فلش‌کارت‌های آموزشی تسلط بر میکروکنترلرها: راهنمای کاربردی برای طراحی و برنامه‌نویسی سیستم‌های هوشمند

🎓 دوره آموزشی جامع

📚 اطلاعات دوره

عنوان دوره: دوره تسلط بر میکروکنترلرها: راهنمای کاربردی برای طراحی و برنامه‌نویسی سیستم‌های هوشمند

موضوع کلی: سیستم‌های نهفته

موضوع میانی: اصول و مبانی میکروکنترلرها

📋 سرفصل‌های دوره

• 1. مقدمه‌ای بر سیستم‌های نهفته
• 2. تفاوت میکروکنترلر، میکروپروسسور و FPGA
• 3. تاریخچه و تکامل میکروکنترلرها
• 4. مروری بر خانواده‌های معروف میکروکنترلر (AVR, PIC, ARM)
• 5. مبانی الکترونیک: ولتاژ، جریان و مقاومت
• 6. قطعات الکترونیکی پایه: دیود، ترانزیستور و خازن
• 7. سیستم‌های عددی: باینری، هگزادسیمال و اکتال
• 8. تبدیل مبنای اعداد و محاسبات باینری
• 9. دروازه‌های منطقی پایه (AND, OR, NOT, XOR)
• 10. جبر بول و ساده‌سازی مدارهای منطقی
• 11. فلیپ‌فلاپ‌ها و مدارهای منطقی ترتیبی
• 12. ابزارهای توسعه: کامپایلر، دیباگر و پروگرامر
• 13. آشنایی با محیط‌های توسعه یکپارچه (IDE)
• 14. انتخاب اولین میکروکنترلر و برد توسعه
• 15. راه‌اندازی اولیه و پروژه "چشمک‌زن" (Blinky)
• 16. معماری Von Neumann در مقابل Harvard
• 17. معماری RISC در مقابل CISC
• 18. واحد پردازش مرکزی (CPU) و اجزای آن
• 19. ثبات‌ها (Registers) و کاربرد آنها
• 20. واحد منطق و حساب (ALU)
• 21. مجموعه دستورالعمل‌ها (Instruction Set)
• 22. مدهای آدرس‌دهی (Addressing Modes)
• 23. حافظه برنامه (Flash/ROM)
• 24. حافظه داده (RAM)
• 25. حافظه پایدار (EEPROM)
• 26. نقشه حافظه (Memory Map) میکروکنترلر
• 27. سیستم کلاک (Clock System) و اسیلاتورها
• 28. چرخه ماشین و چرخه دستورالعمل
• 29. سیستم ریست (Reset) و منابع آن
• 30. مفهوم پشته (Stack) و اشاره‌گر پشته (Stack Pointer)
• 31. چرا زبان C برای سیستم‌های نهفته؟
• 32. متغیرها، انواع داده و اصلاح‌کننده‌ها (volatile, const)
• 33. عملگرهای بیتی (Bitwise Operators)
• 34. کار با بیت‌ها: Masking, Setting, Clearing, Toggling
• 35. ساختارهای کنترلی: if, switch, for, while
• 36. آرایه‌ها و رشته‌ها در برنامه‌نویسی نهفته
• 37. توابع و اصول سازماندهی کد
• 38. اشاره‌گرها (Pointers) و کاربرد آن‌ها در دسترسی به حافظه
• 39. ساختمان‌ها (Structs) و فیلدهای بیتی (Bit-fields)
• 40. تخصیص حافظه پویا و خطرات آن
• 41. دستورات پیش‌پردازنده (#define, #include, #ifdef)
• 42. فرآیند کامپایل و لینک در سیستم‌های نهفته
• 43. برنامه‌نویسی ماژولار و فایل‌های Header
• 44. مقدمه‌ای بر برنامه‌نویسی ++C برای میکروکنترلرها
• 45. مفاهیم کلاس و شیء در C++ نهفته
• 46. اصول کار پورت‌های ورودی/خروجی (GPIO)
• 47. پیکربندی رجیسترهای GPIO: جهت، داده و حالت
