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嵌入式硬件接口系统讲解 - GPIO、UART、I2C、SPI

共计 30 章节
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01
课程导入
学习目标 · 课程结构 · 嵌入式接口整体概览
课程导入学习目标
02
嵌入式系统基础
微控制器与微处理器区别 · 开发板选型 · 常用开发环境与调试工具
嵌入式系统基础微控制器
03
接口通信基础
串行与并行通信 · 同步与异步 · 全双工与半双工
接口通信基础串行
04
GPIO核心概念
引脚模式（输入/输出/开漏/推挽） · 上拉下拉电阻 · 电气特性与最大额定值
GPIO核心概念
05
GPIO输出应用
点亮LED · 驱动蜂鸣器 · 控制继电器
GPIO输出应用
06
GPIO输入应用
读取按键 · 消抖方法（硬件RC/软件延时/状态机… · 中断与轮询对比
GPIO输入应用
07
GPIO高级特性
复用功能 · 位带操作 · 寄存器配置实战（以STM32为例）
GPIO高级特性
08
GPIO实战项目
实现一个多按键控制LED组合模式 · 包含完整代码与调试步骤
GPIO实战项目
09
UART基础
异步串行通信原理 · 帧格式（起始位/数据位/校验位/停止… · 波特率计算
UART异步串行通信原理
10
UART硬件连接
TX/RX交叉连接 · 电平转换（RS232/RS485/U… · 流控（RTS/CTS）
UART硬件连接
11
UART编程实践
轮询发送接收 · 中断收发 · 环形缓冲区设计与实现
UART编程实践
12
UART常见问题
乱码原因分析 · 波特率误差 · 丢数据处理
UART常见问题
13
UART实战项目
实现与PC的通信协议（如自定义帧格式… · 完成数据解析与命令执行
UART实战项目
14
I2C基础
两线制总线原理 · 开漏结构 · 地址机制
I2C两线制总线原理
15
I2C通信流程
起始/停止条件 · ACK/NACK · 字节传输
I2C通信流程
16
I2C硬件设计
上拉电阻计算 · 总线电容 · 多主机仲裁
I2C硬件设计
17
I2C编程实践
主机模式读写EEPROM（如AT24… · 从机模式响应 · 寄存器映射操作
I2C编程实践
18
I2C常见问题
总线死锁 · 地址冲突 · 时序不满足
I2C常见问题
19
I2C实战项目
驱动温湿度传感器（如SHT30） · 读取数据并显示 · 包含错误处理
I2C实战项目
20
SPI基础
四线制同步通信原理 · 主从模式 · 时钟极性（CPOL）与相位（CPHA…
SPI四线制同步通信原…
21
SPI硬件连接
MOSI/MISO/SCLK/CS · 多从机片选 · 菊花链拓扑
SPI硬件连接
22
SPI编程实践
使用硬件SPI或GPIO模拟SPI驱… · 实现读写擦除
SPI编程实践
23
SPI常见问题
时钟配置错误 · 数据移位 · 片选时序
SPI常见问题
24
SPI实战项目
驱动LCD显示屏（如ST7735） · 显示字符与图形 · 优化刷新率
SPI实战项目
25
接口对比与选型
GPIO · UART · I2C
接口对比选型
26
综合实战（一）
设计一个多传感器数据采集系统 · 同时使用GPIO · UART
综合实战设计一个多传感器…
27
综合实战（二）
实现设备间通信（如MCU与树莓派） · 通过UART/SPI/I2C传输数据
综合实战MCU
28
调试与测试方法
万用表 · 示波器 · 逻辑分析仪的使用
调试测试方法
29
项目优化与可靠性
低功耗设计 · 抗干扰措施 · 看门狗
项目优化可靠性
30
课程总结与进阶方向
知识体系回顾 · 项目复盘 · RTOS中的接口驱动
课程总结进阶方向