窗帘电机嵌入式全流程开发 · 课程目录

01项目全景与需求分析

窗帘电机项目背景、功能需求（正反转、限位、遇阻停）、非功能需求（低功耗、静音）、系统架构概览。

📌 全景·需求

02主控芯片选型与硬件平台

常见MCU对比（STM32、GD32、ESP32）、选型依据（成本、功耗、外设）、最小系统板设计要点。

🔩 芯片·硬件

03电机驱动原理与选型

直流有刷电机与无刷电机对比、H桥驱动原理（L298N/DRV8833）、PWM调速基础。

⚙️ 电机·驱动

04霍尔传感器与位置检测

霍尔效应原理、单极/双极霍尔开关选型、磁环安装与脉冲计数方法。

🧲 霍尔·检测

05限位开关与堵转检测

机械限位 vs 电子限位、电流检测法堵转判断、ADC采样与阈值设定。

🚧 限位·保护

06电源管理与低功耗设计

电池供电方案（锂电池/干电池）、DC-DC降压（AMS1117/MT3608）、睡眠模式与唤醒策略。

🔋 电源·低功耗

07通信协议选型

UART、I2C、SPI、蓝牙（BLE）与Wi-Fi对比、本项目推荐方案（串口AT指令+BLE）。

📡 通信·协议

08RTOS选型与任务划分

FreeRTOS vs RT-Thread vs 裸机、任务划分（电机控制、传感器、通信、UI）、优先级配置。

🧠 RTOS·任务

09开发环境搭建

Keil MDK / STM32CubeIDE安装、STM32CubeMX配置时钟与GPIO、工程模板建立。

🛠️ 环境·工具

10GPIO与基础外设驱动

GPIO推挽/开漏输出、外部中断配置、定时器PWM输出（频率与占空比计算）。

11电机正反转与PWM控制

H桥逻辑控制（IN1/IN2）、PWM频率选择（20kHz避开人耳）、死区时间设置。

🔄 正反转·PWM

12霍尔脉冲捕获与速度计算

定时器输入捕获模式、脉冲计数与转速换算（RPM）、滤波去抖算法。

📊 速度·捕获

13限位逻辑与行程校准

上/下限位触发处理、手动校准流程、EEPROM存储限位位置。

📏 限位·校准

14遇阻停检测与保护

电流采样电路设计、滑动窗口平均滤波、堵转阈值自适应算法。

🛡️ 遇阻停·保护

15蓝牙通信模块集成

HC-08/CC2541 AT指令配置、数据包协议定义（帧头/命令/校验）、透传模式实现。

📶 蓝牙·集成

16手机APP通信协议设计

JSON vs 二进制协议、指令集定义（开/关/停/百分比）、应答与超时重传机制。

📱 APP·协议

17低功耗模式实现

STM32 Stop模式进入与退出、RTC定时唤醒、蓝牙模块休眠控制。

💤 低功耗·休眠

18看门狗与异常处理

独立看门狗（IWDG）配置、窗口看门狗（WWDG）应用、HardFault异常捕获与日志。

🐕 看门狗·异常

19Flash模拟EEPROM

Flash擦写寿命管理、磨损均衡算法、参数存储结构体设计。

💾 Flash·存储

20状态机与任务调度

电机状态机（空闲/运行/限位/堵转）、RTOS任务间通信（队列/信号量）、事件驱动编程。

⚙️ 状态机·调度

21按键与LED交互

长按/短按/双击检测、PWM呼吸灯效果、GPIO驱动LED指示灯。

🔘 按键·LED

22固件升级（OTA）设计

Bootloader与App分区设计、蓝牙传输固件包、CRC校验与回滚机制。

📲 OTA·升级

23日志与调试接口

SEGGER RTT / 串口打印、日志等级划分（ERROR/WARN/INFO/DEBUG）、调试命令解析。

📋 日志·调试

24单元测试与模拟

硬件在环（HIL）测试、Python脚本模拟霍尔脉冲、电机模型仿真。

🧪 测试·仿真

25EMC与可靠性设计

PCB布局要点（大电流回路）、TVS管与磁珠选型、软件去抖与滤波。

🛡️ EMC·可靠性

26生产测试与校准

产线测试流程（功能/功耗/通信）、自动校准工装设计、序列号与MAC地址烧录。

🏭 生产·测试

27文档与版本管理

Doxygen注释规范、Git分支管理（master/develop/feature）、Release Notes编写。

📚 文档·Git

28项目实战：从零搭建原型

面包板搭建最小系统、逐步添加外设、调试常见问题（电机抖动/蓝牙断连）。

🧰 实战·原型

29性能优化与问题排查

代码尺寸优化（-Os）、执行效率优化（查表法）、常见Bug复现与修复。

🚀 优化·调试

30总结与展望

项目复盘、智能家居生态对接（HomeKit/米家）、AI预测控制趋势。

🔭 总结·趋势