本课程中以计算思维为导向，帮助学习者“把STM32作为一个工具”来学习计算机学科的基础知识，充实实践内容。本课程的所有内容都是围绕着“以STM32单片机为例来讲解微机原理”和“培养底层编程意识和思想”这两个核心目标来进行的。对所有和这两个目标关系并不密切的内容，都进行了舍弃，使学习者可以集中注意力于那些具有普遍意义的计算机知识。

有了目标，如何导航？导航需要地图和指南针。

地图使学习者对嵌入式微机的知识体系有宏观把握，居高临下，不会“不识庐山真面目，只缘身在此山中”。STM32单片机的资源太丰富，工具很完善，这是它占领嵌入式市场的优势，但却使得初学者不知从何入手。尽管ST公司写了厚厚的芯片手册，但却不适合初学者。如果把手册看成一幅真实的地图，初学者需要的是一幅“手绘地图”。大学课堂上的教学和教材应是这样的“手绘地图”，不必所有细节事无巨细(STM32的所有外设不一定都介绍)，但应给出学习的导航路径，提示重点关注的地方，用易于理解的卡通方式进行解释；比例尺(详略)要根据学生的能力及应用选择；知识体系还要全面完整。学完手绘地图，有了初步基础，更重要的是对单片机的认识有了全貌，这样再去看手册，就形成了“良好的学习梯度”，便于初学者拾级而上。

这里的地图也指STM32的整体结构，学习每部分内容要清晰各部分在整体结构中的位置，和其他部分的关系。

指南针指示方向，使学习者洞察重点，突破难点，注重典型性，避免随意性；注重迁移性，避免孤立性。

有了教学目标和顶层设计，本课程特点如下：

(1)定位准确，为STM32入门开发者而写，做到有的放矢；

(2)内容先进，对STM32最新发布的产品有关注，能反映计算机科学技术的新成果，新趋势；内容有坚实的学术研究基础，同时还是教与学切磋相长的荟萃；

(3)取舍合理，做到“该有的有，不该有的没有”，不包罗万象、贪多求全，不直接复制照抄手册；课程内容的基础性与先进性、经典与现代、理论与实践的关系处理得当；课程制作中综合参考了多方面相关资料：STM32官方培训、STM32配套开发板、嵌入式开发工程师公众号及博客，集多家之长，取长补短，更好满足STM32入门者的学习需求。针对上述资料我们并没有“拿来主义”直接使用，教研团队对资料及学生需求进行了充分的对比分析，有针对性地进行了深度二次开发，使课程内容更适合STM32学习者的特点。

(4)体系得当，针对STM32入门者的特点，精心设计教材体系，符合科学发展的规律和教育的认知规律，在理论与实践、基础与新知、知识与技能等方面有恰当合理的布局和设计，同时要注意学科交叉和文理交融；不仅使教材体现科学性和先进性，还要注意循序渐进、降低台阶、分散难点，使学生易于理解；

(5)风格鲜明，要用通俗易懂的方法和语言叙述复杂的概念，善于运用形象思维，深入浅出，引人入胜。

该课程配套教材《STM32嵌入式微控制器快速上手(第2版)》曾荣获2014年中国电子教育学会“全国电子信息类优秀教材”三等奖。据统计，该教材被山东大学、电子科技大学、苏州大学、河北工业大学、东华大学等国内50余所高校选用，截止2021年7月累计重印30次，30100册。

本课程各章节在讲述具体内容时，以我们开发的STM32开发板为硬件教具，每章均会提供一个设计任务实例，以任务为驱动，通过“学中做、做中学”，即DIY（Do It Yourself）和LBD（Learning By Doing）的方式，介绍和讲解所需要用到的新知识、新技能，按照认识论的规律学习和掌握基于ARM Cortex-M3内核的STM32嵌入式微控制器技术及其应用编程，尽量避免纯理论性描述带给读者的枯燥感。有别于数据手册式的讲解，本课程并没有面面俱到地谈及Cortex-M3的技术细节，各个章节也没有繁冗的寄存器说明（参见ST公司网页上的数据手册或本书配套资料），每章例子程序只给出关键代码，完整程序详见教材网盘，这样做的目的旨在突出重点。课程也注意了软硬件的结合，将STM32的内部结构、控制寄存器和库函数对应结构体，还有功能特点和初始化设置等结合起来，揭示软硬件之间的联系，使读者能够对STM32应用“快速上手”。课程不仅仅是教给大家STM32基础知识，更重要的是嵌入式系统的学习方法，启发读者的创意思维，如果一门课只是教会读者课程中的东西，而读者只会用课程中的东西，那是剥夺读者自身创造力的行为，本课程却是力图启发、诱导读者的创造力，授读者以“渔”而非“鱼”，这才是本课程最独特之处。学习具体建议如下：

