代码收藏家技术教程 2023-01-26

【入门STM32：有效学习的系统指南】

来自：https://www.zhihu.com/question/46616925

心得：
本人当初学习STM32的时候有一些跟风的因素，自以为学的芯片越多就越厉害 =_=、其实，学习嵌入式重要的是整体的工程思想和项目经验积累，说到底这些芯片，我感觉学习起来都差不多吧，无非就是对内资源（寄存器、中断、定时器、串口等等），和对各种外设的操作而已，挂载的外设越多，系统会越复杂，这时可能会用上操作系统，同时，如果工程中涉及到各种算法、自动控制、采样、滤波等实际问题的时候，不仅会上操作系统，而且还对数学、物理、电路等方面知识要有较强的功底，对编程的能力的要求会更高，此时就要求对STM32的各种资源有比较明晰的了解了。

回到问题，题主问：**如何系统的学习STM32？

**（这个问题，，，讲句实话，以本人的水平，真的不敢强答 =_=，才学有限，仅仅提几点建议吧）

建议： 1、要动手实践，要动手实践，要动手实践！
下面有位答主也提到了，工科类的东西光看是不够的！算法如何实现，自己独立设计再动手去敲一敲就知道了；外设如何驱动，找到芯片手册，照着时序图自己敲一遍；涉及到操作系统部分的内存管理与进程调用，找到源码仔仔细细研读几遍（自己应该写不出吧 =_=），相信你一定会很有收获的，可能我这个方法比较笨，但是确实挺实用的，个人觉得。

**2、准备好资料与开发板

**相信很多人都有这样的意识吧，学一款芯片首先想到的是买一块开发板，对的，没错！巧妇难为无米之炊嘛，这里推荐两本书《C和指针》、《Cortex-M3权威指南》和《STM32库开发实战指南》网上都有PDF版本，结合自己的开发板配套的视频教程（某火的讲的就不错，需要的话私信发给你），先要理解透彻，然后自己独立去敲一敲，触类旁通，例子上给出的都不会很难，知识的拓展很重要，就是举一反三。还有，不懂得话就多去各大论坛大神虚心请教，论坛里有很多经验帖子值得学习。

**3、库开发与寄存器开发？

**现在STM32入门门槛都不高，稍微有点C语言和单片机基础的都能学，有人说：寄存器操作那么复杂难懂，那一堆寄存器名字都记不住，，，那寄存器开发是不是就不重要了？显然不是，我会说大牛与菜鸟的却别就在这儿？尽管我也很菜。。。建议：库开发为主，看寄存器是为了理解实现的原理，所以寄存器部分不能丢了。有余力可以深入学习下，这对M3内核的理解很有帮助，以及后面ARM系列芯片的学习都很有帮助。

**4、多做东西。在实际工程项目中去锻炼能力

**题主才大一，若对这一块感兴趣的话，可要把51单片机的知识深入透彻地学扎实哟，这是基本功。尽量争取加入实验室，跟着学校实验室的老师、学长，学姐，并积极参加校内外组织的各种比赛，如电赛、全国STM32大赛，飞思卡尔智能车，四旋翼等等。一开始不懂没关系，只要他们不嫌弃你，积极好学、不要怕苦！（在实验室里要谦虚、好学、低调啊，切勿装逼！否则被打脸是很惨的，别问我怎么知道的 =_=…），有条件的话，可以组建团体去接外面的项目，当然要经过老师同意，或者代做毕业设计也是条财路【手动斜眼】

**5、勤总结，有整体思想。形成自己的总结文档、代码风格

**可能很多人都没有这个习惯，包括当初本人自己，拿到一个课题或者项目的时候，大概写一下流程，就开干，途中遇到很多问题，程序改了又改，从v1.0改到v10.0都还有BUG，，，究根到底，还是自己学得不够透彻不够扎实，没有一个整体的概念，知识零散杂乱，不成体系。有时候，程序框架、流程都没有错，就因为时钟PLL配置上的冲突，导致一个礼拜BUG找不出来，，，所以，形成良好的编程习惯、勤写注释、善于总结真的很重要！最好能形成文档，这绝对是最好的经验积累形式！

我从事单片机开发多年，用过非常多芯片，有stc、中颖、GD、新唐、BLE、Zigbee、NXP、还有一些国产SOC等等，唯独ST的让我最省心，不管是STM8还是STM32。

