آموزش میکروکنترلر STM32 – بخش اول

آموزش میکروکنترلر STM32 – بخش یک

آموزش میکروکنترلر STM32 یکی از ضروری ترین آموزش ها برای توسعه دهندگان امبدد سیستم ها برمبنای میکروهای ARM است. نرم افزارهای کیل Keil، کیوب آی.دی.ای CubeIDE، همینطور نرم افزار واسط CubeMX جزء محبوب ترین نرم افزارهای برنامه نویسی آرم stm32 هستند. روش برنامه نویسی رجیستری روش اولیه برنامه نویسی هر میکروکنترلر هست و روش HAL در کنار باقی روش ها، سبک پیشنهادی STM32 است. از بین پروگرامرها و بردهای ARM موجود، St-link و برد Blue Pillجزء محبوبترین ابزارها برای انتخاب اولی ها به حساب میان.

• میکروکنترلرها جزء اجتناب ناپذیر دستگاه های الکترونیکی و خصوصا دیجیتالی در دنیای امروز محسوب میشوند. از این جهت که نقشی معادل مغز انسان را در مدار الکترونیکی ایفا می کنند و انجام فرامین ساده تا پیچیده کنترلی را امکان پذیر می سازند. به این ترتیب میکروکنترلرها محبوبیت زیادی در بین طراحان و علاقه مندان حوزه الکترونیک دارند.
• در دهه ی اخیر قابلیت های بسیار زیادی از سوی شرکت های سازنده، به میکروکنترلرها اضافه شده و به این ترتیب میکروکنترلرهای جدیدی به بازار جهانی معرفی شده اند که در سایز کوچک خود، دارای قابلیت های بسیار زیاد و متنوعی هستند و دست طراح را برای طراحی باز میگذارند.
• از این بین میکروکنترلرهای ARM در کنار دیگر میکروکنترلرها سهم قابل توجهی از بازار جهانی را به خود اختصاص دادند. یکی از شرکت هایی که در حوزه تولید میکروکنترلرهای ARM فعال است شرکت ST است که در چند سال اخیر با تولیدات گسترده و ابزارهایی که ارائه کرده توانسته توجه بسیار زیادی را بین طراحان جلب کند و امروز میکروکنترلرهای ST طرفداران زیادی در سراسر جهان دارد.
• در بازار ایران هم میکروکنترلرهای ST جزء میکروکنترلرهای محبوب در صنعت به حساب می آیند و به وفور در ایران در دسترس هستند و طبیعی ست که هر روز طرفداران این میکروکنترلرها بیشتر میشوند.

چرا یادگیری میکروکنترلرهای STM32 مهم است؟

1. در دنیای امروز زمان ارائه محصول به بازار حرف اول رو میزنه. اما واقف هستید که طراحی دستگاه های الکترونیکی بسیار میتونه زمان بر باشه! بنابراین خیلی مهمه از ابزارهایی استفاده کنید که به کار شما سرعت بده و اصطلاحا چرخه اصلاح و بازخورد رو برای شما به عنوان طراح یا صاحب محصول کم کنه، شرکت ST در این چند سال با ابزارهای کم نظیری که در بین بقیه ی رقبا برای طراحان و برنامه نویسان این حوزه ارائه داده باعث شده در بین فعالین این حوزه تبدیل به تافته جدابافته بشه!
2. یکی از دغدغه ها و ملاحظات طراحی سخت افزار، مصرف توان، قیمت تمام شده و قدرت پردازشی پردازنده هست. به لطف معماری ARM ، مصرف توان پردازنده های ARM بسیار معقول است و از نظر قدرت پردازشی طیف گسترده ای را پوشش میدهد. از پردازنده های ساده تر با توان پردازشی کمتر تا پردازنده های پیچیده تر با توان پردازشی بالاتر را شامل میشوند.
3. کاربردهایی نظیر درایو کردن السیدی های رنگی و ارتباط با شبکه جزء قابلیت های مورد توجه و مورد نیاز دنیای امروز هستند که به طبع این نیازمندی، میکروکنترلرهای ARM با چنین قابلیت هایی به بازار ارائه شدند و امروزه چنین محصولاتی خیلی ارزانتر قابلیت تولید دارند.
4. بنابراین چرا که نه! قطعا در چند سال اخیر STM32 در اوج تقاضا بین علاقه مندان و متخصصین بوده. برای طراحی با پردازنده های به روز، همینطور راه اندازی استارتاپ شخصی، یا استخدام شدن به عنوان برنامه نویس امبدد، یا انجام پروژه های فریلنسری، دانش به روز بسیار حائز اهمیت هست. قطعا یادگیری STM32 یکی از بهترین قابلیت هایی است که یک مهندس برنامه نویس امبدد در دنیای امروز باید به آن مسلط باشد.

