STM32单片机学习路线图：循序渐进，掌握核心知识（附学习资源）

# 1. STM32单片机概述

STM32单片机是意法半导体（STMicroelectronics）推出的一系列基于ARM Cortex-M内核的32位微控制器。它具有高性能、低功耗、丰富的片上外设和广泛的应用场景。

STM32单片机广泛应用于工业控制、医疗电子、物联网、消费电子等领域。其强大的处理能力、丰富的片上外设和完善的开发生态系统使其成为嵌入式系统开发的理想选择。

# 2.1 STM32单片机的架构和特性

STM32单片机是意法半导体（STMicroelectronics）公司推出的一系列基于ARM Cortex-M内核的32位微控制器。STM32单片机具有高性能、低功耗、丰富的外设和易于使用的特点，广泛应用于工业控制、消费电子、医疗设备、物联网等领域。

### 2.1.1 ARM Cortex-M内核

ARM Cortex-M内核是ARM公司专为嵌入式应用设计的32位RISC内核。Cortex-M内核具有以下特点：

- **高性能：**Cortex-M内核采用哈佛架构，具有独立的指令和数据存储器，支持流水线执行，性能优异。
- **低功耗：**Cortex-M内核采用节能设计，支持多种低功耗模式，适合于电池供电的应用。
- **丰富的指令集：**Cortex-M内核支持丰富的指令集，包括基本算术指令、逻辑指令、分支指令和浮点指令，满足嵌入式应用的各种需求。

STM32单片机采用Cortex-M内核，既保证了高性能，又满足了低功耗的要求。

### 2.1.2 外设和接口

STM32单片机集成了丰富的片上外设和接口，包括：

- **GPIO：**通用输入输出引脚，用于连接外部设备，如LED、按键、传感器等。
- **定时器：**用于产生定时中断、生成PWM波形和测量时间间隔。
- **ADC：**模数转换器，用于将模拟信号转换为数字信号。
- **DAC：**数模转换器，用于将数字信号转换为模拟信号。
- **USART：**通用异步收发器，用于串口通信。
- **SPI：**串行外围接口，用于高速数据传输。
- **I2C：**两线串行接口，用于连接低速外设，如EEPROM、传感器等。

丰富的片上外设和接口使STM32单片机能够满足各种应用需求，简化系统设计。

# 3. STM32单片机编程基础

### 3.1 C语言基础

#### 3.1.1 数据类型和变量

C语言中提供了丰富的基本数据类型，包括整型（int、short、long）、浮点型（float、double）、字符型（char）和布尔型（bool）。每个数据类型都有其特定的取值范围和存储大小。

变量是用于存储数据的命名内存单元。在使用变量之前，需要对其进行声明并指定其数据类型。变量的声明语法为：

数据类型 变量名;

例如：

int a;
float b;

#### 3.1.2 运算符和表达式

运算符用于对数据进行操作，包括算术运算符（+、-、*、/、%）、关系运算符（==、!=、>、<、>=、<=）、逻辑运算符（&&、||、!）和位运算符（&、|、^、<<、>>）。

表达式由运算符和操作数组成，用于计算结果。表达式的求值遵循一定的优先级规则，可以利用括号改变优先级。

### 3.2 STM32单片机C语言编程

#### 3.2.1 外设寄存器操作

STM32单片机的外设通过寄存器进行控制和配置。寄存器是位于片上存储器中的特定地址，用于存储外设的配置和状态信息。

访问外设寄存器需要使用指针操作，语法为：

外设基地址 + 偏移量

例如，访问GPIOA端口的寄存器：

GPIOA_BASE + GPIO_MODER_OFFSET

#### 3.2.2 中断处理

中断是当发生特定事件时，CPU暂停当前执行任务并跳转到中断服