STM32是意法半導體（ST）推出的一系列高性能、低功耗的微控制器與微處理器，涵蓋基于ARM Cortex-M和部分集成Cortex-A系列內核（如STM32MP1系列）的32位系統。STM32系列以其廣泛的型號選擇、高性能、低功耗、高集成度以及良好的軟件生態系統而聞名。在芯片領域，尤其在嵌入式系統微控制器市場中，占據著舉足輕重的地位，在工業自動化、消費電子、物聯網（IoT）等多個關鍵領域被廣泛采用。

STM32擁有非常豐富和活躍的生態系統，通過官方網站、論壇、書籍等為開發者提供了大量學習和開發的資源，企業應用廣泛，人才需求前景廣闊，是一個非常值得學習的方向。那初學者該如何快速入門呢？本文主要以華清遠見STM32U5單片機開發板為硬件平臺，講解如何快速入門STM32開發，為初學者提供"零基礎入門->進階提升->項目實戰"完整系統高效的學習路線。

01 STM32單片機開發第一步

選擇什么型號的開發板？

STM32包含眾多型號，包括主流系列MCU、高性能系列MCU、超低功耗系列MCU、無線系列MCU等，每款都有不同的外設及功能，加上嵌入式系統本身的知識面就很廣，初學者容易感到信息量過大，不知道該選擇哪個型號開發板上手學習。

其實完全不需要糾結學F1還是F4或是G0、U5，都可以的，區別只是外設資源多少。初學者只需要掌握 STM32 常用外設使用就可以，真正企業產品開發時，會根據產品功能需求去定芯片選型。初學者也可拓展多型號STM32學習，學習不同Cortex-M核開發，了解多型號STM32芯片的差異及應用場合，而且學會了一個型號，其他型號學起來其實是非?？斓?。

需要什么樣的基礎？

主要就是C語言基礎，包括數據類型、控制結構、函數、指針等，因為STM32編程主要采用C語言。C語言在嵌入式開發中應用的非常多，需要重點打好基礎。

要不要先補一下硬件基礎？

硬件基礎是學習STM32的一個重要環節，不可否認。有硬件基礎當然更好，但實際上，并非一定要嚴格按照傳統學習順序展開，初學者可以直接上手學習STM32，硬件基礎隨用隨學，邊實踐邊拓展知識邊界。比如需要理解ADC如何工作以采集模擬信號時，再深入學習相關的模電知識；當涉及到數字信號處理，如SPI、I2C通訊協議時，再復習數電原理。這樣遇到具體問題再去復習理論知識可以使記憶更深刻，學習更有針對性。

要不要先學習51單片機?

有51單片機基礎當然更好，沒有的話，也不用特意去先學51再學STM32。傳統的學習路徑提倡從基礎的51單片機入手，幫助初學者建立底層原理的理解。51單片機雖作為學習微控制器的基礎教材仍保有一定地位，但是在企業實際應用中的份額已經非常小了。相比之下，STM32憑借先進的架構和豐富的生態系統，早已成為了現代嵌入式開發的優選平臺。

初學者在剛入門時，我們更多的關注是快速入門，關注是興趣學習。底層原理的系統化學習，其實是比較枯燥的。STM32通過STM32CubeMX和HAL庫的開發，就是為了幫助初學者能快速入門，在學習的過程中通過一些小實驗，感受興趣學習的成就感，然后遇到特定技術難點或想要深入了解某項功能的底層實現，再針對性地拓展學習相關原理即可，這樣的興趣+目標導向的學習也更為高效。

如何快速入門STM32？

初學者想要快速入門的話，不需要追求掌握STM32的所有細節，而是應該集中精力學習那些能夠應對大多數應用場景的核心技能。我們經常談到二八法則，就是STM32在實際工作中，大約20%的常用外設的使用在80%的工作場合里，所以建議新手入門先把20%常用外設使用掌握好，然后不斷地在項目實戰中去應用，其他的需要用到的時候再去拓展學習就OK。

02 STM32入門到項目實戰進階之路

STM32單片機學習，推薦“STM32裸機開發--裸機項目實戰--RTOS--物聯網項目實戰”的項目導向式學習路線。先學習STM32裸機開發，然后通過裸機項目實戰去鞏固裸機這塊的學習，然后再上RTOS操作系統，然后再實戰基于RTOS的物聯網綜合項目。通過項目實戰將每個階段的知識點掌握得更扎實，從而實現從STM32入門到項目進階的學習。

