دوره زبان‌های برنامه‌نویسی کاربردی برای میکروکنترلرها: از مفاهیم تا پروژه‌های عملی همراه با فلش‌کارت آموزشی — ارائه روی فلش مموری

🎓 دوره آموزشی جامع

📚 اطلاعات دوره

عنوان دوره: دوره زبان‌های برنامه‌نویسی کاربردی برای میکروکنترلرها: از مفاهیم تا پروژه‌های عملی

موضوع کلی: علوم کامپیوتر

موضوع میانی: زبان‌های برنامه‌نویسی

📋 سرفصل‌های دوره

• 1. معرفی میکروکنترلرها: چیستی و کاربردها
• 2. تفاوت میکروکنترلرها با ریزپردازنده‌ها
• 3. تاریخچه زبان‌های برنامه‌نویسی برای سیستم‌های کوچک
• 4. انتخاب میکروکنترلر مناسب برای پروژه
• 5. مروری بر خانواده‌های رایج میکروکنترلرها (AVR, PIC, ARM Cortex-M)
• 6. بلوک‌های اصلی معماری میکروکنترلر (CPU, Memory, I/O)
• 7. انواع حافظه در میکروکنترلرها (Flash, RAM, EEPROM)
• 8. سازماندهی حافظه و نقشه‌های آدرس‌دهی
• 9. ثبات‌ها (Registers) و کاربرد آنها
• 10. واحد پردازش مرکزی (CPU) و مجموعه دستورالعمل‌ها
• 11. کلاک و اسیلاتورها در میکروکنترلر
• 12. پورت‌های ورودی/خروجی (GPIO) و نحوه عملکرد
• 13. مقدمه‌ای بر زبان اسمبلی و ضرورت یادگیری آن
• 14. ساختار کلی یک برنامه اسمبلی
• 15. دستورالعمل‌های انتقال داده (MOV, LD, ST)
• 16. دستورالعمل‌های حسابی و منطقی (ADD, SUB, AND, OR)
• 17. دستورالعمل‌های شاخه‌ای و پرش (JMP, CALL, RET)
• 18. آدرس‌دهی مستقیم و غیرمستقیم در اسمبلی
• 19. کار با ثبات‌های وضعیت (Status Registers)
• 20. نوشتن توابع و زیربرنامه‌ها در اسمبلی
• 21. ترکیب اسمبلی با زبان‌های سطح بالا (In-line Assembly)
• 22. مثال‌های عملی برنامه‌نویسی با اسمبلی برای GPIO
• 23. مقدمه‌ای بر زبان C برای سیستم‌های تعبیه‌شده
• 24. ساختار یک برنامه C میکروکنترلری
• 25. انواع داده‌ها در C و ملاحظات حافظه‌ای
• 26. متغیرها، ثابت‌ها و محدوده‌های دید (Scope)
• 27. عملگرها در C (ریاضی، منطقی، بیتی)
• 28. دستورات شرطی (if, else-if, switch)
• 29. حلقه‌های تکرار (for, while, do-while)
• 30. توابع و پارامترها در C
• 31. آرایه‌ها و رشته‌ها در برنامه‌نویسی میکروکنترلر
• 32. اشاره‌گرها (Pointers) و اهمیت آنها در سیستم‌های تعبیه‌شده
• 33. تخصیص حافظه ایستا و پویا (Static vs. Dynamic Allocation)
• 34. کار با ساختارها (Structs) و اتحادیه‌ها (Unions)
• 35. استفاده از typedef و enum
• 36. فایل‌های هدر (.h) و جداسازی کد
• 37. کتابخانه‌ها و مدیریت آنها در پروژه‌های C
• 38. دسترسی مستقیم به ثبات‌های سخت‌افزاری (Register Access)
• 39. کار با بیت‌ها و بایت‌ها (Bit Manipulation)
• 40. کلمات کلیدی خاص برای سیستم‌های تعبیه‌شده (volatile, const)
• 41. نوشتن درایورهای ساده برای سخت‌افزار
• 42. مدیریت پورت‌های ورودی/خروجی با C
• 43. برنامه‌نویسی با وقفه‌ها (Interrupts) در C
• 44. اولویت‌بندی وقفه‌ها و مدیریت آنها
• 45. تکنیک‌های بهینه‌سازی کد C برای میکروکنترلرها
• 46. جلوگیری از مشکلات متداول در برنامه‌نویسی C تعبیه‌شده
• 47. مدل‌های حافظه و بخش‌بندی برنامه (Code, Data, BSS)
• 48. مفهوم Stack و Heap در میکروکنترلرها
• 49. استفاده از C++ در میکروکنترلرها (مقدماتی)
