一、系列定位与整体规划

在正式开始前，先明确这个系列的核心目标：“用最落地的方式，让你从‘不会’到‘精通’”。整个系列会分为 5 个阶段，循序渐进：

1. 基础入门阶段（第 1-20 篇）：硬件认知、环境搭建、GPIO、时钟、中断等核心基础；
2. 外设实战阶段（第 21-50 篇）：UART、SPI、I2C、ADC、定时器、PWM 等常用外设的原理与实战；
3. 进阶技能阶段（第 51-70 篇）：RTOS（FreeRTOS）、DMA、低功耗、BootLoader 等进阶技术；
4. 综合项目阶段（第 71-90 篇）：温湿度监测、电机控制、物联网网关、小型仪器等完整项目开发；
5. 优化与拓展阶段（第 91-100 篇）：代码优化、调试技巧、STM32F103 与其他芯片的联动（如 ESP8266、OLED）。

每篇文章都会包含 “原理讲解 + 实操步骤 + 代码分析 + 常见问题”，确保你不仅 “会做”，更 “懂为什么这么做”。

二、STM32F103：为什么它是入门首选？

在开始实操前，我们先搞懂：STM32F103 到底是什么？为什么几乎所有嵌入式入门教程都绕不开它？

1. STM32F103 的核心参数

STM32F103 是 ST（意法半导体）推出的基于ARM Cortex-M3 内核的 32 位 MCU，主打 “高性价比” 和 “易上手”，核心参数如下（以最常用的STM32F103C8T6为例）：

• 内核：ARM Cortex-M3，最高主频 72MHz；
• 存储：64KB Flash（程序存储）、20KB RAM（数据临时存储）；
• 引脚：48 脚（LQFP48 封装，面包板可直接焊接）；
• 外设：2 个 UART、2 个 SPI、1 个 I2C、3 个定时器、1 个 ADC（12 位）、37 个 GPIO；
• 供电：2.0V-3.6V（可直接用 USB 5V 转 3.3V 供电）。

2. 为什么选它入门？

• 生态成熟：资料、教程、开源项目多到 “用不完”，遇到问题能快速找到解决方案；
• 成本低：核心板（如 STM32F103C8T6）价格仅 10-20 元，搭配下载器总预算不超过 50 元；
• 难度适中：既比 8 位 MCU（如 51 单片机）功能强，又比高性能 STM32（如 F4、H7 系列）简单，刚好适合入门；
• 应用广：工业控制、智能家居、消费电子等领域都有它的身影，学会后能快速落地项目。

三、学习 STM32F103 的软硬件准备

工欲善其事，必先利其器。这一部分我们直接搞定 “需要买什么” 和 “需要装什么”。

1. 硬件清单（新手入门版）

硬件名称	作用	推荐型号 / 规格	参考价格
STM32F103 核心板	核心运算单元	STM32F103C8T6（48 脚）	10-20 元
ST-Link V2 下载器	给核心板烧录程序 + 调试	原版 / 兼容版均可	15-30 元
LED 灯 + 限流电阻	实操 “点亮 LED” 用	LED（任意颜色）、1kΩ 电阻	5 元（100 个）
杜邦线	连接硬件	公对公、公对母各 10 根	5 元
面包板（可选）	临时搭建电路，避免焊接	400 孔基础款	10 元
万用表（可选）	排查接线、电压问题	基础款数字万用表	30-50 元

注意：新手建议直接买 “STM32F103C8T6+ST-Link” 套装，价格更划算（约 30 元），还会送杜邦线和 LED。

2. 软件安装（官方免费工具）

我们用 ST 官方推荐的STM32CubeIDE（集成开发环境），它包含了 “代码生成 + 编译 + 烧录 + 调试” 全流程，无需额外安装其他工具，对新手最友好。

安装步骤（以 Windows 系统为例）：

1. 下载 STM32CubeIDE进入 ST 官网下载页（点击直达），选择 “Windows” 版本（如stm32cubeide_1.14.0_win64.exe），需要注册 ST 账号（免费）；