（1）STM32裸機開發

? 開發環境搭建及STM32CubeMX使用

安裝和配置STM32CubeMX、Keil MDK、VS Code以及其他工具類軟件，學習如何使用STM32CubeMX生成項目模板，配置時鐘、外設等。并編寫簡單的GPIO控制程序，學習如何下載代碼到開發板，使用調試器進行程序調試。

STM32CubeMX

ST（意法半導體）開發的一款強大的圖形化軟件配置工具，專門用于簡化STM32系列微控制器的項目設置和初始化過程。它允許用戶通過直觀的界面配置芯片的外設、時鐘、中斷、DMA通道等，自動生成對應的C語言初始化代碼。STM32CubeMX顯著減少了手動編寫配置代碼的工作量，提升了開發效率，適配STM32全系列芯片，并兼容多種開發環境，是STM32生態系統中的核心工具之一。

Keil MDK

Keil公司（現為ARM公司的一部分）專為基于ARM Cortex-M、Cortex-R4、ARM7、ARM9系列處理器的微控制器開發設計的一套完整集成開發環境（IDE），集編程、編譯、調試于一體，可以大大提高開發人員的開發效率和代碼質量，廣泛應用于嵌入式系統和微控制器應用開發領域。

? 快速掌握STM32常用外設使用

閱讀官方數據手冊和參考手冊，然后從最基礎的GPIO開始，了解其工作原理并實踐簡單的GPIO控制項目。學習使用STM32CubeMX+HAL（硬件抽象層）實踐外設的控制。掌握常用重要外設的使用，如定時器（Timer）、ADC（模數轉換器）、DAC（數模轉換器）、USART/I2C/SPI（通信接口）、DMA（直接內存訪問）等。通過技術講解與實驗例程相結合的方式，帶領初學者快速邁入STM32開發。

（2）裸機開發項目實戰

?TouchGFX圖形界面開發

掌握使用Stm32CubeMX配置TouchGFX，了解TouchGFX Designer的使用，并深入學習多種傳感器的驅動以及圖形界面GUI應用實踐，為后續綜合項目實戰的圖形用戶界面設計奠定基礎。

TouchGFX

一個高性能的嵌入式圖形庫和軟件框架，專門設計用于在微控制器（特別是STM32系列）上創建具有先進用戶界面（UI）的應用程序。它使得開發者能夠在資源有限的嵌入式系統上實現類似智能手機的圖形界面效果，同時優化CPU負載，充分利用硬件加速功能。

? 基于TouchGFX的智能手表項目

完成裸機基礎學習后，通過項目實戰，真正把技術活學活用，并去積累綜合性的編程經驗與編程思想。我們提供裸機編程項目-智能手表，手把手教學，還原企業真實項目開發。在這個過程中，大概率會有很多問題，比如裸機的任務管理方式、任務的優先級、中斷的優先級等，我們通過將綜合項目demo分成不同部分去講解，讓用戶一步步去完成項目，多去思考學習，當然大悟時，這個項目基本上也就會了，再去做其它的項目時，經驗是通用的。

（3）RTOS內核學習

FreeRTOS開發

裸機編程大部分時候夠用，但在系統復雜度提高時，任務管理會變得很麻煩，RTOS就是為了解決這些問題。RTOS也有很多，初學者不用糾結學習哪個，因為RTOS內核原理都是相通的，學會一個，其它的只是API的不同，關鍵在于理解內核組件的使用方式。這部分我們主要講解FreeRTOS，學習FreeRTOS核心功能，包括任務管理、同步與通信、軟件定時器、中斷管理、內存管理、低功耗模式等。通過STM32CubeMX進行RTOS的配置，先學會使用，再去移植與理解內核實現。

RTOS

RTOS（Real-Time Operating System，實時操作系統）是一種專門為實時應用設計的操作系統，在MCU上的應用十分普遍。在嵌入式系統，特別是需要高可靠性與時間敏感的系統中，如工業控制、航空航天、汽車電子、醫療設備等領域，RTOS的使用非常廣泛。常見的RTOS有FreeRTOS、RT-Thread、LiteOS、VxWorks、μC/OS等。

