芯耀
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今天就来分享GitHub上很受欢迎的单片机开源项目，既有实用的软件模块，也有完整的硬件项目！
实用软件模块篇
MultiButton - 多按键处理库
项目地址：https://github.com/0x1abin/MultiButton
强大功能：
// 支持多种按键事件
按键事件类型：
├── 单击：PRESS_DOWN, PRESS_UP
├── 长按：LONG_PRESS_START, LONG_PRESS_HOLD
├── 连击：PRESS_REPEAT (连续按下)
├── 组合：多按键同时按下检测
└── 状态：按键按下时长统计
使用示例：
#include?"multi_button.h"
struct?Button?btn1,?btn2;
// 按键事件回调函数
void?btn1_callback(void?*btn)?{
? ??struct?Button?*handle?= (struct?Button?*)btn;
? ??
? ??switch(handle->event) {
? ? ? ??case?PRESS_DOWN:
? ? ? ? ? ??printf("Button1 press downn");
? ? ? ? ? ??break;
? ? ? ??case?PRESS_UP:
? ? ? ? ? ??printf("Button1 press upn");
? ? ? ? ? ??break;
? ? ? ??case?LONG_PRESS_START:
? ? ? ? ? ??printf("Button1 long press startn");
? ? ? ? ? ??break;
? ? ? ??case?LONG_PRESS_HOLD:
? ? ? ? ? ??printf("Button1 long press holdn");
? ? ? ? ? ??break;
? ? }
}
void?setup()?{
? ??// 初始化按键
? ? button_init(&btn1, read_button1_GPIO,?0);
? ? button_attach(&btn1, PRESS_DOWN, btn1_callback);
? ? button_attach(&btn1, PRESS_UP, btn1_callback);
? ? button_attach(&btn1, LONG_PRESS_START, btn1_callback);
? ??
? ? button_start(&btn1);
}
void?main_loop()?{
? ??// 5ms调用一次
? ? button_ticks();
}
QueueForMcu - 单片机队列神器
项目地址：https://github.com/xiaoxinpro/QueueForMcu
项目亮点：
// 专为单片机设计的队列库
核心特性：
├── 平台兼容：支持8/16/32位单片机
├── 内存高效：占用资源极少
├── 操作简单：入队、出队、查询接口
├── 线程安全：支持中断环境使用
└── 状态监控：队列满、空状态检测
代码示例：
#include?"queue.h"
// 定义队列
#define?QUEUE_SIZE 32
uint8_t?queue_buffer[QUEUE_SIZE];
Queue_t my_queue;
void?setup()?{
? ??// 初始化队列
? ? Queue_Init(&my_queue, queue_buffer, QUEUE_SIZE);
}
void?uart_rx_handler(uint8_t?data)?{
? ??// 中断中安全入队
? ??if?(!Queue_IsFull(&my_queue)) {
? ? ? ? Queue_Put(&my_queue, data);
? ? }
}
void?main_loop()?{
? ??uint8_t?data;
? ??// 主循环中处理数据
? ??while?(!Queue_IsEmpty(&my_queue)) {
? ? ? ??if?(Queue_Get(&my_queue, &data)) {
? ? ? ? ? ? process_received_data(data);
? ? ? ? }
? ? }
}
应用场景：
串口数据缓存：接收不定长数据包
按键消息队列：按键事件缓存处理
传感器数据：多个传感器数据排队处理
通信协议：数据包的缓存和解析
StateMachine - 状态机框架
项目地址：https://github.com/kiishor/UML-State-Machine-in-C
核心功能：
// UML标准状态机实现
状态机特性：
├── 标准实现：符合UML状态图规范
├── 层次状态：支持嵌套状态结构
├── 事件驱动：基于事件的状态转换
├── 安全可靠：状态转换的原子性
└── 调试友好：状态转换日志记录
实际应用示例：
// 智能门锁状态机
typedefenum?{
? ? STATE_LOCKED,
? ? STATE_UNLOCKING,
? ? STATE_UNLOCKED,
? ? STATE_LOCKING,
? ? STATE_ALARM
}?door_state_t;
typedefenum?{
? ? EVENT_PASSWORD_CORRECT,
? ? EVENT_PASSWORD_WRONG,
