本书基于ST公司推出的STM32F103芯片和STM32CubeIDE平台，实现基于HAL/LL库的STM32程序开发。
本书以项目化教学模式编写，每个项目分为若干个任务，每个任务分别基于仿真平台和实物进行开发与调试。
全书分为9章，内容包括进入STM32世界、C语言的高级应用、LED控制设计与实现、数码管显示设计与实现、按键控制设计与实现、STM32定时器应用设计与实现、串行通信设计与实现、数模转换设计与实现、综合实训(显示终端工作原理、PWM控制直流电动机、 STM32单片机超声波测距)，涵盖了嵌入式系统的基本知识和主要应用场景。每章开始设置了知识目标、技能目标、素养目标，结尾不仅设置了练习题，还设置了拓展阅读栏目，拓宽学生视野，增强本书的育人功能。
本书可作为高职院校、独立学院电子信息类专业嵌入式课程的教学用书，也可作为广大智能电子产品制作爱好者的自学用书。

(1) 采用项目引领、任务驱动的模式。将一个项目分为若干个任务,每个任务设置任务目标、任务说明或任务实现等。
(2) 采用企业真实任务,把知识、技能的学习融入任务完成过程中,真正实现做中学,学中做的教学理念。
(3) 每章前面设置素养目标,后面设置拓展阅读,体现文化自信、家国情
怀、职业道德、工匠精神。

STM32单片机于2007年由意法半导体有限公司(ST公司)推出，经过多年的发展，已经成为通用32位MCU（microcontroller unit,微控制器或单片机）市场的领先产品。截至2022年，STM32系列在通用32位MCU市场份额排名第一。

STM32单片机程序目前有STD库、HAL/LL库两种开发方式。STD库是ST公司早期推出的驱动库，开发人员可通过调用驱动库的API函数开发STM32单片机程序。STD库开发方式曾经是主流的STM32单片机程序开发方式，但由于官方后续不再维护更新，STD库无法支持新推出的STM32单片机型号，因此STD库的使用者不断减少。HAL/LL库是继STD库之后，由ST公司推出的新型驱动库，支持全系列STM32单片机产品，并且HAL/LL库直接嵌入了ST公司推出的集成开发环境
（IDE）STM32CubeIDE中，用户可先进行图形化配置生成初始化代码，再完成STM32单片机其他代码的编写。实际上，大量的代码由IDE自动生成，真正实现了编程的半自动化，开发效率得到极大提高。本书采用的是HAL/LL库开发方式。

本书以项目化教学模式编写，每个项目分为若干个任务，每个任务分别基于仿真平台和实物进行开发与调试。仿真平台采用Proteus 8.6及以上版本，Proteus的优势在于方便快捷，在缺乏实验条件的情况下，只需要一台计算机就可完成STM32单片机程序的开发与调试。实物采用百科荣创(北京)科技发展有限公司生产的嵌入式创新实验箱，在真实环境下验证STM32单片机程序的正确性。

本书针对高职院校学生的特点，做到理论知识适用、够用，专业技能实用、管用，密切联系实际，本书的主要特色如下。

(1) 采用项目引领、任务驱动的模式。将一个项目分为若干个任务，每个任务设置任务目标、任务说明或任务实现等。

(2) 采用企业真实任务，把知识、技能的学习融入任务完成过程中，真正实现做中学，学中做的教学理念。

(3) 每章前面设置素养目标，后面设置拓展阅读，体现文化自信、家国情怀、职业道德、工匠精神。

本书由陈明忠任主编，陈妍、陈麒、曾曦琳任副主编。具体编写分工如下： 第1章、第2章和第8章由陈妍编写，第3章至第6章由陈明忠编写，第7章由曾曦琳编写，第9章由陈麒编写。本书由汕头职业技术学院陈明忠教授统阅定稿。在本书的编写和出版过程中得到了汕头职业技术学院、广州华立学院、百科荣创(北京)科技发展有限公司、清华大学出版社各位老师的大力支持，在此一并表示衷心感谢。

