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RPi GPIO电机驱动与UART通信驱动开发实战

共计 30 章节
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01
课程导论与环境搭建
Raspberry Pi GPIO引… · 树莓派系统烧录与SSH远程登录 · Python开发环境配置与GPIO库…
课程导论环境搭建
02
GPIO基础控制
RPi.GPIO库核心函数详解（se… · setup · output
GPIO基础控制
03
PWM脉宽调制
PWM基本原理与占空比概念 · RPi.GPIO的PWM类使用 · 软件PWM与硬件PWM区别
PWM脉宽调制
04
直流电机驱动基础
L298N电机驱动模块原理 · H桥电路工作模式 · 电机正反转与调速控制
直流电机驱动基础L298N
05
步进电机驱动
28BYJ-48步进电机与ULN20… · 四相八拍控制时序 · 步进角度与转速计算
步进电机驱动BYJ-48
06
舵机控制
SG90舵机工作原理 · PWM信号与角度映射关系 · 50Hz频率与0.5ms-2.5ms…
舵机控制SG90
07
编码器与速度测量
增量式编码器原理 · 正交解码与AB相 · GPIO中断捕获脉冲
编码器速度测量
08
PID速度控制
PID控制算法原理（比例 · 积分 · 微分）
PID速度控制
09
UART通信基础
UART异步串行通信原理 · 波特率/数据位/停止位/校验位 · 树莓派UART引脚（TX/RX）与设…
UART通信基础
10
Python串口编程
pySerial库安装与核心API · 串口参数配置与打开关闭 · 读写数据与超时处理
Python串口编程
11
UART数据协议设计
自定义通信协议帧结构（帧头/地址/命… · CRC16校验算法实现 · 数据解析状态机
UART数据协议设计
12
多电机UART控制
基于自定义协议的多电机控制指令集 · 指令编码与解码 · 电机控制指令执行引擎
UART多电机
13
传感器数据采集
DHT11温湿度传感器单总线协议 · HC-SR04超声波测距原理 · GPIO触发与回响信号捕获
传感器数据采集DHT11
14
传感器数据UART上报
传感器数据封装为UART数据帧 · 定时采集与自动上报 · 上位机数据解析与显示
UART传感器数据
15
中断与事件驱动
GPIO边沿检测中断（上升沿/下降沿… · 中断回调函数 · 去抖处理
事件驱动GPIO
16
多线程电机控制
Python threading模块 · 电机控制线程与通信线程分离 · 线程同步（Lock/Event）
多线程电机控制Python
17
异步IO与协程
asyncio库基础 · 协程函数定义与事件循环 · 异步串口通信
IO异步
18
文件I/O与日志
Python logging模块配置 · 日志级别与格式化 · 日志文件轮转
I/O文件
19
配置文件管理
configparser库使用 · INI配置文件读写 · 电机参数与通信参数配置
配置文件管理configparser
20
状态机编程
有限状态机（FSM）原理 · 电机控制状态定义（空闲/运行/错误/… · 状态转换表
状态机编程FSM
21
看门狗与故障保护
软件看门狗定时器 · 电机堵转检测 · 过流保护逻辑
看门狗故障保护
22
命令行控制界面
argparse库使用 · 命令行参数解析 · 交互式控制命令
命令行控制界面argparse
23
Web控制界面
Flask轻量级Web框架 · RESTful API设计 · Web页面实时显示电机状态
Web控制界面
24
数据可视化
Matplotlib实时绘图 · 电机转速/电流/温度曲线 · 历史数据回放
数据可视化Matplotlib
25
数据库存储
SQLite3数据库使用 · 电机运行数据表设计 · 数据插入与查询
数据库存储SQLite3
26
MQTT物联网通信
MQTT协议原理 · Eclipse Mosquitto… · paho-mqtt客户端
MQTT物联网通信
27
ROS机器人集成
ROS（Robot Operatin… · 话题与服务通信 · 电机控制节点开发
ROS机器人集成
28
性能优化与实时性
Linux实时内核配置 · 进程优先级与CPU亲和性 · GPIO控制延迟优化
性能优化实时性
29
系统集成与测试
硬件电路检查清单 · 软件单元测试（unittest） · 集成测试场景设计
系统集成测试
30
项目实战
智能小车：四轮驱动底盘搭建 · UART遥控协议实现 · PID循迹算法
项目实战智能小车