前言

嵌入式系统技术已经成为推动信息技术发展的重要力量，从智能家居到工业自动化，从医疗设备到汽车电子，嵌入式系统无处不在，正深刻地改变着我们的生活和生产方式。ARM CortexM4作为一种高性能、低功耗的微控制器内核，具有丰富的外设接口、较强的实时性、较完备的安全保护功能，在物联网、工业自动化、智能制造、汽车、消费电子等领域得到了广泛应用。因此，掌握ARM CortexM4嵌入式应用技术对于电子工程、物联网工程、自动化、智能制造及相关专业的学生来说至关重要。

本书系统阐述了嵌入式系统的基本概念、原理、发展趋势及典型应用，详述了ARM CortexM4内核的架构和特性，以及通过STM32CubeMX、Keil MDK、Proteus开发STM32F407微控制器的实例。本书不仅涵盖了嵌入式系统的基础理论和核心技术，还通过丰富的实例和实用的开发工具，提供了从理论到实践、从基础到进阶的完整学习路径。

本书强调图形化配置工具STM32CubeMX的应用。STM32CubeMX是ST公司开发的一款嵌入式软件开发工具，提供了图形化的配置界面，可以极大地缩短工程项目配置的时间，降低配置的难度。本书详细介绍了STM32CubeMX的使用方法，并通过实例展示了如何利用STM32CubeMX进行外设配置、引脚配置、时钟设置、代码生成等操作。此外，本书还重点介绍了基于STM32CubeMX的HAL库开发方式，这是当前ST公司主推的开发方式，具有高效、便捷和通用性等优点。

本书引入电子电路仿真软件Proteus。Proteus是一款功能强大的电子电路仿真软件，可以模拟电路的运行情况，有助于在设计阶段发现问题并进行改进。本书将Proteus作为仿真教学与仿真实践的平台，在Proteus中构建了STM32F407芯片模型，并通过实例展示了如何利用Proteus进行电路仿真和调试。通过理论与实践相结合的方式，培养开发者的综合能力，提高解决实际问题的能力。

本书注重理论与实例的结合。阐述了嵌入式系统的基本概念和原理、内核、外设到嵌入式操作系统的理论学习内容，通过STM32CubeMX配置通用输入/输出口、中断、定时器、串行通信、直接存储器存取、模数转换器与数模转换器、嵌入式操作系统，通过Keil MDK编写程序代码，通过Proteus搭建仿真电路验证程序运行结果。实例涵盖了STM32F407的各种外设模块，从LED控制到复杂的嵌入式操作系统，都有详细的讲解和代码实例。通过这些实例的学习，可以逐步掌握STM32F407的开发方法，从而将理论知识应用于实际项目中，提高解决实际问题的能力。

本书由张营担任主编，贾蕊鲜担任副主编，高国民、杨亚磊、田涛、王程程、张晓、宋斌、孙九瑞、巩永光、陈浩、张彪、王振坤参与编写。本书共9章，根据编写分工，张营、贾蕊鲜对全书进行了审核修订，张营编写第1章，杨亚磊编写第2章，张晓编写第3章，田涛编写第4章，王程程编写第5章，贾蕊鲜编写第6章，孙九瑞、宋斌、王振坤编写第7章，巩永光、陈浩、张彪编写第8章，高国民编写第9章。

本书参考了所列参考文献中的部分内容，在此表示感谢。本书的出版得到了清华大学出版社的大力支持，在此表示衷心感谢。本书的出版得到了山东省本科教改项目(M2018X036)、教育部产学合作协同育人项目(22060080529207)的支持，在此一并表示感谢。

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编者2025年5月