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单片机软件分层任务调度与状态机设计实战

共计 30 章节
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01
课程导学与背景
为什么需要分层架构？单片机软件开发的…
课程导学背景
02
裸机编程的困境
前后台系统（超级循环）的局限性 · 中断与主循环的冲突
裸机编程的困境前后台系统
03
分层架构基础
分层思想（表示层 · 业务层 · 驱动层）
分层架构基础分层思想
04
硬件抽象层（HAL）设计
GPIO · UART · Timer等外设的抽象与封装
HAL硬件抽象层
05
板级支持包（BSP）设计
板级初始化 · 外设映射 · 引脚复用管理
BSP板级支持包
06
任务调度器设计（上）
调度器核心原理 · 任务控制块（TCB）设计
任务调度器设计调度器核心原理
07
任务调度器设计（下）
时间片轮转 · 优先级调度 · 协作式与抢占式
任务调度器设计时间片轮转
08
消息队列与事件驱动
任务间通信机制 · 生产者-消费者模型
消息队列事件驱动
09
软件定时器管理
软定时器实现 · 回调机制 · 与硬件定时器的区别
软件定时器管理软定时器实现
10
状态机基础
有限状态机（FSM）概念 · 状态 · 事件
状态机基础FSM
11
状态机实现方式（一）
switch-case实现 · 优缺点分析
状态机实现方式switch-case
12
状态机实现方式（二）
函数指针表实现 · 查表法
状态机实现方式函数指针表实现
13
状态机实现方式（三）
状态模式（面向对象思想在C中的体现）
状态机实现方式状态模式
14
层次状态机（HSM）设计
状态嵌套 · 状态继承 · 减少冗余转移
HSM层次状态机
15
事件驱动型状态机
事件队列 · 事件分发 · 异步处理
事件驱动型状态机事件队列
16
实战案例
按键消抖与长按短按检测（状态机实现）
实战案例按键消抖
17
实战案例
LED呼吸灯与PWM控制（调度器+状…
实战案例LED
18
实战案例
串口AT指令解析器（状态机+消息队列…
实战案例AT
19
实战案例
多任务温湿度采集系统（传感器驱动+调…
实战案例多任务温湿度采集…
20
实战案例
简易菜单系统（层级菜单状态机）
实战案例简易菜单系统
21
内存管理策略
静态分配 vs 动态分配 · 内存池设计
内存管理策略vs
22
低功耗设计
空闲任务钩子 · 睡眠模式与唤醒机制
低功耗设计空闲任务钩子
23
调试与日志系统
环形缓冲区日志 · 断言与异常处理
调试日志系统
24
单元测试与模拟
在PC上测试单片机逻辑 · 使用CMocka/Ceedling
单元测试模拟
25
代码规范与文档
命名规范 · 注释规范 · Doxygen生成文档
代码规范文档
26
从裸机到RTOS的平滑过渡
对比FreeRTOS任务与自制调度器
RTOS从裸机到
27
常见陷阱与避坑指南
优先级反转 · 死锁 · 堆栈溢出
常见陷阱避坑指南
28
项目结构组织
模块化目录结构 · Makefile/CMake管理
项目结构组织模块化目录结构
29
综合项目实战（一）
智能家居控制面板需求分析与架构设计
综合项目实战智能家居控制面板…
30
综合项目实战（二）
编码实现 · 调试与性能优化总结
综合项目实战编码实现