0. С чего начать и куда идти

Справочник — не роман: в нём 417 разделов в 27 частях и 25 приложений, и читать его подряд нельзя, да и не нужно. Этот раздел — карта. Здесь сказано, как устроены уровни сложности, какие две платы лежат в основе всех примеров и что купить в первый заход, а дальше — четыре маршрута: с нуля, на средний уровень, в электронику и в сеть. Выберите свой, остальное пусть подождёт. А если справочник открыт впервые и выбирать пока не из чего — сразу раздел 0а: одна дорога из двадцати разделов к первому прибору.

Как это называется в документации

Оригинал	Перевод
getting started	«с чего начать»: вводные документы и первые шаги
development board	отладочная плата
firmware	прошивка
bare metal	«голое железо»: программа без операционной системы
RTOS	операционная система реального времени
breadboard	макетная плата, «макетка»
prerequisite	что нужно знать заранее

0.1 Как устроен справочник: уровни и что пропустить

У каждого раздела в шапке стоит поле уровень — оно и решает, читать раздел сейчас или отложить:

Правило первого чтения простое: идти по маршруту своего уровня и пропускать всё, что уровнем выше. Продвинутый раздел никуда не денется — он станет понятным и нужным, когда упрётесь в то, ради чего он написан.

Второе правило — про буквенные разделы: 2а, 7б, 11а, 132г и им подобные. Это ответвления от родительского номера, углубления в одну тему. При первом чтении пропускаются все: раздел 7 обязателен, разделы 7а–7в ждут, пока прерывания станут привычными.

Внизу каждого раздела есть строка «Дальше:» — это сквозная цепочка через весь справочник, от этого раздела до последнего. Она — для второго прохода или для упрямых; первый проход быстрее и полезнее по маршрутам из 0.3–0.6.

0.2 Две опорные платы и что купить на старт

Все примеры справочника собираются на двух платформах — по их именам подписаны регистровые главы каждого раздела периферии:

Вместо Discovery годится Nucleo-F401RE: тот же Cortex-M4 с FPU, 84 МГц, 512 КБ Flash и 96 КБ ОЗУ, отладчик уже на плате — но нет ЦАП, а светодиод на PA5. Учебный вариант BluePill — NR Blue Kit с готовой обвязкой. Подробный разбор плат, ревизий и подделок — в 2.6 и 2а.

Ещё ближе к BluePill по цене и размеру — BlackPill от WeAct на STM32F411CE или F401CC: тот же Cortex-M4 с FPU, 100 или 84 МГц, 512 или 256 КБ Flash, прошивается по USB заводским загрузчиком без программатора. Нет ЦАП, CAN и Ethernet, светодиод на PC13, кварц 25 МГц. Плата и перенос примеров с Discovery — в 2ж.

Первая покупка — пять строк, всё остальное докупается по мере маршрута:

Осциллограф в этот список не входит: он единственная дорогая вещь в хозяйстве и почти везде без него можно обойтись. Полный список железа под каждый проект — в 38.3.

0.3 Маршрут А: с нуля на BluePill

Уровень маршрута: базовый → средний. Двадцать один шаг; каждый — один раздел. У шага две пометки: что из раздела вынести обязательно и что при первом чтении пропустить. Пропущенное не пропадает — к нему возвращают более поздние разделы.

С шага 9 читать без платы бессмысленно: параллельно собирайте проекты по порядку 38.2 — шаги маршрута идут с ним в одном порядке. Последние проекты того списка (30.8 и 42.5) остаются на потом: они опираются на разделы уровнем выше. Когда встанет — раздел 36 разбирает отказы по симптомам, от «не собирается» до «работает иногда».

0.4 Маршрут Б: средний уровень на F407

Уровень маршрута: средний → продвинутый. Для тех, кто прошёл маршрут А или пришёл с равным опытом — например, с уверенного Arduino с регистрами. Плата — Discovery на F407: здесь появляются FPU, DSP-библиотека и память, в которую FreeRTOS помещается не считая байтов.

После двенадцатого шага естественное продолжение — подпись прошивки (48а) и, если прибор смотрит в сеть, маршрут Г.

0.5 Маршрут В: электроника и аналог

Уровень маршрута: базовый → средний. Прошивка упирается в схему раньше, чем кажется: первый же датчик тянет за собой подтяжки, деление напряжения и шум. Маршрут проходится параллельно любому другому — этапами, каждый этап — несколько разделов подряд:

Первые три этапа стоит пройти не позже середины маршрута А — дальше разделы про датчики (95–104) и внешнюю обвязку будут опираться на них молча.

