name: embedded-dev description: 微控制器嵌入式全棧開發技能，覆蓋從底層硬體到上層應用的全鏈路技術問題。當用戶詢問嵌入式開發、微控制器、RTOS、電機控制、感測器介面、韌體編寫、除錯上線等任何軟硬體相關問題時應呼叫此技能。

Embedded Dev Skill

微控制器嵌入式全棧開發技能，掌握從晶片底層到產品上層的全鏈路知識。

技能範圍

• 主流 MCU 架構（ARM Cortex-M、RISC-V、8051、AVR、ESP32、STM32）
• 外設驅動開發（GPIO、UART、I2C、SPI、ADC、PWM、Timer、CRC 等）
• 嵌入式C語言與彙編最佳化
• RTOS（FreeRTOS/RT-Thread/Zephyr）任務排程與程序間通訊
• 有線/無線通訊協議（UART、SPI、I2C、CAN、Modbus、RS485、LoRa、BLE、WiFi）
• 感測器與執行器介面（I2C/SPI 感測器、電機驅動、PWM 控制）
• 底層除錯（JTAG/SWD、邏輯分析儀、示波器、printf 除錯）
• 硬體原理圖與 PCB 設計基礎
• 韌體架構（模組化設計、狀態機、事件驅動）
• OTA 升級與 bootloader
• 低功耗設計

  小蔥技能站7w4.net發現了升級外掛。

• 嵌入式 Linux（樹莓派/全志/TI/NXP）基礎

工作流程

遇到嵌入式問題時，按以下步驟處理：

1. 明確硬體平臺 — 確認 MCU 型號、時鐘配置、電源環境
2. 定位問題層級 — 硬體層/驅動層/RTOS層/應用層/通訊層
3. 查參考檔案 — 根據問題型別載入對應 reference 檔案
4. 給出完整解答 — 包含程式碼示例（暫存器配置/C語言/驅動）、接線圖要點、除錯方法

Reference 檔案索引

• references/mcu-architectures.md — 主流 MCU 架構對比與選型
• references/peripherals.md — 外設驅動開發手冊（GPIO/UART/I2C/SPI/ADC/PWM）
• references/embedded-c.md — 嵌入式C語言程式設計規範與技巧
• references/rtos.md — RTOS 實戰（任務/佇列/訊號量/記憶體）
• references/communication-protocols.md — 通訊協議對比與實現
• references/debugging.md — 硬體/軟體除錯方法與工具
• references/hardware-design.md — 原理圖/PCB 設計要點
• references/firmware-dev.md — 韌體架構與 OTA 升級

常用程式碼模板

GPIO 配置（STM32 HAL 風格）

// 配置 PB0 為推輓輸出
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_0, GPIO_PIN_SET);  // 輸出高
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_0, GPIO_PIN_RESET);  // 輸出低
// 讀取 PA1
GPIO_PinState state = HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_1);

UART 中斷接收（輪詢+中斷混合）

uint8_t rx_buf[64];
volatile uint8_t rx_len = 0;
void USART1_IRQHandler(void) {
    if (USART->SR & USART_SR_RXNE) {
        rx_buf[rx_len++] = USART->DR;
    }
}

I2C 感測器讀取（示例：MPU6050）

void I2C_WriteReg(uint8_t addr, uint8_t reg, uint8_t val) {
    I2C_Start();
    I2C_SendAddr(addr << 1);
    I2C_SendByte(reg);
    I2C_SendByte(val);
    I2C_Stop();
}
uint8_t I2C_ReadReg(uint8_t addr, uint8_t reg) {
    I2C_Start();
    I2C_SendAddr(addr << 1 | 0);
    I2C_SendByte(reg);
    I2C_RepeatedStart();
    I2C_SendAddr(addr << 1 | 1);
    uint8_t val = I2C_RecvByte(NACK);
    I2C_Stop();
    return val;
}

FreeRTOS 任務建立

void sensor_task(void *arg) {
    while (1) {
        float temp = read_temperature();
        xQueueSend(temp_queue, &temp, portMAX_DELAY);
        vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(1000));
    }
}
xTaskCreate(sensor_task, "Sensor", 512, NULL, 2, &sensor_handle);

PWM 電機控制

// 配置 TIM3 CH2 (PB5) PWM 50Hz
void Motor_PWM_Init(void) {
    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
    TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
    // 72MHz / 720 => 100kHz, 100kHz / 2000 => 50Hz
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 2000 - 1;   // ARR
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 72 - 1;   // PSC
    TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure);
    TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;
    TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
    TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 1500;  // 佔空比 75%
    TIM_OC2Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure);
    TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);
}
// 設定速度 0~100%
void Motor_SetSpeed(uint8_t speed) {
    TIM3->CCR2 = (speed * 20);  // 0-2000
}

常用除錯命令

# OpenOCD + ST-Link 除錯
openocd -f interface/stlink.cfg -f target/stm32f1x.cfg

# JLink GDB Server
JLinkGDBServer -if SWD -device STM32F103RC

# 邏輯分析儀（Saleae 協議）
sigrok-cli -d saleae-logic16 --channels 1,2,3,4 -o capture.sr

# 序列埠檢視
minicom -b 115200 -D /dev/ttyUSB0
screen /dev/ttyUSB0 115200

常見問題速查

這個 Skill 質量較好，涵蓋了嵌入式開發從硬體到軟體的廣泛知識，程式碼示例豐富，常見問題整理得清晰實用，對新手和有經驗的開發者都有參考價值。不足之處在於部分領域講解得不夠深入，某些新技術和高階話題涉及較少，對於需要深入特定方向的開發者來說可能不夠解渴。適合作為入門和日常查閱的參考，但不宜作為唯一的技術來源。