省心只要是体现在稳定，只需要按照常规方法配置就不会有乱七八糟奇奇怪怪的问题出现。

之前碰到过最蛋疼的芯片，有些Flash会掉数据，有些串口不稳定，最后还得用程序来规避芯片的不人性化，明明1个小时能搞定的，硬是给这些奇怪的问题拖了几天。

如果说在样品阶段测试出来还好，如果是大批量才慢慢出现这些问题，估计老板撕了你的心都有。

所以在成本要求不是特别苛刻的情况下，我一般都会用ST的。

STM32对刚入门的不是那么友好，但是对有一点开发经验的，还是能大大缩短开发周期的。

那新手要如何去学习STM32呢？无际根据自己的经历总结出最有建设性的学习方法，如果你能适应这种学习方法，1周搞定stm32绝对没问题！

1. 改变思维

当你有系统学习stm32的时候，就注定你会走很多弯路，甚至浪费很多时间最后也学不会。

因为内部结构越复杂的单片机，你学习需要花费的时间就越多。

但是你有没有想过，你学单片机的目的是什么？

肯定不可能只是为了学单片机这么简单对吧？而是通过单片机来做产品，或者说DIY一些有趣的项目。

人的一天真正高效工作学习的时间或许8小时都不到，我们怎么利用好这8个小时直接决定你和别人的差距。

比如说我做一件事，我会拆解完成这件事我要做哪些工作，然后把最核心的环节拿出来优先做，就像做产品，先实现功能再优化细节。

同样的方法用在学习stm32也很合适，stm32在整个产品当中其实只是一个工具而已。

既然是工具，那当然是能用起来就行了，无非就是用芯片的外设而已，你系统的去研究它干嘛？

2. 正确学习姿势

我一直都比较提倡新手从51单片机学起，把精力放在c编程和培养项目思维上，与其有空去深挖单片机，还不如多做几个项目。

我刚开始是使用stc的芯片做过几个项目，然后产品需要接触到stm32。

我先把产品需要用到的单片机外设整理出来，再买一个开发板，然后把我要的外设先在开发板上跑一遍。

同一个例程我会改一些参数，比如说换个引脚、换个定时时间、换个串口，换个ADC通道，DMA通道等等。

大概知道知道怎么配置以后，我就不会再去研究别的功能了，比如内部时钟树架构，USB、CAN、FSMC这些。

照样不影响我把产品做出来，慢慢地我经验也丰富了，对stm32也熟悉了，就是这么自然而然的过程。

3. 最后总结

一个新鲜事物，我认为正确的顺序应该是先用起来，用熟了你再去研究它原理会事半功倍。

不要去学STM32。

我不是说STM32不好，而是这种为了学习单片机而去学习单片机的思路不对。

你问，如何系统地入门学习stm32？

本身就是一个错误的问题。假如你会使用8051 ，会写C语言，那么STM32本身并不需要刻意的学习。

你要考虑的是，我可以用stm32实现什么？

为什么使用stm32而不是8051？是因为51的频率太低，无法满足计算需求？是51的管脚太少，无法满足众多外设的IO？是51的功耗太大，电池挺不住？是51的功能太弱，而你要使用SPI、I2C、ADC、DMA？是51的内存太小而你要存储的东西太多？

当你需要使用stm32某些功能，而51实现不了的时候，那stm32自然不需要学习，你会直接去寻找stm32某方面的使用方法。比如要用spi协议的网卡、要使用串口通信、要使用rtos等等…

关于寄存器vs库

我的观点是：当你debug的时候寄存器很重要，当你需要理解芯片工作细节的时候寄存器很重要，当你开发的时候寄存器不重要。如果你没有遇到非直接配置寄存器不可的情况，那么就不要直接面向寄存器层面开发，因为面向寄存器开发获得的好处往往抵消不掉这样做的坏处。面向寄存器开发程序效率高，但是你需要为了提高0.01%的效率浪费10倍、乃至100倍的时间。既然ST公司已经给你提供了好用的库，没有道理要重新造轮子。

那什么时候必须直接控制寄存器？

第一、某一个代码块调用非常频繁。比如你有一个巨大的for循环，那么这个for循环中的每一步操作都应该被谨慎的优化，优化良好就可以获得更好的性能。这种情况一般常见于图像处理相关的代码中。

第二、库函数有bug。这个遇到的概率非常低，但确实存在。不过一般来说如果mcu表现出预料之外的行为，你首先要想的应该是你的代码写的有bug，而不是库函数有bug。如果库函数真的有bug，你去google搜一下，相信你绝对不是第一个踩坑的人。