• 50. کلاس‌ها و اشیا با سربار کم (Low-overhead Classes)
• 51. سربار (Overhead) در C++ برای میکروکنترلرها
• 52. الگوهای طراحی برای سیستم‌های تعبیه‌شده با C/C++
• 53. پیکربندی پورت‌های GPIO به عنوان ورودی و خروجی
• 54. خواندن ورودی‌های دیجیتال (Pull-up/Pull-down resistors)
• 55. نوشتن خروجی‌های دیجیتال (LED, Buzzer)
• 56. کنترل ورودی/خروجی با پالس عرضی مدوله‌شده (PWM)
• 57. تولید موج PWM برای کنترل موتور و روشنایی
• 58. تایمرها و شمارنده‌ها: اصول و کاربردها
• 59. مدهای کاری تایمر (Normal, CTC, Fast PWM)
• 60. تولید تأخیرهای زمانی دقیق با تایمرها
• 61. شمارش رویدادها با شمارنده‌ها
• 62. مقایسه‌گرهای تایمر و تولید پالس
• 63. تایمرهای Watchdog و جلوگیری از قفل شدن سیستم
• 64. برنامه‌نویسی عملی با تایمرها: پروژه چشمک‌زن دقیق
• 65. مفهوم وقفه (Interrupt) و سیستم‌های مبتنی بر وقفه
• 66. انواع وقفه‌ها (خارجی، داخلی، تایمر)
• 67. بردار وقفه (Interrupt Vector Table) و روال سرویس وقفه (ISR)
• 68. مدیریت وقفه‌ها و اولویت‌بندی آنها در C
• 69. مبدل آنالوگ به دیجیتال (ADC): اصول و عملکرد
• 70. پیکربندی ADC و خواندن مقادیر آنالوگ
• 71. مبدل دیجیتال به آنالوگ (DAC): اصول و کاربردها
• 72. برنامه‌نویسی عملی با ADC/DAC: سنسور دما، کنترل ولتاژ
• 73. مقدمه‌ای بر ارتباطات سریال در میکروکنترلرها
• 74. ارتباط سریال ناهمگام (UART/USART): اصول و پیکربندی
• 75. ارسال و دریافت داده از طریق UART (کامپیوتر، ماژول بلوتوث)
• 76. پروتکل SPI (Serial Peripheral Interface): اصول و کاربردها
• 77. ارتباط با سنسورها و ماژول‌های SPI
• 78. پروتکل I2C (Inter-Integrated Circuit): اصول و نحوه کار
• 79. ارتباط با EEPROM و سنسورهای I2C
• 80. مقدمه‌ای بر CAN Bus و کاربرد آن در خودرو
• 81. معرفی محیط‌های توسعه یکپارچه (IDE) برای میکروکنترلرها
• 82. نصب و پیکربندی IDE (مثلاً Atmel Studio, MPLAB X, Keil MDK)
• 83. کامپایلرها، لینکرها و ابزارهای Build
• 84. برنامه‌ریزها (Programmers/Burners) و دیباگرها (Debuggers)
• 85. شبیه‌سازها (Simulators) و کاربرد آنها در توسعه
• 86. استفاده از ابزارهای خط فرمان (Command-line Tools)
• 87. مدیریت پروژه‌ها و سیستم‌های کنترل نسخه (Git)
• 88. تکنیک‌های اشکال‌زدایی سخت‌افزاری و نرم‌افزاری
• 89. استفاده از دیباگر (In-circuit Debugging)
• 90. چاپ سریال (Serial Debugging) و لاگ‌گیری
• 91. روش‌های تست واحد (Unit Testing) برای کد تعبیه‌شده
• 92. بهینه‌سازی مصرف توان در میکروکنترلرها
• 93. بهینه‌سازی اندازه کد و سرعت اجرا
• 94. مفهوم سیستم‌عامل‌های بی‌درنگ (RTOS) و مزایای آن
• 95. وظایف (Tasks)، زمان‌بندی (Scheduling) و اولویت‌ها در RTOS
• 96. ارتباط بین وظایف (IPC) و همگام‌سازی (Synchronization)
• 97. مبانی امنیت در میکروکنترلرها و سیستم‌های تعبیه‌شده
• 98. پروژه عملی: طراحی یک سیستم کنترل روشنایی هوشمند
• 99. پروژه عملی: ساخت یک دیتالاگر با کارت SD و سنسور
• 100. پروژه نهایی: توسعه یک سیستم کنترل مبتنی بر وب (با ماژول Wi-Fi)