01
单轴定位控制概述
什么是单轴定位控制、应用场景（3D打印机、数控机床、机械臂关节）、课程目标与项目总览。
概念总览
02
硬件选型与搭建
步进/伺服电机选型、驱动器（A4988、DM542）、控制器（STM32、Arduino）、电源与机械结构搭建。
硬件选型
03
核心概念
位置、速度、加速度、运动曲线（梯形/S形）、开环与闭环控制。
理论曲线
04
运动控制基础
脉冲方向信号（Pulse/Dir）、编码器反馈、PID控制原理简介。
信号PID
05
开发环境搭建
Keil/Arduino IDE安装、库文件导入、硬件连接测试。
环境IDE
06
电机驱动编程
PWM生成、方向控制、使能控制、步进电机细分设置。
编程细分
07
位置控制模式
绝对位置与相对位置、位置寄存器、限位开关逻辑。
位置限位
08
速度控制模式
恒速运动、加减速过程、速度曲线规划。
速度规划
09
梯形加减速算法
原理分析、代码实现、参数调优。
算法梯形
10
S形加减速算法
原理分析、代码实现、与梯形曲线对比。
算法S形
11
多段运动规划
连续运动指令、缓冲区管理、指令队列。
规划队列
12
回零操作
回零原理、回零速度、回零方向、撞限位后的处理。
回零限位
13
限位开关与急停
硬件限位、软件限位、急停逻辑、安全互锁。
安全互锁
14
编码器数据读取
增量式/绝对式编码器、AB相计数、Z相归零。
编码器计数
15
PID闭环控制
P、I、D参数含义、位置环与速度环、PID整定方法。
闭环整定
16
PID参数整定实战
手动整定、Ziegler-Nichols法、自整定算法。
实战ZN法
17
通信接口
串口(UART)控制、CAN总线控制、EtherCAT简介。
通信总线
18
上位机开发（一）
C#/Python上位机框架搭建、串口通信协议设计。
上位机协议
19
上位机开发（二）
实时位置显示、速度曲线绘制、参数下发。
显示曲线
20
上位机开发（三）
指令发送、状态回读、错误日志记录。
指令日志
21
多轴联动基础
单轴与多轴区别、插补概念、直线插补与圆弧插补。
多轴插补
22
项目实战（一）
需求分析、系统架构设计、模块划分。
架构设计
23
项目实战（二）
硬件组装、接线、上电测试。
组装测试
24
项目实战（三）
底层驱动编写、电机转动测试。
驱动调试
25
项目实战（四）
位置闭环调试、运动曲线验证。
闭环验证
26
项目实战（五）
上位机联调、功能测试。
联调功能
27
项目实战（六）
故障排查、稳定性测试、EMC初步处理。
排查EMC
28
性能优化
运动平滑处理、指令周期优化、中断优先级设置。
优化中断
29
常见问题与解决方案
电机丢步、振动、过冲、通信超时。
故障对策
30
课程总结与扩展
知识体系回顾、进阶方向（EtherCAT、多轴同步、视觉定位）。
总结进阶