نمونه ویدئوهای دوره آموزش میکروکنترلر STM32

ویدئو 1 : بخش هایی از دوره آموزش میکروکنترلر STM32 – قسمت اول

ویدئو 2: بخش هایی از دوره آموزش STM32 – قسمت دوم

ویدئو 3: بخش هایی از دوره آموزش میکروکنترلر STM32 – قسمت سوم

دوره آموزش STM32 پیش رو مناسب من هست؟

اگر میکروکنترلرهای  STM32 رو میخوای ریشه ای یاد بگیری و قصد داری به امکانات این میکروکنترلرها اشراف داشته باشی، این دوره برای شما طراحی شده. آموزش به زبان ساده و روان ارائه میشه، اگر تجربه ای در حوزه STM32 نداری نگران نباش، آموزش ها از سطح صفر صفر ارائه میشه و چه مبتدی باشی و چه در سطح بالاتر میتونی از آموزش ها استفاده لازم رو ببری.

ویژگی خاص دوره STM32 شما چیه؟

بعضی از علافه مندان از سطحی بودن آموزش های موجود در اینترنت ابراز ناراحتی میکنند، اما خدا را شکر دوره هایی که تا به امروز در بستر EasyMCU ارائه شده اند میزان رضایت بسیار بالایی رو در بین شرکت کنندگان دوره ها داشته.

• اصولی و ریشه ای مطالب رو یاد میگیری و نه سطحی!
• بنابراین ریشه خیلی از مشکلات رو زین پس یاد میگیری پیدا و حل کنی!
• اتلاف زمانی نداریم و مطالب راحت و روان انتقال داده میشه!
• تا 30 روز بعد از تهیه دوره میتونی با مدرس دوره در ارتباط باشی و پشتیبانی بشی!
• سرفصل های ذکر شده، در صورت بروزرسانی، به صورت رایگان در اختیار خریداران قبلی خواهد بود.
• در یک کلام جزء بهترین دوره هایی خواهد بود که شرکت کردی!

در دوره از چه برد و نرم افزاری استفاده شده؟

• با اینکه میکروکنترلرهای ارائه شده توسط ST نسل های مختلفی دارند، خوشبختانه با وجود Abstraction های موجود برای برنامه نویسی، کار برنامه نویس تا حد قابل قبولی راحت شده و برای استفاده از نسل های مختلف میکروکنترلرهای این شرکت به دردسر نمی افته.
• از هر بردی میتونید استفاده کنید، اما در این آموزش از برد محبوب و ارزان Blue Pill استفاده شده است که برمبنای STM32F103 هست.
• کار رو با CubeIDE شروع میکنیم و اولین تجربه رو میسازیم، در ادامه عمدتا کار رو با Keil ادامه میدیم.

آموزش میکروکنترلر STM32 تئوری هست و یا عملی؟

آموزش ها کاملا کاربردی ارائه میشن، بنابراین هم پاورپوینت داریم، هم دیتاشیت خوانی، هم کدنویسی، نتایج پروژه های آموزشی و همینطور توضیحات مستقل سخت افزار با دوربین فیلمبرداری شده و قطعا لذت خواهید برد!