（1）重视实践。工程师是为了解决问题，这种解决问题能力只有从实践中才能获得。同时，单纯的实践也无法获得真正的能力，关键是如何从实践的经验和体会中，归纳出共性的知识，建立起知识体系，然后再将这些知识重新应用到新的实践中去。这也是当今的大学生要在未来的实际工作（无论是在企业研发还是在高校做研究）中必须采取的学习和工作方法。做到了这一点，才是真正实践了工作导向的哲学理念：实践、归纳、总结和再实践。学好嵌入式系统，实践必不可少，一定要选一块和微处理器型号对应的开发板，创建一个良好的平台和环境，边实践边学习，并尽量弄清内在原理。硬件开发板的价格不要太贵，最好能有自己动手的空间。深入理解STM32的硬件最小系统，对I/O口、串行通信、键盘、LED、LCD、SPI、I2C、PWM、A/D（包括一些传感器）、D/A等逐个实验理解，逐步实践，再通过动手做一个实际的小系统，底层硬件基础就有了。各个硬件模块驱动程序的编写是嵌入式系统的必备基础。大家在编程中主要针对main.c和stm32f10x_it.c两个文件，但是其它定义硬件控制寄存器的文件stm32f10x_map.h、硬件初始化结构体的文件stm32f10x_xxx.h和stm32f10x_xxx.c也要仔细研读，因为它们会加深硬件理解，将软件和硬件联系起来，学习嵌入式系统的初期，这个过程是必须的。把书上的程序例子亲手输入到电脑上实践，一定要多上机操作。程序是抽象的，有时看程序看的懂，但自己去编却不一定能编的出来；而有时候虽然程序没看懂，但如果经常着手去编，就会非常熟悉该程序用的时候应该怎么去处理，时间久了自然就理解了；请把在书中看到的有意义的例子扩充，举一反三；经常回顾自己以前写过的程序，并尝试重写，把自己学到的新知识运用进去，温故而知新，不要觉得自己什么都会了，要保持谦虚的态度；当你写程序写到一半却发现自己用的方法繁琐时，请不要马上停手，请尽快将余下的部分粗略的完成以保证这个设计的完整性，然后分析自己的错误并重新设计和编写；当你遇到问题的时候，请不要马上就像其他的人求教，这样会让你养成依赖性，学会自己去解决问题。独立编程，看到一个编程要求之后，首先要在脑中有一个大体的轮廓，独立构思，不要看参考揭示，只有这样才可以达到真正的训练目的，才可以一步步地把思路培养出来；保存好你写过的所有的程序——那是你最好的积累之一；学习的过程中要经过思考加工去粗取精，抓本质和精华，仔细研读并尝试修改别人的例子代码，真正将新知识在实践中理解后嵌入到自己的知识体系中，转化成自己的能力。本书每个知识点后都对应一个开发板实例，推荐以项目开发的方式进行学习，将学习成果变成自己的作品。

 （2）重视官方文档。学习的时候，关注两个比较重要的文档：《STM32F103xxx 参考手册》和《STM32固件库使用手册》。

阅读《STM32F103xxx参考手册》，一定要注意，不需要全部阅读，但是前几章必须重点读。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，中断和定时器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。如果用到哪个模块，就可以去阅读哪个模块。

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。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1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2章是最关键的，希望大家熟读。第2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2章的基础，我们就可以借助固件库写出自己的代码了。第4章开始之后，都是描述某个模块有什么函数，每个函数如何使用等，可以根据需要来阅读，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。

无论什么时候，官方手册是最好的老师和帮手，千万不要因为它的枯燥乏味而将其束之高阁。使用任何外设前，都必须仔细看参考手册和使用手册。

    （3）重视交流。此处的交流是广义的交流，借鉴别人也是交流。看一些好书，书本通常不会给你带来什么新意，但是巩固和沉淀知识很重要；在网上有个交流平台，或者开博，或者社区交流，把自己解决的问题和经验与他人分享，这样通常会让你个人的研究更具可行性和更深入地被了解；构建或参与技术圈子，一个好的圈子通常会给你带来钻研和共同提高的激情，或者说是一个好的良性竞争环境。

本课程可作为高等本科院校和职业技术学院的计算机、电子信息、自动化、电力电气、电子技术及机电一体化等相关专业的“嵌入式系统原理与应用”、“基于ARM Cortex内核的单片机系统开发”等课程的线上视频课程配套使用，也可以作为工程实训、电子制作与竞赛的参考课程，同时还可以供广大从事自动控制、智能仪器仪表、电力电子、机电一体化等系统开发和设计的工程技术人员、教师或者个人参考自学使用，并可作为ARM相关应用与培训课程。