对于传统的电子工程师来讲，使用库编程可能会感到有一点虚，感觉没有脚踏实地的感觉。但如果你写过web、写过服务器端代码、写过桌面端代码的话，你就一定会理解API、封装、抽象的意义。

讲一下个人经历，大学学习51的时候无意中发现了stm32的程序，哇，好厉害，好多io，好多寄存器，让后把各个例程都抄了一遍（主要部分），分析一遍功能是如何实现的，分析库函数，找到具体的寄存器实现，与芯片手册一一对应，果然一个不差，从此整个人对嵌入式软件开发感觉就不一样了。

之后买了个开发版，都没怎么用，感觉源码都是现成的，不用跑都知道结果，懒得调了，玩游戏去了。

再之后学了ad软件，学校就教一些基本用法，学的云里雾里，直到毕业找工作，没啥实际经验，碰了几次壁，虚了，毕业设计做个电路板充数吧，翻出以前开发板文件找到了原理图文档，查芯片，阴差阳错在网上找到了stm32元件库文件，一番折腾还真画出了一个stm32f103rbt6系统板，虽然只有最小系统，电源模块和几个接口引出，但经过买元件，投板，焊接，并最终将程序下载成功后，心情还是非常激动的。这也是我硬件开发一个开始。

之后拿着板子招摇撞骗，总结应聘经验，成功混入一家做stm32的初创企业，在这里，我才明白了stm32软件调试的困难所在，不仅仅是外设，而是多个外设共同协调工作，也有诸如lwip，ucos这些大的源码进行分析，想起以前抄程序的自己，咬咬牙，继续一点点进行分析。

再之后，往电子行业深处学习，学习多层板，高速电路的设计，技术看上去高深莫测，但我曾经自己就把stm32整出来了，这些肯定也能行。

现在，还在寻求发展机遇，但我每一份简历的第一句话永远都是：精通stm32单片机开发。

答主在前面的很多关于STM32以及其他单片机相关问题的回答中，更多是根据个人的经历经验给出了抽象的方法论，现在想想可能真的过于抽象和难以理解。正好看到了题主的这个问题，正好那就借助这个机会，也来回顾一下自己是如何开始入手STM32，开发产品的。希望我的经历能够给大家学习STM32有所帮助和启发。

答主从本科开始接触C51单片机开始，算是正式入行了嵌入式MCU开发的道路。参加校级的电子设计大赛，因为赞助的原因，选择了当时新款的**凌阳单片机做了一款智能语音声控门锁。攻读硕士期间，虽然主要的横向项目都是以西门子/欧姆龙PLC+Intouch/组态王+HMI为主，但是依然还是在课余利用TI的MSP430**单片机制作了两款GPS定位和GSM数传产品，并进行了产品化的尝试和探索。毕业加入到华为公司以后，任职嵌入式底软驱动开发工程师。接触了大量的海思自研和各类主流的MCU+SOC芯片，嵌入式Linux能力有了很大的提高。但是没有接触当时最流行的STM32。

后来从另一家外企跳出来和别人自主创业，研发基于STM32的视频处理器。那是我第一次开始真正的接触STM32。所以说STM32完全是靠前期的MCU基础和编程基础，经过项目的历练自学成才的。同时，我也根据自己的STM32学习经历，整理出MCU软件入门过程的思维导图。

答主当时因为已经具备多年的C语言编码经验，也熟悉多款MCU的基本原理。使用全套正点原子的教材和开发板，并结合一本STM32的配套教材及芯片手册（好多页哇）进行了STM32的学习。具体如下图所示：

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STM32库开发实战指南（第2版）：基于STM32F103京东¥71.00去购买

所以前期的MCU的理论基础和KEIL软件的学习使用，进展的很顺利（此处我设定的第一目标是实现最小系统的运行和移植，所以进展很快）。这里对于基础知识，提醒新手朋友们，有一些细节的地方必须弄清楚明白，否则后面使用库函数的时候很容易弄混乱：

STM32的时钟总线，哪些外设都挂接在哪些时钟线上尽量要清楚；
STM32的时钟树结构/分频设置。我承认很难理解，但是多看几遍多画几遍基本都没啥问题。
STM32的GPIO管脚重映射，复用概念必须弄清楚。
STM32的中断分组，分级管理机制。
STM32的最小系统搭建，配置必须明白。最好能实现开发板的自主移植。

当学完了基本的STM32最小系统之后，在完成了原子精英板的移植后，我又将stm32的最小系统在我们的产品验证板进行了移植和运行。从而完全掌握了STM32最小系统和基本STM32代码开发流程（其实主要是STM32库函数的使用）。

