不用 STM32CubeMX，也不用啃寄存器手册。 本教程带你从零把 STM32F103 跑起来 —— 装环境、接线、烧录、排错，再一路做呼吸灯、蜂鸣器、多档位风扇，每一步都可以照着复现。
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一份写给嵌入式新手的 STM32 实践教程，目前包含 4 篇，沿着「数字输出 → PWM → 输入 → 功率驱动」这条最自然的主线往前走。
firmware/ 里还放了一份物联网联调固件（raspberry-control-stm32）：STM32 通过 Serial1 接收 ESP32 经 MQTT 转发的无线指令，直接控制板载 LED，是「树莓派 → ESP32 → STM32」三级控制链路的终端层实现，见 🔗 物联网联调。
STM32CubeMX 的安装包需要登录 ST 账号下载，网络受限时极易卡住，所以本教程改用 Arduino IDE + STM32duino 核心库的路线：不装重型 IDE，Arduino 生态的库即装即用，先把硬件跑通、把信心建立起来。等以后需要寄存器级或 HAL 开发时，再平滑切换到 STM32CubeIDE 也完全来得及。
跟着做完，你会掌握：
- STM32duino 核心包的安装与开发板参数配置，用 ST-Link V2 通过 SWD 接口烧录
- 外部 LED 的接线，以及「高电平点亮 / 低电平点亮」这个经典坑
- PWM 与占空比 —— 用
analogWrite()做呼吸灯、调速电机 - 按键输入：内部上拉、边沿检测、软件消抖
- 有源 / 无源蜂鸣器的区别与驱动方式
- 用 TB6612FNG 驱动直流电机，写一个多档位状态机
- 硬件排错的基本功：短接法查杜邦线、从板载 LED 判断欠压复位、独立供电 + 共地
- 用
Serial1+readStringUntil('\n')和 ESP32 做 UART 联调，接入 MQTT 无线控制链路
| 01 · 点亮外部 LED | 04 · 多档位风扇 |
|---|---|
 |
 |
| 硬件名称 | 数量 | 说明 |
|---|---|---|
| STM32F103 最小系统板 | 1 | C8T6 / RBT6（BluePill 板型） |
| ST-Link V2 仿真器 | 1 | SWD 烧录。 |
| TB6612FNG 电机驱动模块 | 1 | 教程 04 用，双 H 桥 |
| 130 直流电机 + 扇叶 | 1 | 教程 04 用 |
| 有源蜂鸣器模块 | 1 | 教程 03 用（教程用的是 MH-FMD 三针模块） |
| 两脚常开按键 | 1 | 教程 02 / 03 / 04 用，接 INPUT_PULLUP |
| 面包板 | 1 | |
| LED 灯 | 1 | 教程使用绿色 LED，接 PA5 |
| 杜邦线（母对母） | 若干 | |
| 1KΩ 电阻 | 1 | 限流用。 |
| USB Micro 数据线 | 1 | 给开发板供电 |
| 外部 5V 电源（电池盒 / 充电宝） | 1 | 教程 04 用。 |
STM32/
├── README.md ← 你正在读的这份文档
├── LICENSE ← MIT 许可证
├── .gitignore / .gitattributes
├── firmware/ ← 按教程顺序排列的 STM32 sketch
│ ├── Test_LED/ ← 教程 01：外部 LED（PA5）闪烁
│ │ └── Test_LED.ino
│ ├── PWM_LED/ ← 教程 02：PWM 呼吸灯 + 按键开关
│ │ └── PWM_LED.ino
│ ├── Buzzer_test/ ← 教程 03：按键控制有源蜂鸣器
│ │ └── Buzzer_test.ino
│ ├── use_button_control_fan/ ← 教程 04-1：按住按键电机就转（先验证硬件）
│ │ └── use_button_control_fan.ino
│ ├── MultiSpeed_Fan/ ← 教程 04-2：按键循环切换 0~3 档风速
│ │ └── MultiSpeed_Fan.ino
│ └── raspberry-control-stm32/ ← 物联网联调：Serial1 接收 ESP32 指令，控制板载 LED
│ └── raspberry-control-stm32.ino
├── Image_and_video/ ← 接线实拍与演示素材
│ ├── green_led_breadboard.jpg
│ ├── Buzzer_test.jpg
│ └── Fan-control.jpg
└── docs/
├── 01_ENVIRONMENT_AND_BLINK.md ← 教程 01：环境搭建、接线与排错
├── 02_PWM_AND_BREATHING_LED.md ← 教程 02：PWM 调光与呼吸灯
├── 03_BUTTON_AND_BUZZER.md ← 教程 03：按键控制有源蜂鸣器
