دوره فشرده توسعه آردوینو و میکروکنترلر

آنچه یاد خواهید گرفت:

• با میکروکنترلرها، ریزپردازنده ها و معماری داخلی آنها از جمله نحوه اجرای دستورالعمل های، ALUs، باس‌ها و MMUs و DMA و موارد دیگر آشنا می‌شوید.
• به مباحث تئوری و عملی مهندسی دستگاه‌های تعبیه‌ شده از LED چشمک زن تا ساخت سیستم‌های پیچیده با سنسورها، اکچویتورها و نمایشگرها مسلط می‌شوید.
• سخت‌افزار، نرم‌افزار و APIs پلتفرم آردوینو را به عنوان یک پلتفرم کاری برای کشف سیستم‌های پیچیده‌تر مانند ARM در ادامه دوره یاد می‌گیرید.
• ++C و C را از پایه درک کرده و نحوه نوشتن سفت‌افزار موثر برای سیستم‌های تعبیه‌شده و سیستم‌های محدود شده به حافظه و رایانش را یاد می‌گیرید.
• یاد می‌گیرید که چگونه پردازنده‌ها در سطح bare metal از جمله برنامه‌نویسی زبان اسمبلی درون خطی و خارجی و ارتباط‌دهی با ++C و C اجرا می‌شوند.
• به مباحث پیشرفته علوم کامپیوتر مانند تئوری بهینه‌سازی، ساختارهای داده، بازگشت، وقفه‌ها و تحلیل Big O مسلط می‌شوید.
• multitasking را در میکروکنترلرها با توسعه یک کرنل round-robin مبتنی بر وقفه و همچنین استفاده از FreeRTOS بررسی می‌کنید.
• در استفاده از ابزارهای مختلف مانند کامپایلرها، Arduino IDE ،TinkerCAD ،EasyEDA ،Replit، ویژوال استودیو کد، CodeLite ،WokWi ،Fritzing ،MPLabX و STM32CubeIDE و موارد دیگر متخصص می‌شوید.
• اصول الکترونیک مانند قوانین اهم و کیرشهف، تحلیل مدار، طرز کار کامپوننت‌های پسیو، ترانزیستورها و FETs را یاد می‌گیرید.
• با مبانی سیستم‌های آنالوگ و دیجیتال و ساخت مدارهای منطق ترکیبی و ترتیبی با TTL و CMOS ICs آشنا می‌شوید.
• بر منطق‌های برنامه‌پذیر و اصول CPLDs ،PALs ،GALs و FPGAs غلبه می‌کنید و یک پرایمر درباره زبان‌های توصیف سخت‌افزار و CUPL یاد می‌گیرید.
• انواع حافظه‌های مختلف از جمله FLASH ،RAM ،SRAM و EEPROM و کاربردهای متفاوت آنها را درک می‌کنید.
• به مدیریت توان و sleep modes مسلط شده و یاد می‌گیرید که چگونه در طراحی‌های تعبیه‌شده خود دستگاه‌های جانبی را خاموش کنید، از وقفه‌ها بیدار شوید و به طور موثر انرژی را مدیریت کنید.
• یاد می‌گیرید که چگونه دیتاشیت‌ها را بخوانید، تحقیق کنید و مانند یک حرفه‌ای به APIs و مستندات بپردازید.
• نرم‌افزارهای شبیه‌سازی را برای تست ایده‌های خود کشف کرده و سیستم‌ها را به‌طور مجازی قبل از کامیت کردن به سخت‌افزار فیزیکی می‌سازید.
• یاد می‌گیرید که چگونه پروژه‌های تعبیه‌شده را با خیال راحت با استفاده از breadboards بدون لحیم، سیم‌کشی نقطه به نقطه و تاکتیک‌هایی برای عملکرد سریع‌تر بسازید.
• یاد می‌گیرید که چگونه از تجهیزات تست، مانند مولتی‌مترهای دیجیتال، اوسیلوسکوپ‌ها، آنالایزرهای منطق و منابع تغذیه به درستی استفاده کنید.
• پروژه‌های bench زیادی را می‌سازید، از جمله یک کنسول بازی کامل مبتنی بر آردوینو که یک بازی سه‌بعدی وایرفریم را اجرا می‌کند و مجهز به LCD RGB، گیم پد، صدا و موارد دیگر است.
• به یکی از سریع‌ترین و پردرآمدترین زمینه‌های مهندسی در جهان مسلط می‌شوید.

پیش‌نیازهای دوره

• این یک دوره عملی است، ما پروژه‌هایی با پلتفرم آردوینو می‌سازیم، بنابراین برای دنبال کردن ساخت‌های فیزیکی، دانشجویان باید سخت‌افزار آردوینو و کامپوننت‌های دیگر را خریداری کنند.
• این دوره الکترونیک، میکروکنترلرها، ++C و C و مهندسی تعبیه‌شده را از پایه آموزش می‌دهد، بنابراین نیاز به دانش قبلی نیست.

توضیحات دوره

ما همه موارد را از الکترونیک اولیه و معماری ریزپردازنده تا پیچیدگی‌های پلتفرم آردوینو، ARM و برنامه‌نویسی بررسی خواهیم کرد. شما مهارت‌های ضروری برنامه نویسی ++C و C را برای نوشتن کد خود، بهینه‌سازی آن و درک مفاهیم پیشرفته مانند وقفه‌ها، ساختارهای داده، multitasking و برنامه‌نویسی شی‌گرا یاد خواهید گرفت. با استفاده از شبیه‌سازها، کامپایلرها، IDEs و CAD، برنامه‌های ورودی شماتیک و تجهیزات مختلف تست الکتریکی، اسرار پروتکل‌ها و سیگنال‌های ارتباطی را کشف خواهیم کرد که به شما امکان می دهد فرآیندهای اساسی را ببینید و درک کنید.

سفر ما عملی و کاربردی خواهد بود و هر درس، ترکیبی از تئوری، محاسبات و مثال‌های واقعی است. ما شبیه‌سازی‌ها را می‌سازیم، سخت‌افزار فیزیکی ایجاد کرده و کارهای خود را تست و اجرا می‌کنیم.

این دوره برای چه کسانی مناسب است؟

• کسی که می‌خواهد درباره آردوینو، میکروکنترلرها و مهندسی تعبیه‌شده یاد بگیرد.
• برنامه‌نویسان و کدنویسانی که می‌خواهند به جنبه سخت‌افزاری توسعه در سطح میکروکنترلرها بپردازند.
• علاقه‌مندان و هکرهایی که می‌خواهند درباره پلتفرم آردوینو، چیستی آن و نحوه استفاده از آن برای ساخت پروژه‌ها، گجت‌ها و contraptions بیاموزند.
• دانشجویانی که به دنبال یک دوره واحد هستند که همه موارد را از پایه پوشش دهد تا در انتها بتوانند یک پروژه تعبیه‌شده را تصور کرده، طراحی کرده و با اطمینان بسازند.