虽然刚开始被STM32的时钟树和中断分级分组搞的有点郁闷，但是攻克了最小系统后还是让我有了更大的信心和动力。由于创业嘛，没有时间给你充分学习，我只好发挥硕士搞科研时候的老办法：拿来主义，用到那个外设就马上研究这块，两本书+芯片手册一起入手。这样我基本对同一个外设需要看三遍不同的讲解。IIC（连接视频处理芯片控制用），SPI（外接存储），DMA（视频数据传输），定时器（OSD调整和红外遥控器解码分析），USB驱动…一个一个模块的啃下来，我发现其实STM32真的是一款性价比很高的MCU。另外：此处没有提到ucos，因为在华为的时候就掌握所以ucos的STM32移植和开发并没有耗费太多时间。同时，学完一个部分的基础知识和代码编程，我肯定要在精英板和开发板做两遍实验才叫合格。

所以，从答主个人的经历和快速上手的角度来讲，STM32在学习完最小系统后，最好用到那块学习那块，毕竟知识的记忆都是遵守记忆曲线的。总体来说，我个人的STM32的学习，完全是按照我上面的思维导图。从基础->实践，最好以项目或者开发目标为指引，这样自学起来会更加目标聚焦动力充足。

附上答主当年创业时候呆过的办公位，虽然时隔多年依然深深怀念那个时候的一切。虽然创业失败了，但是至少我们还有很多产品问世。也许他们一文不值却也饱含我们的努力和心血。至少我们曾经都年轻过并为理想奋斗过。

如何系统地入门学习STM32？

假如你会使用8051 ，会写C语言，那么STM32本身并不需要刻意的学习。

你要考虑的是，我可以用STM32实现什么？

为什么使用STM32而不是8051？是因为51的频率太低，无法满足计算需求？是51的管脚太少，无法满足众多外设的IO？是51的功耗太大，电池挺不住？是51的功能太弱，而你要使用SPI、I2C、ADC、DMA？是51的内存太小而你要存储的东西太多？

当你需要使用STM32某些功能，而51实现不了的时候，那STM32自然不需要学习，你会直接去寻找STM32某方面的使用方法。比如要用spi协议的网卡、要使用串口通信、要使用Zrtos等等。

从菜鸟到牛人的学习步骤

我们假定大家已经对STM32的书籍或者文档有一定的理解。如不理解，请立即阅读STM32的文档（在文章底部留言即可送网址），以获取最基本的知识点。

英文好的同学，请不要以为你很牛，可以只看英文文档。毕竟你是中国人，你最熟悉的，理解最好的还是中文。看英文的速度还是比看中文慢一些，我们要的是最短的时间，而不是追求短时间内记住所有细节。当然，如果是一篇论文，建议看英文原版还是有好处的。

STM32处理器进入国内市场时候，ST官方（或者第三方）的推广工作做的非常好。翻译了大量的英文文档，迎合了国内的很多工程师的思维。

学习的时候，关注两个比较重要的文档：《STM32F103xxx参考手册》，《STM32固件库使用手册》（在文章底部留言即可送网址）。这是针对有充足的时间、精力的同学，建议去下载需要查阅的文档，以获取更多信息。

阅读《STM32F103xxx参考手册》，一定要注意，不需要全部阅读——没有时间的。建议选读，但是前几章必读。存储器和总线架构、电源控制、备份寄存器、复位和时钟控制，通用和复用功能I/O，中断和时间等等前几章一定要花时间阅读。

后面章节，讲述的是具体的功能模块设计。如果我们用到哪个模块，就可以去阅读哪个模块。比如在使用AD的时候，就需要去阅读第10章ADC。其他不举例。相信每个初学者都有自己的研究方向和判断。

阅读《STM32固件库使用手册》，主要是为了简化编程。STM32给我们提供了一个非常好的固件函数库，我们只要去调用即可。当然，我们也可以不去碰这些固件库——传说使用它会使得代码效率变低，是有道理的。网络上也出现了很多网友自己写的代码，没有使用带固件库函数。如何取舍，在于您的选择。

这里我主要强调的是，阅读《STM32固件库使用手册》的时候，前面几章也是必须阅读的。比如第一章文档和库规范中的命名规则，编码规则，这些都是需要注意的。第二章是最关键的，希望大家熟读。第二章描述了固件库的架构，我们如何去使用固件库的步骤等。有了第二章的基础，我们就可以借助固件库写出自己的代码了。第四章开始之后，就可以根据大家的需要来阅读。实际上，后续的章节，都是描述某个模块有什么什么函数，每个函数如何使用等。

