01
运动控制概述
运动控制系统定义、应用领域(机器人/CNC/3D打印)、核心指标(精度、速度、稳定性)
基础概念
02
中断系统基础
中断概念、向量表、优先级、嵌套、ISR编写规范
核心理论
03
定时器基础
工作原理、预分频器、自动重装载、单次/周期/PWM模式
定时器PWM
04
定时器中断实现精准定时
配置中断、频率计算、周期性任务(PID/状态刷新)
中断实时
05
外部中断触发运动启停
GPIO外部中断、上升/下降沿、消抖处理、电机启停
GPIO消抖
06
编码器接口与中断计数
正交编码器原理、定时器编码器模式、位置与速度读取
编码器计数
07
PWM生成与中断同步
PWM原理、输出比较、中断中动态调整占空比
PWM同步
08
多定时器协同控制
主从模式、触发同步、多轴联动
多轴协同
09
中断延迟与实时性分析
响应时间、中断关闭影响、临界区保护、延迟测量
实时性能
10
看门狗定时器与系统安全
IWDG、WWDG、防止程序跑飞
安全看门狗
11
输入捕获测量脉冲宽度
输入捕获模式、测量PWM频率/占空比、速度反馈
捕获测量
12
输出比较触发事件
输出比较模式、触发DMA/ADC、精确时序控制
比较触发
13
DMA与定时器结合
DMA概念、定时器触发DMA、批量更新PWM占空比
DMA高效
14
RTOS中的中断管理
FreeRTOS优先级、中断与任务同步、ISR API注意事项
RTOS同步
15
步进电机梯形加减速
梯形曲线原理、定时器中断实现速度阶梯、避免丢步
步进加减速
16
S形加减速曲线
S形曲线原理、分段计算、中断中实时更新速度
S曲线平滑
17
闭环控制中的中断应用
PID控制、定时器中断触发PID、编码器反馈位置
闭环PID
18
中断嵌套与优先级设计
高优先级抢占、优先级分配策略、避免反转
嵌套优先级
19
中断服务函数优化
ISR短小精悍、volatile关键字、避免阻塞调用
优化规范
20
定时器中断实现状态机
状态机设计、中断中切换状态、复杂运动序列
状态机架构
21
硬件定时器与软件定时器对比
硬件精度高、软件灵活、选择策略
对比选型
22
低功耗模式与定时器唤醒
MCU低功耗、定时器唤醒源、间歇期节能
低功耗唤醒
23
故障保护中断
过流/过压/限位触发、紧急停止(E-Stop)逻辑
保护安全
24
中断驱动的串口通信
串口中断收发、环形缓冲区、命令解析
串口通信
25
多核/多处理器中断同步
双核MCU中断、核间中断(IPI)、共享资源保护
多核同步
26
中断调试技巧
逻辑分析仪抓取、统计频率、分析响应时间
调试工具
27
常见中断问题与解决
中断丢失、风暴、优先级配置错误、标志位未清除
排错经验
28
基于定时器的运动规划库
AccelStepper、TMCStepper 中断实现分析
开源库分析
29
综合项目:两轴CNC控制器
需求分析、中断与定时器架构、代码实现、调试优化
项目实战
30
课程总结与进阶方向
回顾核心、推荐资源(芯片手册/应用笔记)、未来趋势
总结进阶