0.6 Маршрут Г: прибор в сети

Уровень маршрута: средний → продвинутый. Когда прибор работает, его хочется видеть издалека: телеметрия, обновление, приложение. Девять шагов — от устройства сети до своего прибора в ней и приложения к нему; многие шаги — пара разделов:

Если Git ещё не в руках — перед восьмым шагом раздел 109. Фоновые знания о сетях и облаках без привязки к прибору — в 86–91, они базового уровня и читаются в любой момент.

0.7 Справочные разделы: когда что-то не работает

Пять разделов и приложения устроены иначе: их не читают, а открывают.

Приём, который экономит время: встретили в чужом коде или в RM незнакомое слово — идите не в поиск по разделам, а в словарь 40: он собран из врезок «Как это называется в документации» всех разделов и ведёт прямо к нужному месту.

0.8 Обозначения и соглашения в примерах кода

Все примеры справочника подчиняются одним правилам — привыкнув к ним в части I, дальше вы читаете код без пояснений:

static volatile uint32_t g_ticks;                /* меняется в прерывании — volatile */

void SysTick_Handler(void)
{
    g_ticks++;
}

void led_init(void)
{
    RCC->APB2ENR |= RCC_APB2ENR_IOPCEN;          /* такт порта — до обращения к нему */
    GPIOC->CRH = (GPIOC->CRH & ~(0xFu << 20))    /* PC13: очистить поле режима...    */
               | (0x2u << 20);                   /* ...и записать «выход 2 МГц»      */
}

• Типы — из stdint.h: uint32_t, а не int (почему — 3.1). У беззнаковых констант — суффикс u.
• Регистры — через структуры CMSIS: RCC->APB2ENR, GPIOC->CRH. Битовые маски — именами из заголовков ST, где имя есть; голые сдвиги — только с комментарием, какое это поле.
• Общие с прерыванием переменные — volatile и префикс g_ (стиль имён — 3.7).
• Комментарии по-русски и объясняют «зачем», а не пересказывают строку.
• Единицы: КБ = 1024 байта; частоты — МГц и кГц; выводы — именами порта: PC13.

Значки в тексте: ⚠️ — грабли по месту, 🔧 — законченный проект, который собирается на плате (все такие проекты сведены в 38.1). Ссылки вида «(раздел 14)» или «(14.6)» — переходы по справочнику. Врезка ✅ внизу раздела — отчёт, чем проверены его числа и листинги: сборкой, эмулятором, расчётом. Листинг выше, например, собран armclang под Cortex-M3 — см. врезку в конце этого раздела.

0.9 Грабли

Читать подряд, как книгу. На 226 разделах это верный способ бросить на втором десятке. Цепочка «Дальше» — для второго прохода; первый — по маршруту из 0.3–0.6 (0.1).

Сразу продвинутое. Разделы 7а–7в стоят рядом с 7, но написаны для другого читателя. Уровень в шапке раздела — это фильтр: не ваш уровень — смело мимо, дорога туда ещё приведёт (0.1).

Читать без платы. С шага 9 маршрута А текст без железа перестаёт запоминаться: проекты 38.2 — не приложение к чтению, а его половина (0.3).

Пропустить электронику. «Я же программист» кончается на первом датчике: подтяжка, делитель, шум. Первые три этапа маршрута В — не позже середины маршрута А (0.5).

0.10 Итоги

• В справочнике 417 разделов в 27 частях и 25 приложений; уровень в шапке раздела — фильтр первого чтения: базовый → средний → продвинутый, буквенные разделы — углубления на потом.
• Опорных плат две: BluePill (F103C8: Cortex-M3, 72 МГц, 64 КБ Flash, 20 КБ ОЗУ) и Discovery на F407 (Cortex-M4 с FPU, 168 МГц, 1 МБ, 192 КБ); стартовый набор — плата, ST-Link, USB–UART, макетка с мелочью, потенциометр.
• Маршрут А — двадцать один шаг с нуля до очередей FreeRTOS; с девятого шага — только вместе с платой и проектами 38.2.
• Маршрут Б — F407: DMA-потоки, FPU и DSP, ядро всерьёз, отладка, свой загрузчик.
• Маршрут В — электроника от закона Ома до аналогового тракта АЦП; первые этапы нужны раньше, чем кажется.
• Маршрут Г — прибор в сети: от картины IoT до разговора приложения с прибором.
• Справочные разделы и приложения не читают — открывают: 36 при отказе, 38 при выборе проекта, 40 при незнакомом термине.
• Примеры кода — stdint.h, регистры CMSIS, volatile у общих с прерываниями данных; ✅ внизу раздела — чем проверены его числа.

Дальше: раздел 0а «Маршрут новичка: двадцать разделов по порядку» — одна дорога от «ничего не знаю» до термостата на столе: что вынести из каждого раздела и что пока пропустить.