01
运动控制概述
什么是运动控制 · 系统组成 · 应用领域 · HAL层角色
基础概念
02
硬件抽象层设计原则
分层设计 · 接口与实现分离 · 平台无关 · 可移植性
架构原则
03
HAL层架构设计
整体架构图 · 模块划分 · 数据流 · API设计原则
架构设计
04
GPIO抽象层
GPIO基础 · 标准接口 · Linux/STM32实现
数字I/O
05
PWM输出抽象层
PWM原理 · 频率与占空比 · 多平台对比
模拟输出
06
编码器接口抽象层
编码器类型 · 正交解码 · 位置/速度计算
反馈位置
07
ADC采样抽象层
ADC原理 · 采样率/精度 · DMA与中断
模拟采集
08
DAC输出抽象层
DAC原理 · 输出范围 · 波形生成
模拟输出
09
定时器抽象层
定时中断 · PWM生成 · 输入捕获
时间核心
10
中断管理抽象层
优先级 · 嵌套 · RTOS集成
实时中断
11
SPI通信抽象层
SPI协议 · 主从模式 · 多设备管理
总线同步
12
I2C通信抽象层
I2C协议 · 多从设备 · 速率控制
总线同步
13
UART通信抽象层
UART协议 · 波特率 · 环形缓冲区
异步串口
14
CAN总线抽象层
CAN协议 · 报文格式 · 滤波器配置
总线工业
15
步进电机驱动抽象层
步进原理 · 细分驱动 · 加减速控制
电机步进
16
直流电机驱动抽象层
直流原理 · H桥 · PID控制接口
电机直流
17
伺服电机驱动抽象层
伺服系统 · 位置/速度/力矩模式
电机精密
18
传感器融合抽象层
多传感器融合 · 卡尔曼滤波接口
感知算法
19
限位与原点传感器抽象层
传感器类型 · 去抖 · 回零逻辑
安全校准
20
制动器与离合器抽象层
执行器原理 · 安全逻辑 · 标准接口
安全执行
21
运动控制参数管理
参数存储/加载 · 运行时调整 · 校验
配置管理
22
错误处理与诊断抽象层
错误码 · 日志 · 故障恢复
可靠调试
23
实时性保障设计
RTOS选择 · 任务优先级 · 时间确定性
实时优化
24
HAL层测试策略
单元测试 · 模拟器 · 硬件在环 · 自动化
测试质量
25
跨平台移植实战
STM32→ESP32 · Linux→FreeRTOS · 移植步骤
移植实战
26
性能优化技巧
中断延迟 · DMA · 缓存一致性 · 代码优化
优化性能
27
安全性与可靠性设计
看门狗 · 数据校验 · 冗余 · 故障安全
安全可靠
28
文档与代码规范
Doxygen · 编码规范 · 版本管理 · CI
规范协作
29
综合案例一：两轴运动平台
两轴平台HAL层实现 · 完整流程
案例实战
30
综合案例二：多轴机器人
多轴机器人运动控制HAL层实现
案例进阶