【新书推荐】嵌入式微控制器原理及设计——基于STM32及Proteus仿真开发

嵌入式微控制器原理及设计

——基于STM32及Proteus仿真开发

(第2版)

电子工业出版社 出版发行

毕盛 汪秀敏 冼进 董敏 编著

内容简介

本书以STM32F103系列微控制器为硬件平台，以Proteus仿真软件为开发环境，系统介绍嵌入式系统原理、接口技术及物联网操作系统应用。主要内容包括：嵌入式系统基本概念、ARMCortex-M3体系结构、硬件最小系统、C语言编程与STM32固件库(STD库、HAL库、LL库)以及基于MDK和VSCode的开发环境搭建。本书详细阐述核心外设原理与应用，涵盖GPIO、中断、串行通信(USART、SPI、12C、RS-485)、定时器、ADC、DMA、CAN 及USB等常用外设。嵌入式操作系统以FreeRTOS为核心，剖析其实时内核的任务管理、同步与通信机制(互斥量、信号量、事件标志组、队列)、中断处理及内存管理，并引入CMSIS-RTOSV2标准接口。最后通过温湿度自动检测与报警系统综合实例，完整展示嵌入式项目开发流程。本书内容由浅入深，理论与实践结合，各章均配有基于Proteus的仿真实例和基于HAL库的代码示例，读者可通过仿真环境直观理解硬件原理，快速上手嵌入式项目开发。

本书可作为高等院校电子信息工程、自动化、计算机科学与技术及电气工程等专业的教材和参考书，也可供相关工程技术人员参考。

作者简介

毕盛，华南理工大学计算机科学与工程学院副教授，一直从事高校嵌入式系统、机器人方向的教学和科研工作，指导学生实践创新活动，发表过论文多篇。嵌入式技术大会专家委员，CCF嵌入式系统专家委员，获教育部-华为“智能基座”优秀教师奖励，教育部-华为“智能基座”栋梁之师，鸿蒙生态高校人才领域优秀教师，华为开发者布道师，华为云开发者专家(HCDE)，发表SCI/EI研究论文40多篇，授权发明专利20多项，主编出版嵌入式和智能系统相关书籍7部，主持和参与完成国家级、省部级和企业30多项研究项目。指导学生参加华为云人工智能大赛和中国机器人大赛等获得冠军成绩，并获“教育部产学合作协同育人项目”优秀项目案例， 广东“金博奖”科普突出贡献奖等奖励。  

前  言

自本书第一版面世以来，嵌入式技术的飞速发展，特别是RISC-V、ARM新内核及FreeRTOS的广泛应用，不仅深刻改变了嵌入式技术的生态格局，也对人才培养提出了更高、更新的要求。为了紧跟技术发展步伐，满足新时代嵌入式人才培养的需求，我们启动了第二版教材的编写工作。本书以意法半导体(ST)公司的STM32F103系列微控制器为硬件平台，以Proteus仿真软件为开发环境，并围绕FreeRTOS实时操作系统展开讲解。

全书内容分为三个主要层次:

(1)在嵌入式系统基础层面，讲解嵌入式系统的基本概念、ARMCortex-M3内核的体系结构、汇编语言、微控制器的硬件最小系统、低功耗模式、启动配置，以及基于寄存器、STD库、HAL库和LL库的软件开发方法。

(2)在微控制器接口技术层面，详细阐述GPIO、中断、串行通信(USART、SPI、PC、RS-485),定时器(通用定时器、高级定时器、SysTick)、ADC、DMA、CAN 及USB等常用外设的工作原理与应用开发。

(3)在嵌入式操作系统层面，以FreeRTOS为核心，系统介绍实时操作系统的任务调度、任务管理、时间管理、同步与通信机制(互斥量、信号量、事件标志组、队列)、中断处理、内存管理等，并引入CMSIS-RTOS V2标准接口。

最后，通过一个温湿度自动检测与报警系统的综合实例(分别采用状态机和FreeRTOS多任务两种设计模式进行实现)，完整展示了嵌入式系统的项目开发流程。

为便于读者更好地理解和实践，本书在介绍各个知识点的同时，提供了大量基于Proteus的仿真实例，并给出了基于HAL库的完整代码示例。

本书主要面向嵌入式系统的初学者和有一定基础的开发者。在编写过程中，我们力求做到内容系统、结构清晰、实例丰富、语言通俗易懂，使读者能够循序渐进地掌握嵌入式系统开发的各项技能。本书由毕盛负责撰写，汪秀敏、冼进和董敏参与了部分内容的编写和校订工作。在本书编写的过程中，感谢Proteus中国代理商风标公司工程师们的支持，同时感谢罗定宇、李岳烁等同学在资料整理、代码测试及书稿校对工作中给予的帮助。

本书提供电子课件、所有实例源代码和习题解答等，读者可登录华信教育资源网免费下载。

由于编著者学术水平有限，书中难免存在疏漏与不足之处，恳请广大读者和专家批评指正。

您的宝贵建议请联系作者。

毕  盛 

2026年4月于广州