└── 04_DC_MOTOR_MULTI_SPEED_FAN.md ← 教程 04：TB6612 驱动电机与多档位风扇
下载并安装 Arduino IDE 2.x（1.8.x 同样可用）。
文件 → 首选项 → 「附加开发板管理器网址」填入：
https://github.com/stm32duino/BoardManagerFiles/raw/main/package_stmicroelectronics_index.json
若提示索引更新失败，多半是系统代理的问题 —— 见 常见报错速查。
工具 → 开发板 → 开发板管理器，搜索并安装 STM32 MCU based boards（下载体积较大，请耐心等待）。
安装 STM32CubeProgrammer。Arduino IDE 底层依赖它通过 ST-Link 进行 SWD 烧录。
| 设置项 | 取值 |
|---|---|
| Board | Generic STM32F1 series |
| Board Part Number | BluePill F103C8 |
| U(S)ART support | Enabled (generic 'Serial') |
| Upload method | STM32CubeProgrammer (SWD) |
按下面的表把 ST-Link V2 接到板子上，再把 LED 接到 PA5：
| ST-Link V2 | STM32 引脚 |
|---|---|
| SWDIO | PA13 |
| SWCLK | PA14 |
| GND | GND（必须接） |
| 3.3V | 3.3V（板子已用 USB 供电时可不接） |
然后打开 firmware/Test_LED/Test_LED.ino，点击「上传」。
🎉 LED 开始闪烁，说明整条链路已经通了。
到这里「工具链」就搭好了，后面 02 / 03 / 04 篇可以直接在 Arduino IDE 里换个 sketch 上传，环境不需要再动。
🔍 接线照片、逐项报错排查和原理说明，见 docs/01_ENVIRONMENT_AND_BLINK.md。
当 STM32 从「面包板上的练习」变成「无线控制系统的执行终端」时，它不再靠按键输入，而是通过 Serial1 接收 ESP32 经 UART 转发的指令。
[树莓派 5 · MQTT Broker]
⬆ WiFi / MQTT 主题 pi/to/esp32 → esp32/status
[ESP32 · 无线网关]
⬇ UART 115200, 8N1
[STM32 · 执行终端] firmware/raspberry-control-stm32/
接线（注意 TX / RX 交叉）：
| ESP32 | STM32 | 说明 |
|---|---|---|
D17 (TX2) |
PA10 (RX) |
指令下发 |
D16 (RX2) |
PA9 (TX) |
状态回传 |
GND |
GND |
共地（必须） |
⚠️ ESP32 与 STM32 各自独立供电，请勿把 VCC 直接互连。
跑通步骤：
- 烧录
firmware/raspberry-control-stm32/raspberry-control-stm32.ino到 STM32。 - 按上表接好三根线，ESP32 烧录网关固件 —— 见 esp32 仓库。
- 在树莓派终端下发指令：
mosquitto_pub -h localhost -t "pi/to/esp32" -m "LED_ON" # 点亮 PC13
mosquitto_pub -h localhost -t "pi/to/esp32" -m "LED_OFF" # 熄灭 PC13
mosquitto_sub -h localhost -t "esp32/status" -v # 看回传状态指令对照：
| 指令 | STM32 动作 | 回传 |
|---|---|---|
LED_ON |
PC13 输出 LOW（板载 LED 低电平点亮） |
LED 已打开 |
LED_OFF |
PC13 输出 HIGH |
LED 已关闭 |
⚠️ 换行符约定：STM32 用readStringUntil('\n')解析，所以 ESP32 必须用println()发送；STM32 回传同样用println()，ESP32 才能按行读到。两端成对使用，否则会收到空串。
| 引脚 | 用于 | 用途 | 电平逻辑 |
|---|---|---|---|
PA5 |
01 | 外部 LED | 高电平点亮 |
PA5 |
02 | PWM 调光输出 | analogWrite() 0~255 |
PA5 |
03 | 蜂鸣器模块 I/O |
见 03 篇触发极性说明 |
PA5 |
04 | TB6612 的 PWMA |
analogWrite() 0~255 |
PA1 |
02 / 03 | 按键（INPUT_PULLUP） |
按下 = LOW |
PA2 |
04 | 按键（INPUT_PULLUP） |