FreeRTOS

這是一個非常流行的開源RTOS，適用于各種嵌入式平臺，因其輕量級、易于使用和高度可配置而受到廣泛歡迎，能夠在各種微控制器和嵌入式平臺上運行。

（4）物聯網項目實戰

?LVGL圖形界面開發

相對于TouchGFX，LVGL是一個開源的通用圖形界面庫，學習LVGL不僅可以用于STM32還可以用于其他芯片，LVGL在單片機物聯網項目中應用的也比較多。這部分主要講LVGL環境配置，深入學習標簽、按鈕、文本框等基礎控件的創建、配置與使用方法。了解LVGL事件處理機制，實現基本的用戶輸入處理。學習LVGL的布局系統，以及LVGL的樣式和主題系統。后續的物聯網綜合項目，在界面編程環節會使用LVGL。

LVGL

LVGL（Light and Versatile Graphics Library）是一個開源的圖形庫，專為嵌入式系統設計，旨在為這類系統提供現代、美觀且功能豐富的圖形用戶界面（GUI）。

?基于RTOS的物聯網綜合項目

在完成STM32裸機與RTOS的學習后，并掌握了TouchGFX和LVGL圖形界面編程，我們就可以實戰更復雜全面的物聯網綜合項目了。通過資源擴展板上的溫濕度、環境光、火焰、人體紅外、光電開關、電流/電壓采集、健康監測、RS485通訊等，去實戰綜合性的物聯網項目案例，項目的設置、歷史數據查看、遠程升級、云端管理等等，通過這些項目案例，能夠真正理解實際的智能設備原理，并積累開發經驗。

03 入門首選-華清遠見stm32U5開發板

華清遠見STM32U5開發板，是一款STM32入門+項目進階開發板。主控為ST新一代超低功耗MCU旗艦版STM32U5，開發板采用底板+核心板的分離設計，底板統一，支持STM32G0/F1/F4/U5多核心板，可通過插拔進行不同型號STM32學習。

（1）STM32 入門+項目實戰

20年教培行業經驗積累，華清遠見打造了一系列“入門+項目進階開發板”，通過基礎知識手把手教學，加上豐富項目案例練手，幫助初學者快速入門。

項目導向式學習

華清遠見STM32開發板提供項目導向式的學習路線，區別于單純理論實驗教學，而且將基礎理論與項目實戰相結合，在STM32裸機開發及RTOS內核開發的基礎知識學習完成后，都會通過綜合項目實戰的方式，讓學生及時將所學知識應用于實踐當中，既學到了技術，又積累了項目開發經驗，非常適合 STM32 入門學習、項目練手學生畢設、創新競賽、高校教學等場合，而且對于個人求職，豐富簡歷項目經驗，也是極有幫助的。

易于上手的入門學習資源

STM32U5開發板配套了豐富的入門及項目進階學習資料，所有課程均手把手教學，易于上手，帶你快速入門STM32。資料包括開發教程、PPT課件、視頻課程、工具軟件、開發源碼、器件手冊、硬件圖紙等。關注微信公眾號“華清遠見在線實驗室”，回復“6”即可免費領取。同時，還提供售后技術支持QQ群答疑，幫助初學者快速入門。

（2）超高性價比，入門首選

采用底板+核心板的分離設計，底板統一，支持 STM32G0/F1/F4/U5 多核心板。可以通過插拔不同核心板，去實戰不同型號STM32開發，進行M0+、M3、M33、M4等多種Cortex內核學習。開發板價格超低，僅214元，而且因為底板通用，所以如果想學習多個型號STM32，也不需要重新買整套開發板，只需要買對應的核心板即可，4個核心板價格也非常低，多型號 STM32 學習成本非常低。

STM32U5優勢

STM32U5是ST高性能低功耗系列旗艦產品，凝聚ST超低功耗微控制器技術精華，且延續STM32F2/F4/F7高性能系列的應用范圍（M33相對M4性能提高+20%），可謂是低功耗系列和高性能系列的集大成者，也是ST目前重推的芯片。且STM32U5嵌入了ST先進的2.5D圖形加速單元，可以讓便攜產品擁有媲美手機界面的驚艷圖效，非常適合做項目實戰拓展學習用。

（3）權威認證 +國賽加持

STM32U5 開發板是中國電子學會“嵌入式系統設計工程師中級認證”專用硬件平臺，購買 STM32U5認證套餐，完成開發板配套課程《基于HAL的STM32U5裸機開發》及《基于 STM32U5的智能手表項目》的學習，考核合格者即可獲得中國電子學會頒發的《嵌入式系統設計工程師》中級技術等級證書，可作為專業技術人員考核評價、崗位聘用、職稱評聘和執業注冊的重要依據。

