Курс програмування мікроконтролерів

Відеозаписи лекцій без зворотного зв’язку та участі викладача. Ви отримаєте доступ до матеріалів одразу після оплати.

Програміст мікроконтролерів – це не тільки сучасна спеціальність, а й спеціальність майбутнього, оскільки незабаром усі системи та пристрої будуть роботизовані, тому різко зросте попит на робототехніків. А тямущий робототехнік має добре знати не лише механіку, а насамперед і програмування мікроконтролерів.

Для кого призначений курс

Даний курс розрахований головним чином для початківців, але також буде корисним для тих, хто вже має певний досвід програмування мікроконтролерів, а також для студентів відповідних спеціальностей.

Відмінною особливістю даного онлайн курсу є простота і доступність викладу матеріалу. Тому курс придатний навіть для тих, хто не володіє глибокими знаннями в галузі програмування та електроніки.

Який тип мікроконтролерів будемо вивчати

Обирати для навчання тип мікроконтролера слід з урахуванням попиту ринку. Якщо подивитися вакансії, пов’язані з програмуванням мікроконтролерів, то можна виявити, що більш ніж у 90 % вакансій потрібні програмісти мікроконтролерів лінійок AVR і STM. Мікроконтролери STM є досить потужною «зброєю», але складні для розуміння початківцям-програмістам, крім того, STM не випускаються в DIP корпусах, що створює деяку незручність на початкових етапах вивчення, – їх без спеціальних перехідників не встановити на макетній платі.

З цих причин ми вивчатимемо мікроконтролери серії AVR, що дасть змогу глибше зрозуміти структуру і механізм програмування мікроконтролерів. Крім того, опанувавши МК AVR, Вам буде дуже просто самостійно освоїти ARDUINO. Ба більше, після вивчення МК AVR ARDUINO здасться не такою вже цікавою «штукою» і виникне бажання перейти до освоєння МК STM.

Для навчальних цілей за базовий МК ми візьмемо ATmega8, але також будемо тренуватися писати коди для МК інших типів: ATmega48, ATmega16, ATmega8535, ATmega328, ATtiny2313, ATtiny13 тощо.

Загалом, після вивчення курсу ви зможете написати програму для будь-якого МК серії AVR, оскільки ми будемо детально вивчати даташити МК різних типів.

Якою мовою програмування будемо писати програми

Здебільшого мікроконтролери програмують на таких мовах: C, С, Python, а також на Асемблері. Знати асемблер – це добре, але досвід показує, що програмування мікроконтролерів для початківців має набагато цікавіший і захопливіший вигляд мовою C. Тому в даному курсі особлива увага приділяється мові C, причому С викладається з урахуванням того, що у слухачів раніше не було жодного досвіду програмування зовсім, тобто ми вивчатимемо C від найбазовіших понять до цілком пристойного рівня.

Програма курсу

Програма курсу передбачає вивчення всіх пунктів, наведених нижче. Основний наголос зроблено на практичний бік, тому будемо розв’язувати практичні задачі, що застосовуються в реальних пристроях.

Програма курсу включає такі основні (на заняттях уроків буде більше) пункти:

– Загальні поняття про МК і перспективи розвитку. Середовище розробки та емуляція роботи мікроконтролера.
– Порти введення-виведення мікроконтролерів. Налаштування портів на вхід і вихід.
– Бібліотека затримок. Формування часових інтервалів. Оператор if.
– Підключення кнопки. Деренчання контактів і боротьба з ним. Оператор while.
– Логічні та побітові операції.
– Таймер-лічильники мікроконтролера. Налаштування таймер-лічильників. Переповнення і порівняння значень таймер-лічильників. Таймер-лічильник у режимі захоплення. (Формування звуку, зміна яскравості світла).
– Зовнішні переривання мікроконтролерів. Переривання від таймер-лічильників.
– Загальні відомості про семисегментні індикатори. Підключення семисегментних індикаторів до мікроконтролерів. Семисегментні індикатори зі спільним анодом і спільним катодом.
– Принцип роботи динамічної індикації. Підключення багаторозрядної динамічної індикації до мікроконтролерів. Масиви.
– Оператор switch case. Підключення динамічної індикації до довільних виводів мікроконтролера.
– Таймер і секундомір із застосуванням динамічної індикації.
– Широтно-імпульсна модуляція мікроконтролерів AVR. Регулювання потужності за допомогою ШІМ. Регулювання яскравості освітлення за допомогою ШІМ. Формування звуку за допомогою ШІМ мікроконтролера.
– Принцип роботи та налаштування аналогово-цифрового перетворювача МК.
– Цифровий вольтметр на МК.
– Створюємо цифровий амперметр і вольтметр-амперметр на МК. Ватметр на мікроконтролері.
– Підключення датчиків з аналоговим виходом до МК. (Датчик температури, рівня води, ультразвуковий датчик відстані тощо).
– Принцип роботи та налаштування аналогового компаратора.
– Енергонезалежна пам’ять мікроконтролера. Налаштування EEPROM МК. Рахунок, запам’ятовування та відображення кількості подій.
– Принцип роботи та налаштування інтерфейсу I2C (TWI) МК AVR. Підключення зовнішньої EEPROM до мікроконтролера по каналу I2C.
– Підключення датчика температури і поглиблена робота з даташитами пристроїв з інтерфейсом I2C. Налаштування, налагодження та виявлення помилок під час передавання даних по I2C. Підключення датчиків температури та датчиків вологості.
– Підключення рідкокристалічних дисплеїв до мікроконтролерів.
– Принцип роботи та налаштування інтерфейсу UART мікроконтролера AVR.
– Застосування потоків даних під час керування мікроконтролером за командою, що надходить із комп’ютера за допомогою інтерфейсу UART.
– Підключення різних датчиків до мікроконтролера за інтерфейсом UART.
– Інтерфейс SPI. Принцип роботи та налаштування.
– Підключення датчиків за інтерфейсом SPI.
– Підключення термопари за допомогою перетворювача MAX6675.
– Керування кроковими двигунами та двигунами постійного струму. Вивчення та підключення драйверів.
– Звертаю Вашу увагу на те, що дана програма розкриває більше питань, ніж у деяких вишах з відповідних дисциплін.

Після вивчення курсу на Вас очікує наступне:

– Полюбите мікроконтролери і більше не будете їх боятися.
– Навчитеся програмувати мікроконтролери будь-яких типів серії AVR.
– Набудете навичок впевненого програмування мовою C.
– Навчитеся читати і розуміти даташити (технічну документацію) мікроконтролерів, датчиків, радіоелектронних елементів.
– Зможете розробляти електронні пристрої середньої складності на базі мікроконтролерів AVR.
– Зможете дуже швидко і без зусиль освоїти ARDUINO.
– Буде набагато простіше і цікавіше вивчати мікроконтролери інших серій: STM, PIC тощо.
– Придбаєте нову професію і навіть зможете працювати програмістом мікроконтролерів.