精通嵌入式 Rust：裸金属、FFI、Crates 与项目实战

掌握Rust中的安全、现代嵌入式系统，在STM32微控制器上使用裸机、FFI、驱动程序、机箱和项目

讲师：FastBit Embedded Brain Academy, Kiran Nayak

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你将学到的内容

• 从零开始学习 Rust 编程语言
• 从头构建你的第一个裸金属 Rust 应用
• 学习如何配置 Rust 工具链，以构建运行在 ARM Cortex‑M 微控制器上的固件
• 编写自己的链接脚本和启动文件，深入理解嵌入式 Rust 中的内存布局与启动过程
• 使用 cargo‑binutils 检查和分析 ELF 文件
• 使用 VS Code 搭建现代高效的工作流，实现对嵌入式目标的构建、烧录和调试
• 使用并理解核心的嵌入式 Rust crates
• 在资源受限的环境中高效记录日志与调试
• 使用 cortex‑m 与 cortex‑m‑rt crates 操作 ARM Cortex 外设（如 SysTick、ITM）
• Rust FFI：创建安全的 Rust API 与现有 C 库对接，让 Rust 更容易融入已有的 C 代码库
• 学习在 Rust 与 C 之间安全地传递结构体、字符串和枚举，保持类型安全与可控性
• 将 Rust 函数暴露给 C 调用，使用 unsafe 与 FFI 概念安全管理跨语言互操作
• 一步步使用 Rust 构建真实的《Flappy Bird》游戏应用
• 使用 embedded‑hal trait 编写硬件无关的驱动，使代码可在多个微控制器平台间迁移
• 对接真实传感器（MPU6050）以控制游戏机制
• 将代码组织为清晰、可维护的模块
• 使用 STM32 HAL crate 通过安全的 Rust 抽象轻松配置和控制微控制器外设
• 编写通用的嵌入式代码

先决条件

• 不需要任何 Rust 编程经验，课程从零开始教学
• 具备基本的微控制器概念
• 具备任意编程语言的基础知识
• 如果想在真实的嵌入式目标上运行代码，需要准备文中列出的硬件与组件

课程简介

==> 想为你的技术栈再添一种嵌入式编程语言吗？试试 Rust——绝对不会让你失望！ <==

本课程是使用 Rust 在基于 ARM Cortex‑M 系列（如 STM32）的微控制器上进行开发的入门指南，即使你是嵌入式系统新手也能轻松上手。

这是一门全动手实战课程，带你从零开始，逐步走向 STM32 上的真实嵌入式 Rust 开发。每个视频都在前一个的基础上递进，帮助你一步步完成从裸金属代码到高级主题（如 FFI、crates、驱动开发、trait）的学习。非常适合 Rust 与嵌入式系统的初学者。

为什么选择 Rust 进行嵌入式开发？

Rust 通过以下机制防止常见的内存错误（如空指针解引用、缓冲区溢出、使用已释放内存）：

• 所有权模型：Rust 对所有权、借用和生命周期的严格规则，能够阻止大多数意外的内存误用。
• 类型安全：Rust 的类型系统确保数据访问的正确性，并通过强制变量使用模式防止某些非法的内存访问。

得益于 Cargo（Rust 官方的包管理器），你只需在项目中加入外部库（即 “crate”），就能像插件一样轻松扩展功能。

你将学到什么？

本课程将帮助你掌握以下内容：

硬件需求

注意：如果你已经拥有一块微控制器开发板，完全可以继续使用它。本课程的设计足够通用，概念与步骤可适配大多数开发板，只需做少量微调。但若想获得与讲师完全相同的体验，建议使用下列推荐硬件。

1) 微控制器开发板

选项 1：基于 STM32F303 的板子 （推荐）

• 本课程主要使用 Fastbit STM32 Nano 开发板，搭载 STM32F303 微控制器并内置 MPU6050 传感器。

选项 2：任意 STM32 微控制器板

• 只要是基于 STM32 的开发板均可使用。课程内容已做适配，能够配合你手头的具体 STM32 板子进行学习。

2) 基于 SWD 的调试器

• 需要一款支持 SWD（Serial Wire Debug）的调试器，用于对 STM32 微控制器进行烧录和实时调试。

3) LCD Shield

• 在其中一个项目中需要使用 TFT LCD 模块进行实验。课程采用 Fastbit 1.28″ TFT LCD（8 位并行接口，基于 GC9A01 驱动），你也可以使用相同或兼容的其他模块。

4) MPU6050 传感器

软件需求

适合人群

• 希望将 Rust 作为 C/C++ 替代或与现有代码共存的嵌入式开发者
• 想把 Rust 技能用于底层硬件项目、学习嵌入式编程的 Rust 爱好者
• 对嵌入式系统零基础、渴望从头构建实战技能的学习者
• 想为自己的技术栈再添一种嵌入式语言？试试 Rust，绝不会让你失望