目录

一、需求分析阶段

二、系统架构设计阶段：

三、开发准备阶段

四、底层驱动开发阶段（HAL / BSP）

五、操作系统集成阶段（RTOS / OS）

六、中间件与协议栈集成阶段

七、应用逻辑开发阶段

八、调试与测试阶段：

九、集成与联调阶段

十、发布与维护阶段

总结：完整开发流程图

附：ESP32 智能锁完整开发流程（含源码结构与文档模板）

1.项目概述

项目名称：

功能特性：

2.项目源码结构（推荐）

3.开发流程分解（与上文流程对齐）

4.文档模板清单

5.测试计划（核心测试点）

6.ESP32 智能锁项目的完整代码仓库模板

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嵌入式系统软件开发的本质是“软件与硬件的协同演进”，其开发流程比传统应用软件更加注重硬件依赖、资源受限、实时性及安全性。

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一、需求分析阶段

目标：

明确产品的功能需求、性能指标、系统约束及技术可行性。

工作内容：

• 识别功能需求：如开锁、传感器采集、远程通信等

• 非功能需求：如功耗、响应时间、安全性、可靠性

• 硬件资源初估：是否需要 MCU/NPU、传感器、通信模块等

• 通信协议与平台依赖：MQTT、BLE、Wi-Fi、RTOS、OTA 等

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二、系统架构设计阶段

目标：

构建软硬件协同的系统总体架构，定义模块边界与接口。

输出内容：

• 模块划分图、功能流程图、状态机图

• 软件架构层级划分（五层模型）

• 通信协议与数据结构定义（如 TLV、JSON、Protobuf）

• 外设资源映射与内存分配规划

• 系统功耗与时钟设计策略

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三、开发准备阶段

目标：

搭建开发与测试环境，准备硬件样板、工具链和配置项。

内容包括：

• 选型与购买开发板（如 STM32、ESP32、NXP）

• 硬件原理图审查与原型板调试

• 安装 IDE（Keil、STM32CubeIDE、VS Code + PlatformIO）

• 配置编译器、调试器（GCC、J-Link、ST-Link）

• 搭建版本管理系统（如 Git）

• 制定编码规范与注释标准

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四、底层驱动开发阶段（HAL / BSP）

目标：

开发与平台相关的硬件驱动，完成底层功能抽象。

内容包括：

• 启动文件与中断向量表配置

• GPIO、UART、SPI、I2C、ADC、PWM 驱动开发

• 定时器、中断控制、外设初始化代码

• BSP 层编写与测试（包括电源初始化、时钟配置等）

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五、操作系统集成阶段（RTOS / OS）

目标：

集成操作系统，为系统提供任务调度、同步通信等能力。

核心操作：

• 移植或配置 RTOS（如 FreeRTOS、RT-Thread）

• 创建任务（Task）与线程（Thread）

• 实现任务间通信（消息队列、信号量、互斥锁）

• 设置任务优先级与调度策略

• 启用看门狗机制与异常捕获模块

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六、中间件与协议栈集成阶段

目标：

实现协议通信、OTA、安全模块等通用能力。

实现内容：

• MQTT/HTTP/WebSocket 客户端移植

• OTA 升级机制实现（支持断点续传、签名验证）

• TLS/SSL 安全协议集成（如 mbedTLS）

• 本地加解密模块（AES、RSA）

• 通信协议解析器（如 TLV、Modbus、LwM2M）

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七、应用逻辑开发阶段

目标：

实现产品的主要功能逻辑和人机交互࿰