2. 安装 STM32CubeIDE双击安装包，一路 “Next”，注意：

   • 安装路径建议默认（或自定义到非 C 盘，如D:\STM32CubeIDE）；
   • 勾选 “Add STM32CubeIDE to PATH”（方便后续调用）；
   • 等待安装完成（约 5-10 分钟，会自动安装 Java 运行环境和驱动）；

3. 安装 ST-Link 驱动连接 ST-Link 到电脑 USB 口，Windows 会自动搜索驱动，若失败：

   • 打开 STM32CubeIDE，点击 “Help”→“Install New Software”；
   • 在 “Work with” 中选择 “STM32CubeIDE Updates”，勾选 “ST-Link Debugger Support”，安装后重启电脑，驱动即可生效。

4. 验证安装打开 STM32CubeIDE，若能正常进入主界面，且连接 ST-Link 后，电脑设备管理器中 “端口” 显示 “ST-Link Debug”，则软件安装成功。

四、实操：点亮你的第一盏 LED（STM32 入门第一步）

学会 “点亮 LED”，相当于嵌入式的 “Hello World”—— 这一步能帮你打通 “写代码→烧录→看到效果” 的全流程，建立第一个成就感。

1. 硬件连接（核心板 + LED + 电阻）

我们用 STM32 的PA5 引脚控制 LED（PA5 是核心板上的常用引脚，也可自选其他 GPIO 引脚），接线方式如下：

• STM32 核心板的3.3V引脚 → 面包板的 “+” 极；
• STM32 核心板的GND引脚 → 面包板的 “-” 极；
• LED 的长脚（正极） → 1kΩ 电阻的一端；
• 1kΩ 电阻的另一端 → STM32 核心板的PA5引脚；
• LED 的短脚（负极） → 面包板的 “-” 极（GND）。

接线图简化：STM32 PA5 → 1kΩ电阻 → LED正极 → LED负极 → GND（若没有面包板，可直接用杜邦线连接：PA5→电阻→LED 正极，LED 负极→GND）

2. 用 STM32CubeIDE 生成代码并修改

STM32CubeIDE 的核心优势是 “图形化配置”—— 通过鼠标点击就能配置引脚和外设，无需手写底层代码，新手也能快速上手。

步骤 1：新建 STM32 工程

1. 打开 STM32CubeIDE，点击 “File”→“New”→“STM32 Project”；
2. 在 “Board Selector” 中，搜索 “STM32F103C8T6”，选择 “STM32F103C8T6”（或对应核心板型号），点击 “Next”；
3. 输入项目名称（如 “LED_Blink”），选择项目保存路径（非中文），点击 “Finish”；
4. 弹出 “Initialize all peripherals with their default Mode?”（是否初始化所有外设为默认模式），选择 “Yes”。

步骤 2：配置 GPIO 引脚（PA5 为输出模式）

1. 进入 “Pinout & Configuration” 界面（左侧菜单栏）；
2. 在右侧 “MCU Pinout” 视图中，找到 “PA5” 引脚，鼠标点击它，在弹出的下拉菜单中选择 “GPIO_Output”（设置为输出模式）；
3. 点击左侧 “Configuration”→“GPIO”→“PA5”，配置引脚参数：
   • GPIO mode：Output Push Pull（推挽输出，可输出高 / 低电平）；
   • GPIO Pull-up/Pull-down：No pull-up and no pull-down（无上下拉，因为 LED 有外部电阻）；
   • Maximum output speed：Low（低速模式，LED 不需要高速切换）；
4. 点击界面上方的 “Generate Code” 按钮（齿轮图标），弹出提示框点击 “Yes”，等待代码生成（约 10 秒）。

步骤 3：修改代码，实现 LED 闪烁

代码生成后，会自动打开main.c文件，我们只需要在main函数的while(1)循环中添加 “点亮 LED→延时→熄灭 LED→延时” 的逻辑。

4. 验证效果

烧录完成后，你会看到 LED 开始每隔 500ms 闪烁一次（亮 500ms，灭 500ms）—— 恭喜你！你已经成功写出了第一份 STM32 程序，完成了入门的第一步。

