本书以产业界主流的微控制器STM32F4为硬件平台，以嵌入式硬件设计和软件设计为主线，按照“最小系统电路设计→开发工具使用→片内外设应用→驱动程序设计→实时操作系统（FreeRTOS）”的路径，分层次、递进式地介绍嵌入式系统的设计方法。

本书选用业界先进的开发工具STM32CubeMX及硬件抽象库（HAL库）进行嵌入式系统开发。STM32CubeMX软件利用图形化界面完成芯片的配置，并配合MDK-ARM等集成开发环境，直接生成应用程序的基本框架，使设计者可以专注于应用层代码的编写。采用库函数的程序开发方式，用户不需对芯片底层的寄存器作过多了解，只需要掌握HAL库提供的接口函数就可以完成应用程序的编写，加快了嵌入式系统的开发效率，降低了学习的门槛。全书共10章，分别是：嵌入式系统概要，STM32微控制器的硬件电路设计，STM32微控制器开发环境的搭建，STM32CubeMX软件的使用，MDK-ARM开发软件的使用，通用输入输出接口，中断系统，定时器，串口通信，FreeRTOS的应用。

本书内容丰富实用，层次清晰，叙述详尽，书中所有例程都是基于意法半导体公司的Nucleo系列开发板，方便教学和自学。本书可作为高等院校电子信息类、自动化类专业的本科生及研究生“嵌入式系统设计”课程的入门教材，以及高职院校和大专院校“嵌入式系统设计”课程的入门教材。