? ? EVENT_TIMEOUT,
? ? EVENT_MANUAL_LOCK,
? ? EVENT_INTRUSION_DETECTED
}?door_event_t;
// 状态转换表
conststate_transition_t?door_transitions[] = {
? ? {STATE_LOCKED, EVENT_PASSWORD_CORRECT, STATE_UNLOCKING},
? ? {STATE_LOCKED, EVENT_PASSWORD_WRONG, STATE_ALARM},
? ? {STATE_UNLOCKING, EVENT_TIMEOUT, STATE_UNLOCKED},
? ? {STATE_UNLOCKED, EVENT_MANUAL_LOCK, STATE_LOCKING},
? ? {STATE_UNLOCKED, EVENT_TIMEOUT, STATE_LOCKING},
? ??// ... 更多转换规则
};
完整项目篇
TinyGameEngine - 基于STM32的游戏开发框架
项目地址：https://github.com/juj/fbcp-ili9341
项目特色：
// 基于STM32的游戏开发框架
引擎功能：
├── 图形渲染：像素级图形绘制
├── 音效系统：PWM音效播放
├── 输入处理：按键、摇杆输入
├── 碰撞检测：简单的2D碰撞
├── 场景管理：游戏状态切换
└── 存档系统：EEPROM数据保存
经典游戏实现：
贪吃蛇：经典益智游戏
俄罗斯方块：方块消除游戏
打砖块：反弹球游戏
太空射击：飞行射击游戏
HomeAutomation - 智能家居系统
项目地址：https://github.com/home-assistant/core
系统架构：
// 分布式智能家居架构
系统组成：
├── 中央控制器：ESP32主控制板
├── 传感器网络：温湿度、光照、烟雾传感器
├── 执行器：继电器、舵机、LED控制
├── 通信协议：WiFi、蓝牙、Zigbee
├── Web界面：实时监控和控制
└── 数据记录：传感器数据存储
核心功能模块：
// 设备抽象层
typedefstruct?{
? ??uint8_t?device_id;
? ??device_type_t?type;
? ??device_status_t?status;
? ??
? ??// 设备操作接口
? ??int?(*init)(void?*device);
? ??int?(*read)(void?*device,?void?*data);
? ??int?(*write)(void?*device,?void?*data);
? ??int?(*control)(void?*device,?uint8_t?cmd,?void?*param);
}?smart_device_t;
// 场景自动化
typedefstruct?{
? ??char?scene_name[32];
? ??trigger_condition_t?trigger;
? ??action_list_t?actions;
? ??bool?enabled;
}?automation_scene_t;
CanBus-Triple - CAN总线分析仪
项目地址：https://github.com/CANBus-Triple/CANBus-Triple
项目功能：
// 专业CAN总线工具
核心功能：
├── 数据监听：实时CAN帧捕获
├── 数据发送：自定义CAN帧发送
├── 协议分析：常见CAN协议解析
├── 数据记录：CAN数据存储回放
├── 远程控制：WiFi远程操作
└── 过滤功能：ID过滤和数据筛选
应用领域：
汽车诊断：OBD-II协议分析
设备开发：CAN设备功能测试
逆向工程：未知CAN协议分析
物联网项目篇
ESP32-IoT-Platform - 物联网平台
项目地址：https://github.com/espressif/esp-idf
平台特性：
// 完整的IoT解决方案
技术栈：
├── 硬件平台：ESP32/ESP8266
├── 网络连接：WiFi、蓝牙、LoRa
├── 云端服务：MQTT、HTTP、CoAP
├── 移动应用：Android/iOS APP
├── Web管理：设备管理界面
└── 数据分析：实时数据可视化
典型应用：
// 环境监测站
typedefstruct?{
? ??float?temperature;
? ??float?humidity;
? ??uint16_t?pm25;
? ??uint16_t?co2;
? ??uint8_t?light_level;
? ??uint32_t?timestamp;
}?env_data_t;
// 数据采集任务
void?sensor_task(void?*pvParameters)?{
? ??env_data_t?data;
? ??
? ??while(1) {
? ? ? ??// 读取传感器数据
? ? ? ? data.temperature = read_temperature();
? ? ? ? data.humidity = read_humidity();
? ? ? ? data.pm25 = read_pm25();
? ? ? ? data.co2 = read_co2();
? ? ? ? data.light_level = read_light();
? ? ? ? data.timestamp = get_timestamp();
? ? ? ??