按下 = LOW |
PB12 |
04 | TB6612 的 AIN1 |
方向控制 |
PB13 |
04 | TB6612 的 AIN2 |
方向控制 |
⚠️ PA5在 4 篇里接了 4 种不同的外设，换实验时记得同时改接线和代码，别让旧接线留在面包板上。
| 引脚 | 用途 | 说明 |
|---|---|---|
PA13 |
SWDIO | 接 ST-Link 的 SWDIO，烧录用 |
PA14 |
SWCLK | 接 ST-Link 的 SWCLK，烧录用 |
PA9 |
Serial1 TX |
接 ESP32 的 D16 (RX2)，状态回传 |
PA10 |
Serial1 RX |
接 ESP32 的 D17 (TX2)，接收指令 |
PC13 |
板载 LED（红色） | 低电平点亮 |
GND |
共地 | 与 ST-Link、面包板、外部电源都必须连在一起 |
3.3V / 5V |
供电 | 板子已用 USB 供电时可不接 ST-Link 的 3.3V |
⚠️ 最容易踩的坑：板载 LED（PC13）是低电平点亮，外接 LED（PA5）是高电平点亮，换引脚时千万别忘了同步交换digitalWrite的高低电平。
| 报错 / 现象 | 原因 | 解决 |
|---|---|---|
Some indexes could not be updated... read tcp ... wsarecv... |
IDE 走了系统代理，网络受限 | 首选项里改为无代理并重启 IDE；或换清华镜像源 |
No debug probe detected |
STM32CubeProgrammer 后台运行，独占了 ST-Link | 关闭 STM32CubeProgrammer，拔插 ST-Link 后重试上传 |
| 外部 LED 不亮 | 引脚定义成了 PC13，或高低电平逻辑写反 |
改成 #define LED_PIN PA5，外接 LED 需 HIGH 点亮 |
| LED 亮度偏暗 | 未串联限流电阻 | 串上 1KΩ 电阻 |
analogWrite() 只有全亮 / 全灭 |
该引脚不支持硬件 PWM | 换一个支持 PWM 的引脚 |
| 蜂鸣器上电就一直响 | 模块是低电平触发，代码电平写反 | 对调 digitalWrite 的 HIGH / LOW |
| 蜂鸣器声音太小 | 有源蜂鸣器音量由硬件决定；防尘贴纸挡住了发声孔 | 撕掉顶部 REMOVE SEAL AFTER WASHING 贴纸；或改用 5V 供电 |
| 按键怎么按都没反应 | 杜邦线内部断路（外皮完好，肉眼看不出来） | 把按键信号脚直接短接到 GND 测试；换一根线 |
| 电机一转，STM32 就复位（板载红灯闪一下） | USB 供电能力不足（约 500 mA），电机启动浪涌把 5V 拉低 | 给电机接独立 5V 电源，并与 STM32 共地 |
| 电机纹丝不动 | TB6612 的 STBY 没接高电平；或 AIN1/AIN2 都是低 |
STBY 接 3.3V；按真值表给 AIN1/AIN2 一个高一个低 |
完整复盘（含报错原文、排查过程与原理）见各篇文档的「🚧 踩坑与排错」章节。
| 篇 | 内容 | 文档 |
|---|---|---|
| 01 | 环境搭建 · ST-Link SWD 烧录 · 点亮外部 LED | 📄 环境搭建与点亮第一个 LED |
| 02 | PWM 原理 · analogWrite() · 呼吸灯 · 按键开关 |
📄 PWM 调光与呼吸灯 |
| 03 | 有源 / 无源蜂鸣器 · 边沿检测 · 按键开关 | 📄 按键控制有源蜂鸣器 |
| 04 | TB6612FNG · H 桥 · 直流电机 · 多档位状态机 · 供电排错 | 📄 TB6612 驱动直流电机与多档位风扇 |
建议的练习顺序
- 跑通 01，用板载 LED（
PC13）再验证一遍「低电平点亮」 - 调快 / 调慢闪烁频率，理解
delay()的阻塞行为 - 做 02 的呼吸灯，把
delay(5)改成15/2观察速度变化 - 把 02 的按键改成「三个档位亮度循环」
- 做 03 的蜂鸣器开关，再换成无源蜂鸣器用 PWM 奏出音调
- 做 04：先用「按住就转」验证硬件，再实现多档位风扇
- 给 04 的电机加软启动（
analogWrite从 0 缓慢升到目标档位） - 用
millis()替换所有delay()，实现非阻塞的多档位风扇 - 接 14 号（NTC）热敏电阻，让风扇根据温度自动调速
- 打开串口（
Serial.print），把温度、档位打印到电脑上 - 定时器中断与外部中断
- I2C / SPI 外设（OLED、传感器）
- 迁移到 STM32CubeIDE + HAL 库，对比 Arduino 封装与寄存器操作的差异
- 欢迎提交 Issue 反馈问题，或 PR 补充你的踩坑经验 —— 让后面的人少走弯路。
- 本仓库的组织方式参考了 Arduino-Intro。
本项目采用 MIT License，详见 LICENSE。