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SPI协议与外设驱动开发传感器融合实战

共计 30 章节
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01
SPI协议基础
SPI总线概述 · 四线制（SCLK · MOSI
SPI协议基础
02
SPI时序分析
SPI数据传输时序图 · 主从设备通信建立过程 · 时钟极性与相位配置实战
SPI时序分析
03
硬件接口设计
STM32/ESP32的SPI外设框… · GPIO复用功能配置 · SPI引脚电气特性与上拉电阻选择
硬件接口设计STM32/ESP32
04
裸机驱动开发（轮询模式）
寄存器操作基础 · SPI_CR1/CR2/SR/DR寄… · 轮询发送与接收实现
裸机驱动开发轮询模式
05
裸机驱动开发（中断模式）
NVIC中断配置 · SPI中断标志位（TXE/RXNE/… · 中断服务函数编写
裸机驱动开发断模式
06
裸机驱动开发（DMA模式）
DMA控制器原理 · SPI与DMA的联动配置 · 双缓冲传输
DMA裸机驱动开发
07
传感器数据手册阅读
数据手册结构解析 · 寄存器地图（Register Map… · 关键参数（量程
传感器数据手册阅…数据手册结构解析
08
加速度计驱动（ADXL345）
ADXL345特性介绍 · SPI读写寄存器实现 · 初始化配置（量程/输出速率）
ADXL345加速度计驱动
09
陀螺仪驱动（MPU6050）
MPU6050特性介绍 · SPI与I2C双模式选择 · 陀螺仪数据读取
MPU6050陀螺仪驱动
10
磁力计驱动（HMC5883L）
HMC5883L特性介绍 · SPI接口配置 · 磁场数据读取
HMC5883L磁力计驱动
11
气压计驱动（BMP280）
BMP280特性介绍 · SPI与I2C模式切换 · 温度与气压读取
BMP280气压计驱动
12
多传感器数据同步采集
时间戳对齐策略 · 多片选信号控制 · SPI总线分时复用
多传感器数据同步…时间戳对齐策略
13
传感器数据滤波算法
滑动平均滤波 · 中值滤波 · 卡尔曼滤波入门
传感器数据滤波算…滑动平均滤波
14
姿态解算基础
欧拉角与四元数 · 旋转矩阵 · 加速度计计算俯仰/横滚角
姿态解算基础欧拉角
15
Mahony互补滤波算法
算法原理 · 四元数更新 · 误差补偿
Mahony互补滤波算法
16
Madgwick方向余弦算法
算法原理 · 梯度下降法 · 与Mahony算法对比
Madgwick方向余弦算法
17
传感器融合框架设计
传感器融合架构图 · 数据预处理层 · 融合算法层
传感器融合框架设…传感器融合架构图
18
FreeRTOS任务管理
任务创建与删除 · 任务优先级设计 · SPI驱动任务化
FreeRTOS任务管理
19
FreeRTOS同步与通信
队列（Queue）传递传感器数据 · 信号量（Semaphore）同步采集 · 事件组（Event Group）多传…
FreeRTOS同步
20
传感器数据日志系统
环形日志缓冲区 · SD卡SPI写入 · FATFS文件系统移植
传感器数据日志系…环形日志缓冲区
21
上位机通信协议
自定义二进制协议设计 · 帧头/帧尾/校验和 · UART透传SPI数据
上位机通信协议自定义二进制协议…
22
传感器标定与校准
六面校准法（加速度计） · 椭球拟合校准（磁力计） · 温度补偿
传感器标定校准
23
低功耗设计
SPI总线休眠唤醒 · 传感器待机模式切换 · 动态频率调节
低功耗设计SPI
24
故障诊断与异常处理
SPI通信超时检测 · 传感器ID校验 · 数据有效性检查
故障诊断异常处理
25
传感器融合在无人机中的应用
飞控系统架构 · 姿态估计 · 高度融合
传感器融合无人机
26
传感器融合在机器人中的应用
轮式里程计融合 · IMU预积分 · VIO视觉惯性里程计简介
传感器融合机器人
27
传感器融合在可穿戴设备中的应用
步数检测 · 计步算法 · 活动识别
传感器融合可穿戴设备
28
性能优化与调试
SPI时钟频率优化 · DMA传输优化 · 算法定点化
性能优化调试
29
项目实战
九轴姿态传感器模块：硬件选型 · 原理图设计 · 驱动开发
项目实战九轴姿态传感器模…
30
课程总结与进阶方向
知识体系回顾 · 常见面试题解析 · 开源项目推荐（PX4/ArduPil…
课程总结进阶方向