通过使用STM32微控制器和C++编程语言，开发各类常见的智能家用电器

通过使用STM32微控制器和C++编程语言，开发各类常见的智能家用电器

一、课程目标

本课程旨在通过使用STM32微控制器和C++编程语言，开发各类常见的智能家用电器，使学生掌握嵌入式系统开发的基本流程、硬件控制技术以及软件架构设计方法，培养学生的创新思维和实践能力。

二、课程内容

（一）智能电饭锅开发

1. 项目概述：介绍智能电饭锅的基本功能和工作原理，包括加热控制、温度监测、烹饪模式选择等。
2. 硬件设计：选择合适的STM32型号，设计电路原理图，包括加热元件驱动电路、温度传感器接口电路、按键与显示电路等。
3. 软件开发：使用C++语言编写程序，实现对硬件的初始化、中断处理、传感器数据读取、加热控制逻辑以及用户界面交互等功能。
4. 调试与优化：通过调试工具对程序进行调试，优化算法以提高烹饪精度和系统稳定性。

（二）智能洗衣机开发

1. 项目概述：阐述智能洗衣机的功能需求，如洗涤模式设置、水位控制、电机驱动、故障诊断等。
2. 硬件选型与搭建：基于STM32构建硬件平台，设计电机驱动电路、水位传感器电路、水流控制阀电路等。
3. 软件架构设计：采用面向对象的C++编程思想，构建洗衣机的控制软件架构，包括各个模块的类设计、继承与多态应用等。
4. 通信与联网功能实现：添加Wi-Fi或蓝牙模块，使洗衣机具备远程监控和操作功能，通过手机APP与洗衣机进行通信。

（三）智能扫地机器人开发

1. 项目概述：明确智能扫地机器人的核心功能，如自主导航、障碍物避让、吸尘控制、自动充电等。
2. 传感器与执行器集成：选用红外传感器、超声波传感器、碰撞传感器等，搭配电机驱动芯片，实现对扫地机器人运动和清洁的控制。
3. 路径规划算法实现：运用C++编写路径规划算法，如随机清扫算法、沿边清扫算法等，提高清扫效率和覆盖率。
4. 系统联调与性能测试：将硬件和软件系统进行联合调试，对扫地机器人的清扫性能、续航能力、避障效果等进行测试和优化。

（四）智能电视开发

1. 项目概述：探讨智能电视的多媒体播放、网络流媒体、智能应用安装与运行等功能。
2. 硬件平台搭建：以STM32为核心，结合视频处理芯片、音频功放芯片、网络通信模块等构建智能电视的硬件系统。
3. 操作系统移植与驱动开发：将轻量级操作系统移植到STM32上，开发显示驱动、音频驱动、网络驱动等，为智能电视的应用运行提供支持。
4. 应用程序开发与优化：使用C++开发智能电视的用户界面、媒体播放器、应用程序管理等功能模块，优化系统资源分配和程序运行效率。

三、课程评估

1. 项目作业：定期布置与各个家电开发相关的作业，如电路设计文档、代码片段、功能测试报告等，评估学生对知识点的掌握和应用能力。
2. 项目实践考核：根据学生在各个智能家电项目开发过程中的表现，包括硬件搭建的合理性、软件设计的规范性、问题解决能力等进行综合评价。
3. 期末考试：采用理论与实践相结合的方式，理论部分考查学生对STM32和C++开发智能家电相关知识的理解，实践部分要求学生在规定时间内完成一个小型智能家电控制程序的编写和调试。

四、课程资源

1. 硬件资源：提供STM32开发板、各类传感器、执行器、电机驱动芯片、开发工具等。
2. 软件资源：包括STM32CubeMX、Keil MDK、VisualGDB等开发环境，以及相关的示例代码、技术文档、在线教程等学习资料。
3. 师资资源：由具有丰富嵌入式开发经验和教学能力的教师团队授课，同时邀请家电行业专家进行技术讲座和项目指导。

五、课程拓展

鼓励学生在完成基础课程项目后，开展创新性项目，如开发具有更多智能化功能的家电产品、探索新的控制算法和交互方式、研究家电系统的节能优化等，为未来的职业发展和进一步学习奠定坚实的基础。

以下是部分示例代码：

// 智能电饭锅示例代码
#include "stm32f10x.h"

class RiceCooker {
   
private:
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
    TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
    uint16_t temperature;

public:
    RiceCooker() {
   
        // GPIO初始化
        RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
        GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
        GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;<