由于编者水平所限，书中如有不足之处，敬请使用本书的读者批评指正，以便修订时改进。如您在使用本书的过程中有其他意见或建议，恳请向编者踊跃提出宝贵意见。

编者
2025年1月

本书配套资源

第1章进入STM32世界00

1.1嵌入式系统简介00

1.1.1嵌入式系统的定义00

1.1.2嵌入式系统的组成00

1.1.3嵌入式系统的应用领域00

1.2ARM和STM32单片机00

1.2.1什么是ARM 00

1.2.2什么是STM32单片机00

1.3STM32单片机的引脚和内部结构00

1.3.1引脚结构00

1.3.2单片机最小系统00

1.3.3STM32内部结构00

1.4STM32程序的开发环境安装00

1.4.1图形化配置工具： STM32CubeIDE00

1.4.2Keil MDK开发环境00

1.4.3虚拟仿真工具： Proteus00

1.4.4STM32F103嵌入式实验箱0

1.5Proteus仿真工具的使用0

1.5.1任务目标0

1.5.2任务实现0

练习题0

第2章C语言的高级应用0

2.1与Keil MDK开发有关的重点知识0

2.1.1带符号数的原码、反码、补码0

2.1.2位运算符和位运算0

2.1.3编译预处理0

2.1.4外部变量0

2.2用户自己建立数据类型0

2.2.1使用typedef声明新类型0

2.2.2使用结构体类型0

2.2.3使用枚举类型0

2.3指针认知0

练习题0

第3章LED控制设计与实现0

3.1LED闪烁控制0

3.1.1基于Proteus虚拟仿真的LED闪烁控制0

3.1.2基于STM32F103嵌入式实验箱的LED闪烁控制0

3.2I/O引脚的工作模式0

3.2.1I/O引脚的工作模式类别0

3.2.2基于HAL库的工作模式表示0

3.3LED循环点亮控制0

3.3.1基于HAL库的输入/输出函数0

3.3.2基于Proteus虚拟仿真的LED循环点亮控制0

3.3.3基于STM32F103嵌入式实验箱的LED循环点亮控制0

3.4LED跑马灯控制0

3.4.1基于Proteus虚拟仿真的LED跑马灯控制0

3.4.2基于STM32F103嵌入式实验箱的LED跑马灯控制0

练习题0

第4章数码管显示设计与实现0

4.1数码管静态显示设计与实现0

4.1.1数码管的结构和字形码0

4.1.2基于Proteus虚拟仿真0

4.2数码管动态显示设计与实现0

4.2.1基于Proteus虚拟仿真数码管动态显示0

4.2.2基于STM32F103嵌入式实验箱数码管动态显示0

练习题0

第5章按键控制设计与实现0

5.1按键抖动和消抖0

5.1.1按键抖动0

5.1.2消抖方法0

5.2STM32外部中断0

5.2.1STM32中断及分类0

5.2.2STM32外部中断原理0

5.2.3STM32的中断优先级0

5.2.4基于HAL库的外部中断函数0

5.3中断方式的按键控制0

5.3.1基于Proteus虚拟仿真的中断方式的按键控制0

5.3.2基于STM32F103嵌入式实验箱的中断方式的按键控制0

练习题0

第6章STM32定时器应用设计与实现0

6.1STM32定时器介绍0

6.1.1认识STM32定时器0

6.1.2STM32定时器中与计数相关的寄存器0

6.1.3与计数相关的STM32定时器函数0

6.2LED单灯闪烁之定时器延时(阻塞方式)0

6.2.1定时器的阻塞方式和非阻塞方式0

6.2.2基于Proteus虚拟仿真的LED单灯闪烁控制0

6.3LED循环点亮之定时器延时(中断方式)0

6.3.1与中断相关的STM32定时器函数0

6.3.2基于Proteus虚拟仿真的流水灯控制0

6.3.3基于STM32F103嵌入式实验箱的流水灯控制0

6.4PWM控制呼吸灯0

6.4.1STM32定时器的PWM输出0

6.4.2PWM信号控制呼吸灯0

练习题0

第7章串行通信设计与实现0

7.1STM32的串行通信 0

7.1.1串行通信的基本知识0

7.1.2STM32与PC的串口通信0

7.2USART串口通信设计

7.2.1基于HAL库的串口数据收发函数

7.2.2基于Proteus虚拟仿真的串口通信

7.2.3基于STM32F103嵌入式实验箱的串口通信

7.3基于终端显示的RTC时钟设计

7.3.1RTC基础知识

7.3.2基于Proteus虚拟仿真的RTC实验

7.3.3基于STM32F103嵌入式实验箱的RTC实验

7.4基于IIC总线的OLED液晶屏显示

7.4.1IIC总线

7.4.2OLED12864液晶显示屏

7.4.3基于Proteus虚拟仿真的液晶屏显示

练习题

第8章数模转换设计与实现

8.1SPI总线和DAC芯片简介

8.1.1SPI总线简介

8.1.2DAC模块(MCP4921)简介

8.2DAC数模转换实例

练习题

第9章综合实训

9.1显示终端工作原理

9.1.1LCD12864显示模块

9.1.23.5英寸TFT液晶屏模块

9.2PWM控制直流电动机

9.2.1直流电动机与H桥电路

9.2.2基于Proteus虚拟仿真的直流电动机控制实训

9.2.3基于STM32F103嵌入式实验箱的直流电动机控制实训

9.3STM32单片机超声波测距

9.3.1超声波测距原理

9.3.2超声波测距公式验证

9.3.3基于Proteus虚拟仿真的超声波测距

9.3.4基于STM32F103嵌入式实验箱的超声波测距

练习题

参考文献