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GPIO电机驱动与UART串口上位机开发实战

共计 30 章节

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课程导论与硬件准备

GPIO与UART基础概念 · 开发板选型（STM32/ESP32） · 电机驱动模块（L298N/DRV88…

课程导论硬件准备

开发环境搭建

Keil/STM32CubeIDE安… · ESP-IDF/Arduino ID… · 串口驱动安装与验证

开发环境搭建Keil/STM32Cu…

GPIO基础与寄存器操作

GPIO模式详解（推挽/开漏/上拉/… · STM32 GPIO寄存器配置 · 实现LED闪烁

GPIO寄存器操作

电机驱动原理

H桥电路详解 · 直流电机正反转与调速原理 · PWM基础知识

电机驱动原理H桥电路详解

使用GPIO控制直流电机

L298N接线方法 · 通过GPIO输出高低电平控制电机启停 · 实现正反转切换

PWM调速实战

定时器配置生成PWM · 通过改变占空比调节电机转速 · 软件PWM与硬件PWM对比

PWM调速实战

步进电机基础

步进电机工作原理（两相/四相） · 步距角与细分驱动 · ULN2003驱动模块

步进电机基础步进电机工作原理

步进电机控制实战

GPIO时序模拟实现步进电机转动 · 控制转速与方向 · 实现指定角度旋转

步进电机控制实战GPIO

UART通信协议详解

异步串行通信原理 · 波特率/数据位/停止位/校验位 · UART帧格式分析

UART通信协议详解

STM32 UART配置实战

USART外设初始化 · 轮询模式发送与接收 · 中断模式接收数据

ESP32 UART与蓝牙串口

ESP32 UART编程 · 蓝牙串口（SPP）配置 · 手机APP调试

串口数据收发实战

实现printf重定向 · 自定义数据帧格式 · 环形缓冲区设计

串口数据收发实战printf

上位机开发入门（Python）

Python串口库（pySerial… · 打开/关闭串口 · 发送与接收数据

Python上位机开发入门

上位机开发入门（C#）

C# SerialPort类使用 · WinForms界面设计 · 数据实时显示

C#上位机开发入门

上位机开发入门（Qt）

Qt SerialPort模块 · 跨平台串口编程 · 信号与槽机制

Qt上位机开发入门

数据协议设计

自定义应用层协议（帧头/帧尾/校验） · JSON协议 · Modbus RTU协议

数据协议设计自定义应用层协议

电机控制指令协议设计

设计电机控制指令集（启动/停止/调速… · 指令解析与封装

电机控制指令协议…设计电机控制指令…

下位机指令解析实现

状态机解析串口指令 · 指令校验与错误处理 · 参数提取

下位机指令解析实…状态机解析串口指…

上位机控制面板开发

设计电机控制GUI界面 · 按钮/滑块/仪表盘控件 · 实时状态显示

上位机控制面板开…GUI

闭环控制基础

编码器原理 · 速度测量方法（M法/T法） · PID控制算法简介

闭环控制基础编码器原理

编码器数据读取

GPIO外部中断读取编码器脉冲 · 定时器编码器模式 · 速度计算

编码器数据读取GPIO

PID速度控制实现

位置式PID与增量式PID · 参数整定方法 · 电机稳速控制

PID速度控制实现

上位机PID调试助手

实时曲线绘制（Matplotlib/… · PID参数在线调整 · 数据记录

多电机协同控制

多路PWM输出管理 · 电机同步/异步控制策略 · 上位机多轴控制界面

多电机协同控制PWM

传感器融合

限位开关 · 红外避障模块 · 超声波测距与电机联动控制

传感器融合限位开关

无线控制扩展

WiFi（ESP8266/ESP32… · 蓝牙BLE控制 · MQTT远程控制

无线控制扩展WiFi

固件升级与Bootloader

串口IAP原理 · Bootloader设计 · 上位机固件更新工具

Bootloader固件升级

系统调试与优化

逻辑分析仪使用 · 串口数据抓包分析 · 常见问题排查（丢包/干扰/电机抖动）

系统调试优化

综合项目实战（一）

智能小车底盘控制 · 上位机遥控与路径规划 · 避障功能实现

综合项目实战智能小车底盘控制

综合项目实战（二）

机械臂关节控制 · 上位机示教与回放 · 多轴插补运动

综合项目实战机械臂关节控制