同時華清遠見STM32U5開發板也是2024年嵌入式芯片與系統設計競賽—ST賽道官方推薦的競賽用學習及開發平臺。通過STM32U5開發板的學習，可以幫助學生提升技術能力及項目實戰經驗，從而有效提升競賽作品質量，真正實現“以賽促學、以賽促教”的目的。

04 STM32開發人才需求現狀及前景

STM32開發人才需求情況

隨著物聯網、人工智能、工業4.0等趨勢的推動，對具備STM32開發技能人才的需求也在持續增長，崗位涵蓋嵌入式軟件工程師、嵌入式開發工程師、物聯網(IoT)工程師、測試工程師等，涉及工業自動化、消費電子、汽車電子、能源管理、物聯網等多個領域的企業。

STM32開發方向主要包括但不限于以下崗位：

1.嵌入式軟件工程師/開發工程師

這是STM32開發者最常見的崗位之一，主要負責STM32微控制器的軟件開發工作，包括固件設計、編碼、調試和優化。他們還需要編寫驅動程序來控制各種外設，實現產品的功能需求。

2.物聯網(IoT)工程師

在物聯網領域，STM32開發者負責設計和實施基于STM32的智能設備或邊緣計算節點，涉及無線通信（如Wi-Fi、藍牙、LoRa、NB-IoT）的集成，以及與云平臺的數據交換。

3.系統集成工程師

負責軟硬件的集成，確保STM32系統與其他子系統或第三方設備的無縫對接，進行系統級別的測試和優化。

4.測試工程師

專注于STM32系統的測試，包括單元測試、集成測試、性能測試和壓力測試，確保產品達到質量標準。

5.技術支持/售后工程師

為客戶提供基于STM32產品的技術支持，解決客戶在應用、調試或維護中遇到的問題，有時也參與現場技術支持和培訓。

6.產品開發經理/項目經理

雖然這個角色更側重于項目管理和產品規劃，但具有STM32開發背景的人員能更好地理解技術細節，指導開發團隊，制定技術路線圖，確保項目按計劃推進。

7.人工智能(AI)邊緣計算開發者

利用STM32的算力，開發能在本地執行機器學習模型的智能設備。

8.安全工程師

專注于STM32應用的安全性，防止數據泄露和設備被惡意攻擊。

STM32開發的未來趨勢

隨著技術的演進和市場的變化，STM32開發從業人員，作為嵌入式系統開發領域的重要角色，其發展趨勢展現出以下幾點：

1.物聯網技術融合

隨著物聯網（IoT）的快速發展，STM32工程師將越來越多地參與到智能設備、傳感器網絡、遠程監控和數據傳輸等領域的開發中。了解無線通信技術（如Wi-Fi、藍牙、LoRa、NB-IoT）以及云平臺的對接將成為必備技能。

2.低功耗設計能力

在可穿戴設備、遠程監控、能源管理等應用中，低功耗設計變得尤為重要。STM32工程師需要掌握如何利用STM32的低功耗模式，優化代碼和系統設計，以延長電池壽命。

3.安全性增強

隨著物聯網設備的普及，安全威脅日益增加。STM32工程師需要具備網絡安全意識，掌握加密技術、安全協議和硬件安全模塊的使用，以保障設備和數據的安全。

4.人工智能與邊緣計算

隨著AI技術的下沉，STM32工程師將有機會在邊緣計算領域發揮作用，設計能夠進行本地數據處理和決策的智能設備，這要求工程師掌握一定的機器學習基礎和算法優化技巧。

5.跨學科合作

未來的STM32工程師不僅需要精通嵌入式開發，還需要與機械工程師、數據科學家、設計師等跨領域專家緊密合作，共同完成復雜系統的設計與開發。

6.軟件與硬件結合

在某些高級應用中，STM32工程師可能需要具備一定的硬件設計能力，如了解PCB布局、電源管理、傳感器集成等，以實現軟硬件一體化的解決方案。

7.持續教育與學習

技術更新快速，STM32工程師需要不斷跟進最新的微控制器型號、開發工具、編程語言和技術標準，保持學習的熱情和適應能力。。

8.市場增長與就業機會

從市場反饋來看，STM32工程師的就業前景良好，特別是在工業自動化、汽車電子、智能家居等行業。隨著企業數字化轉型和智能化升級，對STM32相關人才的需求預計將持續增長。