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...