單片機作為微型計算機的一個類別，已經(jīng)深入到各行各業(yè)。然而對于非計算機類專業(yè)工科學生來說，單片機課程一直以難以掌握著稱。這導致了眾多工科專業(yè)雖然亟須使用單片機技術解決其需求，但是畢業(yè)生們卻普遍不具備單片機實踐應用技能。作為一名機電類專業(yè)教師，筆者深感目前市面上缺乏適合初學者入門的單片機教材。傳統(tǒng)單片機教材大都以51單片機為對象，一方面滯后于目前單片機技術的發(fā)展，另一方面又主要以理論講解為主，一般沒有配套開發(fā)板，忽視了對單片機應用技能的介紹。再者，以寄存器操作為基本方法的單片機學習有眾多知識點需要學生機械記憶，這也導致學生們產(chǎn)生畏難情緒。隨著單片機技術的發(fā)展，特別是以STM32為代表的32位單片機的出現(xiàn)，極大豐富了單片機的功能，推動了單片機的廣泛應用。在這種情況下，市面上出現(xiàn)了眾多學習用開發(fā)板。這種學習方式不以教材為核心，而是圍繞開發(fā)板配套文字、視頻教程，極大地推動了單片機的學習，有不少學生沒有在課堂上學會單片機，但是卻通過自學開發(fā)板教程掌握了單片機的應用。然而，筆者注意到，市面上的這些開發(fā)板依然存在一些問題。這些開發(fā)板設計者為了突出功能豐富，所涉及電路較為復雜，同時教程內容繁復、編程語言技巧多，堆砌了不少核心知識相同的學習案例。因此，這種開發(fā)板及教程其實更適合有一定基礎的學習者，對零基礎的學習者并不是太友好。為此，筆者認為有必要編寫一套適合初學者的教程。
為了編寫一套適合初學者掌握單片機應用的教程，筆者專門設計了一套開發(fā)板以配合本教程的教學。學習者可以一邊通過教程學習理論知識，一邊在開發(fā)板上實驗，從而避免只注重理論而不會實際應用的問題。教程配套開發(fā)板的設計理念不在于功能多，而專注于單片機核心知識。對于應用而不是研究單片機架構的學習者來說，學習單片機基本上就是學習單片機各外設模塊的使用。對于絕大多數(shù)單片機工程應用來說，經(jīng)常使用的單片機外設無非是GPIO、中斷、定時器、串口和ADC，因此，本教程配套開發(fā)板只圍繞這些模塊進行設計，不簡單堆砌功能模塊。所謂萬事開頭難，一旦能夠入門，掌握更復雜的知識就會簡單多了。筆者相信，通過基礎外設模塊的學習，學習者將掌握單片機學習的方法，在面向復雜項目時能夠自學掌握沒有學過的單片機知識。
在筆者自學單片機等技術過程中，總結出可以遵循學習改動驗證的學習步驟，通過這種方法可以高效掌握單片機技術。這種方法首先學習已有例程，然后再根據(jù)自己的理解改動例程，以最終效果驗證改動完的程序是否符合自己的理解。本教程也是根據(jù)這個方法來安排編寫的。教程首先提供了一個完整的案例程序，并逐行進行講解，確保學習者理解每一句程序寫法的由來；再者，程序講解之后都安排了修改任務，學習者需要根據(jù)自己的理解修改教程提供的例程，實現(xiàn)修改任務的要求。同時，配套開發(fā)板設計每個模塊的功能電路時，都設計了至少兩路功能電路。教程使用其中一路進行編程并講解原理，而另一路則用于修改任務。這兩路功能電路細節(jié)刻意設計成不一樣的，如果學習者沒有真正理解例程含義，則不能通過簡單照搬例程就完成任務。只要能夠順利完成修改任務的要求，學習者一般也就可以將所學知識應用到實際工程中了。通過這種方式，避免了學習過程中無法很好評估學習效果的問題。
此外，本教程編寫過程中一般很少使用復雜的C語言技巧，甚至盡量避免自行定義宏以免對學習造成困擾。筆者認為，單片機的學習和C語言的學習應該分開考慮，不能過多使用C語言技巧以免增加單片機學習的難度。單片機學習的重點在于各外設模塊的應用，因此關于編程方面的一些問題，建議學習者通過編程語言的學習來解決。本教程各實驗功能緊緊圍繞外設模塊本身的使用，盡力避免要求復雜技巧才能實現(xiàn)的功能。
本教程雖然以STM32單片機作為學習對象，但是相信通過本教程的學習，學習者將會掌握如何查閱資料、理解電路的方法。如此，當學習者面對其他單片機乃至DSP等芯片時也能很快掌握其使用方法。這也是為什么本教程采用標準庫函數(shù)的方式來對STM32單片機編程。雖然STM32單片機的生產(chǎn)廠商意法半導體在推廣基于HAL庫的開發(fā)方式，但HAL庫的開發(fā)方式看似方便，實際上屏蔽了很多中間過程，并且只適用于STM32單片機。而通過標準庫的開發(fā)方式，學習者能夠很快掌握其他類別單片機的使用，包括眾多國產(chǎn)單片機。
在本教程的編寫過程中得到了肖明偉、蘇培強、卓正穎、林帆、陳偉、吳乾新等同學的幫助，在此，對這些同學的辛勤勞動表示感謝！
本書配套開發(fā)板可以通過以下方式獲�。�
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由于筆者水平有限，書中難免存在錯誤和不足之處，懇請各位讀者批評指正。
獻給剛出生的安安，愿你健康、快樂成長！
戴福全