? ? ? ??// 发送到云端
? ? ? ? mqtt_publish("sensor/env", &data,?sizeof(data));
? ? ? ??
? ? ? ? vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(60000));?// 1分钟采集一次
? ? }
}
PowerManagement - 低功耗管理
项目地址：https://github.com/espressif/esp-idf/tree/master/examples/system/deep_sleep
功耗优化技术：
// 智能功耗管理系统
功耗策略：
├── 深度睡眠：最低功耗模式
├── 定时唤醒：RTC定时器唤醒
├── 事件唤醒：外部中断唤醒
├── 动态调频：根据负载调整频率
├── 外设管理：按需开启外设
└── 功耗监控：实时功耗测量
实现示例：
#include?"esp_sleep.h"
#include?"esp_wifi.h"
// 进入低功耗模式
void?enter_power_save_mode(uint32_t?sleep_time_ms)?{
? ??// 关闭WiFi
? ? esp_wifi_stop();
? ??
? ??// 关闭不必要的外设
? ? disable_unused_peripherals();
? ??
? ??// 配置唤醒源
? ? esp_sleep_enable_timer_wakeup(sleep_time_ms *?1000);
? ? esp_sleep_enable_ext1_wakeup(GPIO_SEL_0, ESP_EXT1_WAKEUP_ANY_HIGH);
? ??
? ??// 进入深度睡眠
? ? esp_deep_sleep_start();
}
// 唤醒后处理
void?handle_wakeup()?{
? ??esp_sleep_wakeup_cause_t?wakeup_reason = esp_sleep_get_wakeup_cause();
? ??
? ??switch(wakeup_reason) {
? ? ? ??case?ESP_SLEEP_WAKEUP_TIMER:
? ? ? ? ? ??printf("定时唤醒，执行数据采集n");
? ? ? ? ? ? collect_sensor_data();
? ? ? ? ? ??break;
? ? ? ? ? ??
? ? ? ??case?ESP_SLEEP_WAKEUP_EXT1:
? ? ? ? ? ??printf("外部中断唤醒，处理用户输入n");
? ? ? ? ? ? handle_user_input();
? ? ? ? ? ??break;
? ? }
}
创意项目篇
MusicBox - 音乐盒项目
项目地址：https://github.com/TheRemote/PicoMusicBox
项目功能：
// 基于单片机的音乐播放器
功能特性：
├── 音乐播放：PWM音频输出
├── 文件系统：SD卡音乐文件读取
├── 音效处理：音量控制、音调调节
├── 显示界面：OLED显示歌曲信息
├── 用户交互：按键控制播放
└── 音频输出：DAC高质量音频
SmartClock - 智能时钟
项目地址：https://github.com/witnessmenow/ESP32-Trinity
核心功能：
// 多功能智能时钟
功能模块：
├── 时间显示：NTP网络时间同步
├── 环境监测：温湿度显示
├── 日程提醒：事件提醒功能
├── 天气预报：在线天气获取
├── 音乐闹钟：自定义铃声
├── 氛围灯光：RGB灯效控制
└── 手机控制：APP远程设置
调试工具篇
SerialPlotter - 串口波形显示
项目地址：https://github.com/devinaconley/arduino-plotter
工具特色：
// 实时数据可视化工具
显示功能：
├── 波形显示：多通道数据波形
├── 数值显示：实时数值监控
├── 颜色区分：不同数据源颜色
├── 缩放功能：时间轴缩放
├── 数据保存：波形数据导出
└── 触发功能：数据触发捕获
数据格式：
// 串口数据输出格式
void?send_plot_data()?{
? ??static?uint32_t?timestamp =?0;
? ??
? ??// 格式：timestamp:channel1:channel2:channel3
? ??printf("%lu:%.2f:%.2f:%.2fn",?
? ? ? ? ? ?timestamp++,
? ? ? ? ? ?read_adc_channel(0) *?3.3f?/?4095.0f,
? ? ? ? ? ?read_adc_channel(1) *?3.3f?/?4095.0f,
? ? ? ? ? ?read_temperature());
}
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