本书对应的慕课课程可在中国大学慕课网上学习，课程名称为“基于STM32CubeMX和HAL驱动库的嵌入式系统设计”。

前辅文
第一章 嵌入式系统概要
  1.1 嵌入式系统的概念及特点
  1.2 嵌入式系统组成
   1.2.1 嵌入式系统硬件
   1.2.2 嵌入式系统软件
  1.3 嵌入式系统软件开发
   1.3.1 编程模式
   1.3.2 程序开发方式
  本章小结
  习题1
第二章 STM32微控制器的硬件电路设计
  2.1 STM32微控制器概述
   2.1.1 产品分类
   2.1.2 STM32F4
  2.2 STM32 Nucleo开发板
   2.2.1 Nucleo开发板概述
   2.2.2 Nucleo-F411RE开发板
   2.2.3 STM32F411芯片引脚介绍
  2.3 Nucleo-F411RE开发板电路原理
   2.3.1 最小系统电路
   2.3.2 外围电路
   2.3.3 ST-Link仿真器电路
   2.3.4 利用板载ST-Link仿真器调试外部MCU
  2.4 自制STM32微控制器应用电路
   2.4.1 核心板设计
   2.4.2 外围电路板设计
  本章小结
  习题2
第三章 ST32微控制器开发环境的搭建
  3.1 STM32Cube生态系统
  3.2 STM32CubeMX的下载及安装
   3.2.1 STM32CubeMX安装软件的下载
   3.2.2 STM32CubeMX的安装
   3.2.3 MCU固件包的安装
   3.2.4 MCU固件包的组成
  3.3 MDK-ARM的下载及安装
   3.3.1 MDK-ARM安装软件的下载
   3.3.2 MDK-ARM的安装
  3.4 ST-Link仿真器驱动安装
  3.5 串口调试软件的下载和安装
  本章小结
  习题3
第四章 STM32CubeMX软件的使用
  4.1 STM32CubeMX使用流程
   4.1.1 目标选择
   4.1.2 引脚分配
   4.1.3 外设配置
   4.1.4 时钟配置
   4.1.5 工程配置
   4.1.6 生成工程
  4.2 程序编写
   4.2.1 工程框架介绍
   4.2.2 添加用户代码
   4.2.3 程序编译及下载
  4.3 串口通信演示程序
  本章小结
  习题4
第五章 MDK-ARM开发软件的使用
  5.1 MDK的使用
   5.1.1 新建工程
   5.1.2 工程配置
   5.1.3 程序编译和下载
   5.1.4 程序调试
  5.2 MDK软件的实用功能
  5.3 MDK的RTE工具与STM32 CubeMX的联合使用
  本章小结
  习题5
第六章 通用输入输出接口（GPIO）
  6.1 GPIO概述
   6.1.1 GPIO功能及特性
   6.1.2 GPIO的电路结构
   6.1.3 GPIO的工作模式
  6.2 基于寄存器方式控制GPIO
   6.2.1 GPIO相关寄存器
   6.2.2 利用指针访问单个寄存器
   6.2.3 利用结构体指针访问寄存器组
  6.3 基于HAL库方式控制GPIO
   6.3.1 GPIO外设的数据类型
   6.3.2 GPIO外设的接口函数
   6.3.3 GPIO外设的接口函数源码分析
   6.3.4 HAL库设计思想
  6.4 任务实践
   6.4.1 基础任务：驱动指示灯
   6.4.2 进阶任务：按键检测
   6.4.3 挑战任务：利用状态机检测按键
   6.4.4 HAL库程序设计总结
  6.5 驱动程序的设计
   6.5.1 驱动程序设计思想
   6.5.2 指示灯BSP的设计
   6.5.3 指示灯BSP的移植和应用
  本章小结
  习题6
第七章 中断系统
  7.1 中断概述
   7.1.1 中断相关概念
   7.1.2 STM32中断系统
  7.2 HAL库的中断处理
   7.2.1 HAL库的中断封装
   7.2.2 外部中断处理流程
  7.3 外部中断的HAL库定义
   7.3.1 外部中断的数据类型
   7.3.2 外部中断的接口函数
  7.4 任务实践
   7.4.1 基础任务：中断方式检测按键
   7.4.2 进阶任务：按键控制指示灯闪烁间隔
  本章小结
  习题7
第八章 定时器
  8.1 定时器概要
   8.1.1 定时器工作原理
   8.1.2 STM32定时器介绍
  8.2 HAL库外设模块设计方法
   8.2.1 外设句柄设计
   8.2.2 外设编程模型
   8.2.3 外设通用接口函数设计
  8.3 定时/计数功能
   8.3.1 时钟源
   8.3.2 时基单元
   8.3.3 外部脉冲计数
   8.3.4 定时/计数功能的数据类型
   8.3.5 定时/计数功能的接口函数
   8.3.6 基础任务：定时闪烁指示灯
   8.3.7 进阶任务：外部脉冲计数
  8.4 PWM输出功能
   8.4.1 捕获/比较通道
   8.4.2 PWM实现原理
   8.4.3 PWM输出功能的数据类型
   8.4.4 PWM输出功能的接口函数
   8.4.5 基础任务：输出PWM信号
   8.4.6 进阶任务：实现呼吸灯
  8.5 输入捕获功能
   8.5.1 输入捕获功能概述
   8.5.2 输入捕获功能的数据类型
   8.5.3 输入捕获功能的接口函数
   8.5.4 挑战任务：信号测量
  本章小结
  习题8
第九章 串口通信
  9.1 串口通信概要
   9.1.1 计算机通信
   9.1.2 串行通信基本概念
   9.1.3 STM32串口通信
  9.2 HAL库外设初始化过程
   9.2.1 串口外设句柄
   9.2.2 串口初始化数据类型
   9.2.3 串口初始化过程
  9.3 轮询方式的串口通信
   9.3.1 轮询方式的接口函数
   9.3.2 基础任务：固定长度的数据收发
   9.3.3 挑战任务：串口重定向
  9.4 中断方式的串口通信
   9.4.1 中断方式的接口函数
   9.4.2 挑战任务：实现简单的通信协议
  9.5 DMA方式的串口通信
   9.5.1 DMA控制器概述
   9.5.2 DMA方式的接口函数
   9.5.3 挑战任务：利用空闲中断和DMA实现不定长数据的接收
  本章小结
  习题9
第十章 FreeRTOS的应用
  10.1 概述
   10.1.1 软件编程模式
   10.1.2 嵌入式操作系统的基本概念
   10.1.3 嵌入式实时操作系统
  10.2 任务管理
   10.2.1 任务划分
   10.2.2 任务函数的结构
   10.2.3 任务优先级设置
   10.2.4 任务管理接口函数
   10.2.5 应用实例：任务创建
  10.3 任务的同步和通信
   10.3.1 信号量
   10.3.2 事件标志组
   10.3.3 线程标志（任务通知）
   10.3.4 互斥量
   10.3.5 消息队列
   10.3.6 软件定时器
  10.4 综合应用：设计电子时钟
  本章小结
  习题10
参考文献