关于后面的章节，建议对GPIO库函数、中断部分库函数、复位和时钟设置的库函数要比较熟悉，因为平时经常会用到。

以上提到的这两个文档，已经足够您看的了，呵呵。希望您能从中获取大量的STM32基础知识。

设定一个不错的两周入门计划

（1）这里所谓的“入门”，指的是能理解并掌握一些常用的STM32外设，真正想掌握一款处理器，两周根本说明不了什么问题。只能说，你已经有所了解了。但是，这对我们初学者来说已经足够了。

（2）这里所谓的“两周”，根据每个人的时间安排不同而不同。

如果您每天有充足的时间学习，那么可以规定自己尽快地能独立地进行简单的STM32开发。

如果您每天只有业余时间来学习STM32，建议根据您的具体情况安排时间。毕竟计划时间如果安排太紧，反而收不到良好的效果，只能进入恶性循环，这是我们要避免的。

但是建议，不管您有无充足的时间，都必须给自己做一个计划！

我这里列出一个思路，仅供参考

步骤一，安装完STM32学习的软件，比如J-Link、Keil for ARM（MDK）、ISP（如果需要从串口下载的话）。这些软件安装的详细步骤，可以参考我们推出的相应教程进行。

步骤二，挑选部分例程的HEX，比如LED灯的例程HEX文件，下载到芯达STM32开发板中，观察两个LED灯的闪烁情况。这部分的操作，可以参考我们推出的相应的教程进行。

实际上，以上两个步骤，是为了熟悉要使用的工具软件而已。属于找感觉的阶段。其实我们还没开始STM32的学习呢！

步骤三，准备几个常用的文档，比如《STM32的用户手册》，《STM32固件库使用手册》等文档。用于平时查阅。这些文档，在光盘中的芯片手册目录中均可找到。

步骤四，开始查看例程的编写，看看例程是如何写的，自己可否修改下例程，达到自己想要的效果呢？

步骤五，Ucos-II的移植，是否需要试一下？

恭喜你，至此，你已经可以自如进行独立的开发了。最后一步，给自己一个目标（项目），把它实现出来！

再次强调，以上只是一个学习STM32的思路，供大家参考。

下面列出了前面关键的步骤，希望大家能尽快入门。

第1步：熟悉调试软件

对初学者来说，我们至少需要安装两个软件：J-Link驱动软件、MDK（就是原来的Keil）软件。

这两个软件在安装软件的过程可以查看神舟开发板用户手册，这里不再重复，大家可以参考我们推出的教程《如何安装J-Link驱动软件》以及《如何安装MDK（Keil）软件》。如何验证自己已经熟悉调试软件的操作了呢？很简单，神舟STM32开发板光盘里附带了很多HEX格式的文件，可以选择一些HEX文件，来观察运行结果。

该步骤要达到的目标：熟悉调试软件，如烧写HEX出现问题，可简单判别问题所在，并独立解决。

第2步：GPIO编程

这是第一次接触固件库的编程，一定要硬着头皮去了解固件库。建议大家尽量去用固件库。而不是避开固件库自己写代码——这样只能在学习中才会发生。实际的项目中，代码成百上千个，如何一个一个自己写？调用固件库中的函数来完成，才是王者之道。

GPIO本身的编程实际上很简单：

1、设置GPIO口的引脚为输入或者输出模式。我们在进行点灯代码的时候，一般设置为推挽输出模式。

2、操作寄存器，往寄存器里置1或者清零操作——这个步骤，固件库已经提供了专门的GPIO_SetBits函数和GPIO_ResetBits函数，我们只要去调用即可实现对IO口的置1和清零。

3、实现多种花样的LED闪动，使得自己熟悉GPIO的编程过程。

该步骤要达到的目标：熟悉调试软件，如烧写HEX出现问题，可简单判别问题所在，并独立解决。

第3步：开始全新的STM32深入研究

经过以上调试软件的熟悉和GPIO口的编程调试后，相信您已经对STM32有一定的了解。

至少知道如何利用STM32的固件库去写一个代码。在这个阶段，将要接触到串口编程、TFT液晶屏驱动编程、定时器编程、串行外设接口SPI编程、存储器编程、SD卡与文件系统移植、USB读写、UCOS移植等，有精力还可以研究其他外设。

我竟然是受到了邀请，这是怎么回事？荣幸。嘻嘻，既然邀请了我说点了。。。