• 48. خواندن ورودی دیجیتال: کلید و سنسورهای دیجیتال
• 49. کنترل خروجی دیجیتال: راه‌اندازی LED و رله
• 50. مقاومت‌های Pull-up و Pull-down
• 51. مفهوم Open-Drain و Open-Collector
• 52. مشکل نویز و روش‌های Debouncing کلید
• 53. مالتی‌پلکسینگ: کنترل نمایشگرهای 7-Segment
• 54. اسکن ماتریسی کی‌پد (Keypad)
• 55. راه‌اندازی موتور DC با استفاده از درایور H-Bridge
• 56. مبانی تایمرها و کانترها
• 57. حالت‌های کاری تایمر: Normal, CTC
• 58. محاسبه و تنظیم پریود و فرکانس تایمر
• 59. استفاده از تایمر برای ایجاد تأخیر دقیق
• 60. مدولاسیون عرض پالس (PWM)
• 61. کنترل روشنایی LED با PWM
• 62. کنترل سرعت موتور DC با PWM
• 63. کنترل سروو موتور با PWM
• 64. حالت Input Capture برای اندازه‌گیری فرکانس سیگنال
• 65. تایمر نگهبان (Watchdog Timer) و کاربرد آن
• 66. اصول ارتباط سریال ناهمزمان (Asynchronous)
• 67. پروتکل UART/USART: فریم داده، Baud Rate
• 68. راه‌اندازی و برنامه‌نویسی UART
• 69. ارتباط میکروکنترلر با کامپیوتر از طریق پورت سریال
• 70. اصول ارتباط سریال همزمان (Synchronous)
• 71. پروتکل SPI: مدهای Master/Slave، سیگنال‌ها
• 72. راه‌اندازی و برنامه‌نویسی SPI
• 73. ارتباط با حافظه‌های SPI Flash و کارت‌های SD
• 74. پروتکل I2C (TWI): آدرس‌دهی، سیگنال‌ها
• 75. راه‌اندازی و برنامه‌نویسی I2C
• 76. خواندن داده از سنسورهای I2C (مانند شتاب‌سنج)
• 77. پروتکل CAN Bus و کاربردهای آن در صنعت خودرو
• 78. مقدمه‌ای بر پروتکل USB و کلاس‌های دستگاه
• 79. اصول شبکه و پروتکل Ethernet در سیستم‌های نهفته
• 80. مقدمه‌ای بر پروتکل‌های بی‌سیم: بلوتوث و BLE
• 81. مقدمه‌ای بر پروتکل‌های بی‌سیم: Wi-Fi و Zigbee
• 82. دنیای آنالوگ در مقابل دنیای دیجیتال
• 83. مبدل آنالوگ به دیجیتال (ADC)
• 84. رزولوشن و نرخ نمونه‌برداری ADC
• 85. راه‌اندازی و خواندن مقادیر از ADC
• 86. اتصال سنسورهای آنالوگ (پتانسیومتر، LDR، سنسور دما)
• 87. مبدل دیجیتال به آنالوگ (DAC)
• 88. تولید موج سینوسی و سیگنال‌های آنالوگ با DAC
• 89. مقایسه‌گر آنالوگ (Analog Comparator) و کاربردهای آن
• 90. وقفه‌ها (Interrupts) و بردار وقفه (Interrupt Vector Table)
• 91. وقفه‌های خارجی (External Interrupts)
• 92. وقفه‌های داخلی (Internal Interrupts) و اولویت‌بندی آن‌ها
• 93. انتقال مستقیم حافظه (DMA) و کاربردهای آن
• 94. مدیریت توان و حالت‌های کم‌مصرف (Sleep Modes)
• 95. مقدمه‌ای بر سیستم‌عامل‌های بی‌درنگ (RTOS)
• 96. مفاهیم Task, Scheduler, Context Switching در RTOS
• 97. همگام‌سازی وظایف: Semaphore و Mutex
• 98. ارتباط بین وظایف: Queue و Mailbox
• 99. تکنیک‌های دیباگینگ: Breakpoints, Watchpoints, Tracing
• 100. استفاده از دیباگر سخت‌افزاری (JTAG/SWD)