从原型到量产 · 牙刷软件工程实践 · 课程目录

牙刷产品概述市场·架构

智能牙刷趋势、核心功能拆解、硬件架构概览

需求分析与规格定义 PRD/TRS

用户故事、功能/非功能需求、技术规格书要点

系统架构设计状态机

模块划分、状态机设计、数据流与电源管理

MCU选型与评估 ARM/RISC-V

主流平台对比、关键参数、选型评估矩阵

开发环境搭建 IDE+Git

Keil/IAR/STM32CubeIDE、编译器、版本控制

GPIO与基础外设驱动 PWM·UART

GPIO配置、定时器PWM、UART串口日志

电机驱动与控制 H桥·PID

直流/振动电机、H桥电路、PID速度闭环

压力传感器与ADC 滤波算法

压阻/电容式、ADC采样、移动平均/中值滤波

电池管理与充电 TP4056

锂电池特性、电量检测、充电管理芯片驱动

蓝牙低功耗 (BLE) GATT

BLE协议栈、服务定义、广播连接、数据收发

IMU传感器加速度计

IMU选型、I2C/SPI、姿态检测算法基础

LED指示灯与交互 RGB·按键

LED驱动、RGB混色、按键消抖与交互逻辑

RTOS入门 FreeRTOS

任务创建/调度、队列、信号量、中断管理

固件架构与模块化分层设计

HAL/Driver/Service/App、接口定义、依赖注入

状态机实现与优化事件驱动

状态表、嵌套状态机、事件驱动、调试技巧

数据存储与日志 Flash·EEPROM

Flash驱动、参数存储、循环缓冲区日志

安全与低功耗看门狗·Sleep

看门狗、低功耗模式、时钟门控、功耗测量

原型验证与调试逻辑分析仪

硬件调试工具、JTAG/SWD、Bug定位修复

单元测试与集成测试 Unity/CI

测试框架、编写用例、持续集成流水线

硬件-固件联合调试信号完整性

电源完整性、信号分析、EMC预测试整改

生产测试方案 ICT/FCT

测试原理、测试固件、产线校准流程

固件版本管理与发布 OTA

语义化版本、Changelog、OTA升级方案

认证与合规 FCC/CE/BLE

FCC/CE认证、蓝牙SIG、RoHS/REACH

文档编写与维护规范

需求/设计/API文档、用户手册编写规范

项目风险管理缓解措施

技术风险识别、缓解措施、应急计划

敏捷开发与团队协作 Scrum

Scrum框架、每日站会、Sprint规划回顾

成本控制与供应链 BOM

BOM成本分析、元器件选型替代、供应商管理

用户体验优化 UX·APP

刷牙反馈、APP交互设计、用户测试迭代

量产导入 (NPI) EVT/DVT

试产阶段管理、良率提升、问题跟踪闭环

案例复盘全流程回顾

从原型到量产关键决策、经验教训总结