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单片机软件架构设计30问

共计 30 章节
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01
课程导入
学习目标 · 核心概念 · 整体框架
课程导入学习目标
02
单片机软件架构基础
从裸机到RTOS的演进 · 常见架构模式（前后台 · 状态机
单片机软件架构基…RTOS
03
需求分析与架构规划
如何从功能需求 · 性能约束 · 硬件资源出发定义架构目标与边界
需求分析架构规划
04
模块化设计原则
高内聚低耦合 · 接口设计 · 模块划分方法
模块化设计原则高内聚低耦合
05
分层架构设计
驱动层 · 中间件层 · 应用层的职责划分
分层架构设计驱动层
06
事件驱动架构
事件循环 · 事件队列 · 事件优先级管理
事件驱动架构事件循环
07
状态机设计
有限状态机（FSM）与层次状态机（H… · 状态转换表与状态事件处理
状态机设计FSM
08
前后台系统架构
主循环+中断的经典模式 · 如何合理分配任务 · 设置临界区与共享资源保护
前后台系统架构主循环+
09
实时操作系统（RTOS）基础
任务 · 调度器 · 优先级
RTOS实时操作系统
10
RTOS任务设计
任务划分 · 任务间通信（队列 · 信号量
RTOS任务设计
11
中断管理架构
中断嵌套 · 中断服务程序（ISR）设计原则 · 如何将中断事件安全传递给任务层
断管理架构断嵌套
12
定时器与时间管理
软件定时器 · 时间片轮询 · 系统节拍（tick）设计
定时器时间管理
13
内存管理策略
静态分配与动态分配 · 内存池 · 堆栈使用分析
内存管理策略静态分配
14
低功耗架构设计
睡眠模式 · 事件唤醒 · 外设电源管理
低功耗架构设计睡眠模式
15
通信协议架构
串口 · SPI · I2C
通信协议架构串口
16
数据存储与掉电保护
Flash · EEPROM的读写管理 · 日志存储
数据存储掉电保护
17
传感器与执行器驱动架构
统一驱动接口 · 数据采集与滤波 · 校准与故障检测的模块化设计
传感器执行器驱动架构
18
用户界面（UI）架构
按键 · 显示 · 触摸屏的输入输出管理
UI用户界面
19
多任务并发与资源共享
临界区保护 · 原子操作 · 锁机制
多任务并发资源共享
20
错误处理与异常恢复
错误码体系 · 断言 · 看门狗
错误处理异常恢复
21
可测试性设计
单元测试 · 模拟器 · 硬件在环测试
可测试性设计单元测试
22
可配置与可扩展性设计
条件编译 · 配置表 · 插件机制
可配置可扩展性设计
23
代码组织与构建管理
目录结构 · 头文件管理 · 构建脚本
代码组织构建管理
24
架构文档化与团队协作
架构图 · 接口文档 · 设计决策记录（ADR）
架构文档化团队协作
25
常见架构反模式
大杂烩代码 · 全局变量滥用 · 中断中做耗时操作
常见架构反模式大杂烩代码
26
案例实战
智能家居网关——从需求到架构设计 · 包括模块划分 · 任务调度
案例实战智能家居网关
27
案例实战
电机控制器——实时性要求高的架构设计 · 包括中断 · PID控制
案例实战电机控制器
28
案例实战
便携式医疗设备——低功耗 · 安全性与可靠性架构 · 包括电池管理
案例实战便携式医疗设备
29
架构评估与优化
性能分析 · 资源占用 · 可维护性评估
架构评估优化
30
综合提升与未来趋势
从单片机到嵌入式系统 · 学习路径 · 开源项目参考
综合提升未来趋势