什麼是中斷？ 剛開始寫韌體的時候，我以為中斷只是「一個通知」。後來才發現，它其實是整顆 MCU 的即時性骨幹 —— 沒有它，你的系統只能一直問「變了嗎？變了嗎？」。 正式一點說：GPIO 中斷（GPIO Interrupt）是讓微控制器即時響應外部事件的核心機制。你不用讓 CPU 一直輪詢（Polling）腳位的電位變化，事件發生時由硬體主動通知 CPU，CPU 再暫停手邊的工作去處理。 原文那個比喻我一直覺得很好用：你在看書（主程式在跑），有人敲門（GPIO 觸發），你放下書去開門（執行 ISR），開完門回來繼續...

前言 如果有人問我「電池供電的 IoT 裝置，最關鍵的一行程式碼是什麼」，我大概會回答 esp_deep_sleep_start()。這行看起來什麼都沒做的函式，決定了你的感測器節點是一天就沒電，還是能撐好幾個月。 數字攤開來很有感：一顆 2000 mAh 的電池，讓裝置 24/7 全速跑，大概一天就見底；但只要讓它在 99% 的時間裡睡覺，續航力就是幾個月、甚至幾年的事。同一顆電池、同一塊電路，差別只在「什麼時候醒、醒多久」。 這篇我打算從硬體架構講起，把 ESP32 與 STM32 的多級低功耗模式拆開來看，再...

前言 先講結論：如果你在做物聯網，遲早會撞上 BLE。從小米手環、智慧門鎖、感測器信標到醫療設備，背後幾乎都是同一套東西 —— BLE（藍牙低功耗，Bluetooth Low Energy），它用極低的功耗就把可靠的資料交換做完了。 而我手上的 ESP32 剛好內建雙模藍牙（Classic + BLE），支援藍牙 5.0 標準。老實說，這大概是它最被低估的一塊能力，很多人的 ESP32 買回來只拿它跑 WiFi。 這篇我照自己的學習順序寫：先看協定棧的架構，再拆廣播／掃描／連線這三個機制，接著進到 GATT 服務模...

前言：先說為什麼你該把 delay() 戒掉 大部分人寫 MCU 的第一支程式都是 delay(1000) 讓 LED 每秒閃一次。問題是那一秒裡 CPU 什麼都不能做 —— 按鍵不理你、序列埠不回應、通訊直接斷。 硬體定時器就是來解決這件事的：它是一個由硬體時鐘驅動的計數器，時間到了自己發中斷或輸出波形，CPU 從頭到尾不用等。 它有三個讓人離不開的特性： 精準：由專屬硬體電路驅動，不受 CPU 負載影響 無阻塞：計數期間 CPU 可以做任何事 多功能：同一個計數器可同時產生中斷、PWM、捕捉外部訊號 核心只有三...

前言：為什麼量產產品幾乎都有一顆看門狗 在實驗室裡，程式當掉最糟的結果就是「重開就好」。但只要這個裝置被裝在客戶的機房、變電箱或屋頂上，一次死機就代表一次客訴、一趟出差、甚至一次賠償。 看門狗計時器（Watchdog Timer）就是為了這種情境存在的：它是一個獨立於主程式之外的硬體計時器，會在最壞的情況下把系統重新拉起來。 它的設計哲學很粗暴，但非常有效 —— 因為它假設「軟體終究會壞」，而硬體不會陪著一起壞。 看門狗的邏輯只有三步 正常運作時你甚至感覺不到它的存在：主迴圈結尾餵一次狗，計數器就一直被歸零。真正有...

先講一件我踩過的事：我以前寫 UART 收資料，用中斷一個 byte 一個 byte 接，接完再自己塞進緩衝。等到要同時跑 ADC 連續取樣跟通訊，CPU 就開始喘了 —— 明明時脈沒變、程式也沒寫錯，就是資料一多就掉資料。 問題不在演算法，在「搬資料」這件事本身就吃掉了 CPU 的每一分力氣。DMA 傳輸（Direct Memory Access，直接記憶體存取）要解決的就是這個：讓周邊設備自己去跟記憶體交換資料，CPU 只負責下指令跟收結果。 什麼是 DMA？為什麼需要它？ 先看沒有 DMA 的時候，我們在做什...

前言：1979 年的協定，為什麼現在還在跑 Modbus 是 Modicon 在 1979 年為 PLC 設計的協定，簡單到有點過時 —— 但它今天還活在你家附近的工廠、大樓機房與太陽能電廠裡。 原因很務實：它夠簡單、夠開放、實作成本夠低。一台變頻器只要宣稱支援 Modbus RTU，就能被任何 SCADA 系統讀到。這種「誰都做得到」的特性，比任何華麗的規格都長壽。 規矩只有一條：只能有一個 Master Master 負責發問，Slave 只負責回答 —— Slave 永遠不會主動開口。RTU 模式使用位址 1...

什麼是 FIFO？ 先講最白話的版本：FIFO 就是一個排隊用的緩衝區。東西從後面排進去、從前面拿出來，誰先到誰先被服務 —— First-In-First-Out，中文就叫先進先出。 聽起來沒什麼了不起，但嵌入式世界幾乎每個角落都有它：UART 收進來的資料、SPI 要送出去的佇列、DMA 搬資料的中繼站，還有兩個不同時鐘域之間的資料交換（Clock Domain Crossing, CDC）。少了 FIFO，這些事情全部得靠 CPU 硬扛。 這篇我想從頭把四件事講清楚：結構長什麼樣、空跟滿怎麼判斷、深度要開多大...

前言：PID 是那種「每個人都用過，但很少人說得清楚」的東西 你做馬達調速、恆溫控制、電池充電、平衡車，最後都會走到同一條路：量測實際值，跟目標比，然後修正輸出。這個循環就是回授控制，而 PID 是它最泛用的一種形式。 它紅了幾十年不是因為數學漂亮，而是因為三個參數就能涵蓋大多數系統，而且不需要你精確知道系統模型。 PID 迴路長什麼樣 連續形式的公式如下： u(t) = Kp × e(t) + Ki × ∫e(t)dt + Kd × de(t)/dt 但 MCU 上跑的是離散版本，每一項都要換成「取樣點之間」的算...

前言：去耦半徑不是玄學，是「迴路面積」的工程問題 每個學 PCB Layout 的人都聽過這句話：「0.1 µF 要貼著 IC 腳放」。但為什麼？貼多近才算近？放遠一點真的會出事嗎？ 這些問題的答案不是靠經驗法則的口耳相傳，而是一個很具體的物理量：迴路電感。電容離 IC 越遠，電流繞的那一圈就越大，電感就跟著變大 —— 而電感一大，這顆電容在高頻就等於不存在。 去耦半徑的本質：迴路面積 IC 在切換瞬間需要一股電流，這股電流從電容出發、經走線進 IC、再從 GND 繞回電容 —— 這一個圈就是迴路。圈越大，電感越大...