رجیسترها رو آموزش میدید و یا سبک Hal و یا … ؟

• همونطور که گفته شد آموزش ها کاملا کاربردی هستند. اگر بخواید به رجیسترها بچسبید، بسیار کند میشید و رجیسترها فرار هستند و میکرو به میکرو و نسل به نسل متفاوت!
• اگر بخواید فقط با HAL کار کنید، دانش شما عمق پیدا نمی کنه! بنابراین در این دوره از ترکیب هر دو استفاده می کنیم!
• در پیشنیاز دوره دانش عمقی و ریشه ای از امبدد سیستم ها و رجیسترها پیدا میکنید. با این پیش زمینه دوره آموزش میکروکنترلر STM32 رو شروع می کنید. کار رو با HAL جلو میریم. یاد میگیرید چطوری کنجکاوی کنید و ببینید در تابع های HAL چی میگذره و چطوری باید کد رو بخونید. همینطور در توضیحات دیتاشیت و برگه های اطلاعاتی به مطالب اشراف پیدا می کنید و علاوه بر مرور با رجیسترهای مهم آشنا میشید.
• از بابت سبک آموزش خیالتون راحت باشه، چرا که این دوره اولین دوره ما نیست و جوابش رو پس داده.

چه پیشنیازهایی لازم دارم؟

در این دوره مفاهیم الکترونیکی از صفر صفر توضیح داده شده اما در بحث برنامه نویسی نیازه زبان C رو بلد باشید.

• دوره آموزش زبان C برای میکروکنترلرها

دوره مقدماتی است یا تا سطح پیشرفته؟

میکروکنترلرها دنیای وسیعی دارند و اگر همه بخش های میکروکنترلر به صورت تخصصی در قالب یک بسته آموزش بخواد گنجانده و آماده بشه، به چند دلیل امکان پذیر  و توجیه پذیر نیست. در ادامه دلایل مهم رو میبینیم.

• دانشپذیر با دیدن حجم مطالبی که یکباره با آنها مواجه میشه و باید یاد بگیره روبه رو میشه و احتمالا بیخیال یادگیری میشه!
• هزینه همچین دوره ای به نسبت بسیار بالا خواهد بود و شاید دانشپذیر نیاز به همه موارد نداشته باشد.
• همینطور طراحی همچین بسته ای احتمالا چند سال زمان بر هست و در زمان تکمیل احتمالا مطالب تازگی خود را از دست داده و نرم افزارها ورژن خورده اند. بنابراین از هر دو سمت توجیه ندارد.

سرفصل های موجود در دوره پیش رو، بخش اول مورد نیاز برای یادگیری میکروکنترلرهای STM32 هست و به صورت کامل از موارد ابتدایی تا جزئیات بیشتر و تخصصی پوشش داده شده است. سرفصل های بعدی مربوط به میکروکنترلر STM32 در قالب دوره های بعدی قابل ارائه است (در صورتی که بازخوردهای دوره به اندازه کافی و خوب باشه حتما سرفصل های بعدی رو در قالب دوره های بعدی خواهیم داشت)

زمان و مکان دوره ؟

• در حال حاضر 55 جلسه در قالب 7 فصل و معادل حدود 11 ساعت است.
• مدت زمان هر جلسه به طور متوسط 12 دقیقه است.
• مکان دوره در کامپیوتر شخصی شما! دوره ضبط شده است.

روش مشاهده دوره STM32

• دوره های ما با سناریوی خاصی طراحی شده و داستانوار هستند، همینطور تمام مثال هایی که بررسی میشوند هدفمند هستند و قرار است ناخودآگاه مسائل ریشه ای را در ذهن شما هک کند.
• بدون شک نت برداری و اجرای همزمان پروژه ها در زمان دیدن آموزش ها، کیفیت یادگیری شما رو چند برابر میکند.
• اگر قبلا آموزش هایی دیدید، مطمئن بشید که ظرفتون رو خالی میکنید تا فضای کافی برای جذب اطلاعات دوره رو داشته باشید.
• اگر بخشی را از قبل آشنایی دارید، پرش نکنید! سرعت پلی بک ویدئو را افزایش دهید و با سرعت بیشتر مرور کنید، مطمئن باشید کلی نکات ریشه ای در انتظار شماست!
• اگر تازه کار هستید و سرعت انتقال اطلاعات برای شما زیاد است، سرعت پلی بک ویدئو را کاهش دهید، گاهی ویدئو را پاز کنید و نکات را به زبان خودتان یادداشت کنید! در پایان دوره توانمندی های شما متحول خواهد شد!
• بنابراین مهم است که آموزش ها از جلسه اول یکی یکی مشاهده شوند و تا آموزش جلسه اول تمام نشده، جلسه دوم شروع نشود.
• لذا برای اطمینان از این مورد، در زمان تهیه دوره، به چند بخش اولیه مطالب دوره دسترسی خواهید داشت، به مرور بعد از به پایان رساندن بخش اولیه دوره، بخش دوم به صورت خودکار برای شما فعال خواهد شد. (اگر نشد چی؟ به پشتیبانی واتساپ پیام بدید تا براتون فعال کنن!)
• خوشحال میشیم فیدبک های شما رو در کنار نظرات سایر شرکت کنندگان در بخش نظرات دوره داشته باشیم. ما همواره در تلاشیم کیفیت دوره هامون رو افزایش بدیم و این امر تنها با فیدبک های شما ممکن است. سپاس که برای نظر دادن وقت میگذارید.