常见问题排查（若 LED 不亮）：

五、第 1 篇总结与下一篇预告

总结

这一篇我们完成了 3 件核心事：

1. 找到main.c中的main函数，定位到while (1)循环：

   /* USER CODE BEGIN WHILE */
   while (1)
   {
     /* USER CODE END WHILE */
   
     /* USER CODE BEGIN 3 */
     
     // 1. 点亮LED：PA5引脚输出高电平（GPIO_PIN_SET表示高电平）
     HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_5, GPIO_PIN_SET);
     // 2. 延时500ms（HAL库自带延时函数，单位：毫秒）
     HAL_Delay(500);
     // 3. 熄灭LED：PA5引脚输出低电平（GPIO_PIN_RESET表示低电平）
     HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_5, GPIO_PIN_RESET);
     // 4. 延时500ms
     HAL_Delay(500);
     
   }
   /* USER CODE END 3 */

2. 代码解释：

   • HAL_GPIO_WritePin(GPIOx, GPIO_Pin, PinState)：控制 GPIO 引脚电平的函数；
     • GPIOx：引脚所在的 GPIO 端口（如 GPIOA、GPIOB）；
     • GPIO_Pin：引脚编号（如 GPIO_PIN_5）；
     • PinState：电平状态（GPIO_PIN_SET = 高电平，GPIO_PIN_RESET = 低电平）；
   • HAL_Delay(ms)：延时函数，参数为毫秒数（如 500 表示延时 500ms）。

3. 3. 烧录程序到 STM32 核心板

4. 连接硬件：用 ST-Link 的 SWD 接口（4 根线：SWCLK、SWDIO、GND、3.3V）连接 STM32 核心板的 SWD 引脚（核心板上会标注 “SWCLK”“SWDIO”“GND”“3.3V”），然后将 ST-Link 的 USB 口连接电脑；
5. 配置烧录参数：
   • 点击 STM32CubeIDE 上方的 “Run”→“Run Configurations”；
   • 在左侧选择 “STM32 Cortex-M C/C++ Application”，右键选择 “New”；
   • 在 “Main” 标签页，“Application” 选择项目编译后的LED_Blink.elf文件（默认路径：项目文件夹/Debug/LED_Blink.elf）；
   • 在 “Debugger” 标签页，“Debug Probe” 选择 “ST-Link (OpenOCD)”，点击 “Apply”→“Close”；
6. 烧录程序：
   • 点击上方工具栏的 “Run” 按钮（绿色三角形），或按快捷键 “Ctrl+F11”；
   • 此时会显示 “Programming Flash”（烧录进度），约 1-2 秒后显示 “Launching successful”，表示烧录完成。
7. 接线问题：检查 LED 正负极是否接反、PA5 引脚是否接对、GND 是否连通；
8. 电阻问题：确认限流电阻是 1kΩ 左右（若电阻太大，LED 亮度低；若没有电阻，可能烧坏引脚）；
9. 明确了系列规划，知道后续会学什么；
10. 认识了 STM32F103，准备了入门所需的软硬件；
11. 实操点亮了 LED，打通了 “代码→烧录→效果” 的全流程。
12. 烧录问题：检查 ST-Link 是否连接正常、烧录配置是否正确（是否选择了 “ST-Link”）；
13. 代码问题：确认HAL_GPIO_WritePin的参数是否正确（如 GPIOA、GPIO_PIN_5 是否写对）。

14. 下一篇预告

    第 2 篇我们会深入讲解GPIO（通用输入输出口） —— 这是 STM32 最基础也最常用的外设。我们会学习：GPIO 的工作模式（输入 / 输出 / 复用 / 模拟）、上下拉电阻的作用、如何用 GPIO 读取按键状态（输入模式实操），以及 GPIO 的底层寄存器原理（帮你理解 HAL 库背后的逻辑）。

    如果你在实操中遇到任何问题，欢迎在评论区留言，我们一起解决！也别忘了点赞收藏，跟着系列持续学习～

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