中的实践项目、学习嵌入式技术、参加比赛、开展应用项目探究、开展毕业设计等。　　本书既可作为高校电子信息类、计算机类和自动化类等专业的嵌入式和单片机相关课程的教材，也可作为嵌入式工程师的培训用书，还可以作为相关开发人员的技术参考资料。

在嵌入式技术蓬勃发展的当下，这本教材无疑是学习者与从业者的得力助手。它以 STM32L431 芯片平台为基石，紧跟行业技术趋势，不仅全面涵盖 STM32 基础开发、物联网应用，更深入拓展至 FreeRTOS 与端侧 AI 应用等前沿领域。书中精心构建的阶梯式实践体系，搭配源自实际应用场景的丰富案例，让读者从基础入门逐步迈向精通，切实提升工程实践能力。专业且分工明确的编写团队，确保了内容的quanwei性与准确性；功能强大、应用广泛的配套开发板，为实践学习提供了坚实保障。无论是高校相关专业教学，还是嵌入式工程师培训，亦或是开发人员的技术参考，它都能完美胜任，是嵌入式技术学习路上不可或缺的优质指南。

随着信息技术的快速发展，嵌入式系统作为连接物理世界与数字世界的桥梁，其重要性日益凸显。嵌入式系统的应用场景已经从工业控制、智能家居延伸到物联网、人工智能等前沿领域。为帮助读者系统掌握基于STM32芯片平台的嵌入式开发技术，本书以STM32CubeMX和MDK-ARM为开发工具，结合当前行业技术趋势，设计了项目化的学习路径。本书不仅涵盖STM32基础开发与物联网应用，还深入讲解了FreeRTOS和端侧AI应用等实战内容，通过阶梯式实践体系，可逐步提升读者的工程实践能力。书中案例均源于实际应用场景，兼顾技术深度与项目实用性，旨在让读者既能快速上手，又能理解嵌入式系统的设计思想，为后续深入学习或项目实践奠定扎实基础。　　全书共10个项目，每个项目都包含了具体的任务和实践环节。从初识嵌入式系统到搭建开发环境，再到LED灯及按键控制、数据收发、光照数据采集、定时器与Flash存储器应用、数据显示控制，以及嵌入式操作系统、端侧AI应用和嵌入式系统综合应用等，每个项目都按照先易后难、先基础后提高的顺序组织实践内容，符合初学者的认知规律。　　在内容方面，本书围绕STM32L431芯片平台、HAL库应用、FreeRTOS及端侧AI应用展开，构建了嵌入式技术基础学习框架。采用阶梯式实践+模块化+项目化的方式组织实践教学内容，内容紧跟技术发展趋势，具有高度的实用性。本书内容包含嵌入式前沿技术的应用，如AI智能问答工具的使用、嵌入式设备端侧AI应用案例和智慧农业应用案例等。　　为了能够帮助读者更好地将知识转化为应用实践能力，本书配套了嵌入式开发板，供读者开展项目实践、应用探究和产品开发。开发板具有功能丰富、应用性强、可扩展性强的特点。如需单独购买开发板，请在淘宝中搜索店铺“嵌入式学习之家”进行咨询。　　本书由吴櫂耀、魏杨、严立甫任主编，赖健琼、黄毅、覃国辉、黄小莉任副主编，张加远、郭文静、郭进、陈昌平、陈小宁、赵明参与编写。其中，吴櫂耀负责项目一、项目九、项目十的编写和全书统稿工作，魏杨负责编写项目五与项目七的任务一和任务二，严立甫负责编写项目二与项目七的任务三和任务四，赖健琼负责编写项目三与项目四，黄小莉负责编写项目六与项目八，黄毅负责开发板相关工作，覃国辉负责实践验证，张加远、郭文静、郭进、陈昌平、陈小宁、赵明负责编写本书中涉及的程序代码。　　本书获得了产学合作协同育人项目和西南财经大学天府学院教材建设项目以及绵阳城市学院和广州粤嵌通信科技股份有限公司的支持，在此表示感谢。另外，本书在编写过程中参考和借鉴了大量的相关资料，谨对各位作者表示衷心的感谢。　　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。

吴櫂耀，主持校级及以上教学改革项目3项，发表了教学改革相关论文6篇，申请了软件著作权5项。2020年9月，荣获西南财经大学天府学院“教学新星”；2021年10月，荣获“全国高等院校计算机基础教育研究会2021年度计算机基础教育新星教师奖”；2022年7月，荣获西南财经大学天府学院“优秀班主任”；2024年9月，荣获西南财经大学天府学院“教学名师”。

前言项目一 初识嵌入式系统 1　　任务一 嵌入式系统的定义及发展历程 2　　任务二 嵌入式处理器的概念及特性 4　　任务三 嵌入式开发板的系统架构、特性及使用方法 7　　任务四 嵌入式系统的开发流程 12项目二 搭建开发环境 16　　任务一 安装嵌入式开发软件 16　　任务二 编写嵌入式程序 24项目三 LED灯及按键控制 35　　任务一 GPIO端口的工作原理 36　　任务二 点亮LED灯 44　　任务三 按键控制LED灯 46　　任务四 使用中断方式实现按键控制LED灯 49项目四 基于USART通信的LED灯控制 53　　任务一 USART通信原理 53　　任务二 计算机与开发板的数据收发 64　　任务三 使用定长字符串控制LED灯 69　　任务四 使用不定长字符串控制LED灯 73　　任务五 使用中断方式实现字符串控制LED灯 78　　任务六 使用DMA方式实现字符串控制LED灯 83项目五 ADC与DAC 91　　任务一 ADC理论知识 92　　任务二 ADC应用实例 95　　任务三 DAC理论知识 105　　任务四 DAC应用实例 106项目六 定时器与Flash存储器 113　　任务一 定时器的工作原理 113　　任务二 定时器应用案例 124　　任务三 Flash存储器的工作原理 129　　任务四 Flash存储器应用案例 134项目七 通信接口驱动设计 141　　任务一 I2C通信原理 141　　任务二 I2C应用实例 146　　任务三 SPI和Flash存储器 158　　任务四 基于SPI的W25Q128驱动程序设计 166项目八 嵌入式操作系统 178　　任务一 FreeRTOS移植 178　　任务二 FreeRTOS多任务应用 187　　任务三 FreeRTOS进阶案例 198项目九 嵌入式设备端侧AI应用 208　　任务一 搭建嵌入式AI应用开发环境 209　　任务二 端侧AI应用 212项目十 嵌入式系统综合应用 224　　任务一 需求分析 225　　任务二 系统整体架构设计 226　　任务三 系统硬件设计 227　　任务四 系统软件设计 228　　任务五 系统功能测试 230参考文献 234