سرفصل های دوره آموزش میکروکنترلر STM32 – بخش یک

فصل اول

این فصل شامل 6 جلسه است.

• انتخاب سخت افزار مناسب برای شروع
• آشنایی با بخش های مختلف برد انتخاب شده و نکات الکترونیکی
• انتخاب منبع تغذیه و بهترین انتخاب برای شروع

فصل دوم

این فصل شامل 8 جلسه است.

• انواع پروگرامرها و بهترین انتخاب برای شروع
• نصب درایور و نرم افزارهای استفاده شده در دوره
• نحوه استفاده از cubeIDE ، ایجاد پروژه، برنامه نویسی و پروگرام کردن
• نحوه استفاده از Keil ، ایجاد پروژه ، برنامه نویسی و پروگرام کردن

فصل سوم

این فصل شامل 6 جلسه است.

• بررسی واحد IO ورودی/خروجی در حین انجام چند مثال و بررسی نکات
• ریفکتور کردن کد و نحوه نوشتن برنامه خوانا

فصل چهارم

این فصل شامل 5 جلسه است.

• بررسی فایل startup
• بررسی واحد NVIC در جزئیات و مراحل اجرا
• راه اندازی وقفه خارجی Ext. Interrupt
• نحوه اولویت بندی وقفه ها و فلسفه اولویت بندی.
• آشنایی با مودهای بهینه سازی (Optimization) و امکانات هر کدام در جزئیات.

فصل پنجم

این فصل شامل 13 جلسه است.

• بررسی سیستم کلاک (Clock) و منابع مختلف
• بررسی یک مثال، نحوه خواندن کتابخانه
• بررسی واحد SysTick در جزئیات
• بررسی واحد تایمر Timer با جزئیات
• پیکربندی تایمر در مود تایمر و شمارنده و بررسی انواع روش ها
• بررسی واحد تایمر از  روی دیتاشیت
• پیاده سازی یک مثال و  روتین وقفه تایمر
• مثال رفع تداخل تایمینگ برنامه به کمک تایمر
• نحوه محاسبات کاربردی تایمینگ و رزولوشن واحد Timer
• تشریح قابلیت تایمرها و دیاگرام ها
• نحوه زمانسجی بر حسب میکروثانیه.
• خواندن کتابخانه و مثال های بیشتر

فصل ششم

این فصل شامل 6 جلسه است.

• بررسی واحد PWM با جزئیات
• پیاده سازی چند مثال و آشنایی با کاربردهای وسیع PWM
• بررسی انواع روش های پیاده سازی PWM و قابلیت ها
• نحوه محاسبات کاربردی تایمینگ، فرکانس و رزولوشن PWM

فصل هفتم

این فصل شامل 11 جلسه است.

• بررسی واحد ADC با جزئیات
• بررسی مودهای ADC
• بررسی روش های خواندن اطلاعات ADC ، به روش Polling ، وقفه ای و DMA
• بررسی روش های خواندن کانال ADC ، تک کاناله و چند کاناله
• کاربردهای روش های Regular و Injected
• مود سگ نگهبان برای ADC
• به همراه مثال های کاربردی و آموزشی.
• بررسی جزئیات بیشتر از روی برگه های اطلاعاتی.