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本课程属于：034-单片机软件架构 嵌入式基础与RISC-V · 共 10 门相关课程，组合学习更完整。
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单片机软件架构外设驱动框架设计与内存管理优化实战

共计 30 章节
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01
课程导论与开发环境搭建
为什么需要软件架构？MCU开发痛点分… · Keil/IAR/STM32Cube… · 工程模板建立
课程导论开发环境搭建
02
模块化编程思想
.h与.c文件的分工 · 头文件卫士 · 全局变量与静态变量的作用域控制
模块化编程思想h
03
状态机编程基础
有限状态机(FSM)概念 · switch-case实现 · 函数指针表实现
状态机编程基础FSM
04
时间片轮询架构
超级循环的缺陷 · 时间片轮询思想 · 定时器调度器实现
时间片轮询架构超级循环的缺陷
05
外设驱动分层设计
硬件抽象层(HAL) · 驱动层(Driver) · 服务层(Service)三层架构
外设驱动分层设计HAL
06
GPIO驱动框架
GPIO寄存器映射 · 输出/输入/中断模式封装 · 回调函数注册机制
GPIO驱动框架
07
UART驱动框架
环形缓冲区设计 · 中断接收与轮询发送 · DMA传输模式
UART驱动框架
08
SPI驱动框架
主从模式选择 · 时钟极性相位配置 · DMA与中断结合
SPI驱动框架
09
I2C驱动框架
软件模拟I2C与硬件I2C · 超时处理机制 · EEPROM/传感器驱动实例
I2C驱动框架
10
定时器驱动框架
基本定时 · PWM输出 · 输入捕获
定时器驱动框架基本定时
11
ADC驱动框架
单次转换与连续转换 · DMA搬运数据 · 均值滤波与中值滤波实现
ADC驱动框架
12
DMA驱动框架
DMA传输模式选择 · 内存到外设/外设到内存/内存到内存 · 链式传输
DMA驱动框架
13
中断管理设计
中断优先级分组 · 嵌套中断处理 · 临界区保护
断管理设计断优先级分组
14
低功耗管理架构
睡眠/停止/待机模式 · 外设时钟门控 · RTOS Tickless模式
低功耗管理架构睡眠
15
内存管理基础
RAM与Flash布局 · 堆与栈 · 全局区/静态区/代码区
内存管理基础RAM
16
静态内存分配策略
全局数组池 · 静态分配器实现 · 固定大小块分配
静态内存分配策略全局数组池
17
动态内存分配优化
malloc/free的陷阱 · 内存碎片产生原因 · 伙伴算法
动态内存分配优化malloc/free
18
内存池设计
固定大小内存池 · 可变大小内存池 · 线程安全的内存池
内存池设计固定大小内存池
19
环形缓冲区深度解析
读写指针管理 · 满/空判断 · 多生产者多消费者模型
环形缓冲区深度解…读写指针管理
20
链表与队列管理
单向/双向链表 · 空闲链表管理 · 消息队列实现
链表队列管理
21
协议栈缓冲区设计
零拷贝思想 · 共享内存池 · 引用计数
协议栈缓冲区设计零拷贝思想
22
RTOS内存管理
FreeRTOS heap_1到he… · TLSF算法 · 任务栈大小估算
RTOS内存管理
23
Bootloader设计
分区表设计 · 固件校验(CRC/MD5) · 双备份启动
Bootloader设计
24
参数存储管理
EEPROM模拟Flash · 磨损均衡算法 · 掉电保护
参数存储管理EEPROM
25
日志系统设计
分级日志(DEBUG/INFO/ER… · 环形缓冲区日志 · Flash日志存储
日志系统设计DEBUG/INFO/E…
26
错误处理与断言
断言宏设计 · 错误码定义 · 故障记录与恢复
错误处理断言
27
单元测试框架
Ceedling/Unity/CMo… · 模拟外设 · 测试驱动开发(TDD)实践
单元测试框架Ceedling/Uni…
28
代码规范与静态检查
MISRA-C规范 · PC-Lint/Coverity使用 · 代码审查清单
代码规范静态检查
29
性能分析与优化
代码尺寸优化 · 执行速度优化 · 内存占用分析
性能分析优化
30
综合项目实战
智能传感器节点 · 集成所有驱动框架 · 内存优化方案落地
综合项目实战智能传感器节点