میکروکنترلر STM چیست؟ برنامه نویسی STM32

برای یادگیری میکروکنترلرها، منابع زیادی مانند کتاب‌ها، دوره‌های آنلاین، ویدیوهای آموزشی و پروژه‌های عملی وجود دارد. وب‌سایت‌هایی مانند Arduino.cc، Microchip و STMicroelectronics منابع آموزشی و مستندات مفیدی ارائه می‌دهند. همچنین، انجام پروژه‌های عملی و شرکت در جوامع آنلاین مانند فروم‌ها و گروه‌های برنامه‌نویسی می‌تواند به شما کمک کند تا مهارت‌های خود را تقویت کنید. با تمرین مداوم و یادگیری مستمر، می‌توانید به یک متخصص میکروکنترلر تبدیل شوید و در حوزه‌های مختلف الکترونیک و سیستم‌های تعبیه‌شده فعالیت کنید. دوره آموزشی میکروکنترلر ARM از مجموعه دوره‌های آموزش برنامه نویسی مکتب خونه با رویکردی متفاوت نسبت به سایر دوره‌های موجود در این زمینه ارائه می‌شود. در این دوره آموزش ARM، کاربران ضمن آشنایی با خانواده‌ها و امکانات میکروکنترلرهای شرکت ST، واحدهای مهم و امکانات میکروکنترلرهای STM32F10xx را به همراه جزئیات آن‌ها می‌آموزند.

توجه داشته باشید با این که از CPU جدا است اما پردازنده آن را کنترل میکند. تایمر مانند یک رجیستر است که مقادیر آن به صورت اتوماتیک کم و زیاد میشود. نحوه کار تایمر / کانتر به این صورت است که اغلب از صفر شروع میکند به شمارش و ترتیب میشمارد تا به مقدار حداکثری که برای آن تعریف شده است برسد. در زندگی روزمره ما برنامه ریزی هایی داریم که با توجه به زمان انجام میشوند. برنامه ای که شما برای میکروکنترلر مینویسید همه زیر نظر واحد Timer/Counter انجام میشود.

شما میتوانید در بسیاری از دستگاه های امبدد این میکروکنترلر های را مشاهده کنید. سخت افزار در حقیقت همان برد های آردوینو هستند که اکثرا از میکروکنترلر های AVR به عنوان مغز استفاده میکنند. شما میتوانید برنامه نویسی آردوینو را هم در سایت آیرنکس آغاز کنید و به یادگیری آن بپردازید. میکروکنترلر های AVR از میکروکنترلر های قدیمی بازار هستند که با گذشت سال ها هنوز هم در بسیاری از پروژه ها مورد استفاده قرار میگیرند. برنامه نویسی AVR اکثرا با کامپایلر حرفه ای اتمل استودیو یا کدویژن انجام میشود. این میکروکنترلر دارای CPU، پورت ‌های ورودی و خروجی، حافظه‌ RAM و ROM و قسمت های مهم دیگر است.

این قطعه کوچک، وظیفه دریافت و پردازش ورودی‌ها را بر عهده دارد و بر اساس برنامه‌ای که روی آن نوشته شده، خروجی‌های لازم را برای کنترل بخش‌های مختلف سیستم ایجاد می‌کند. به بیان ساده‌تر، میکروکنترلر زبان مشترکی بین دنیای دیجیتال (دستورات نرم‌افزاری) و دنیای آنالوگ (عملکرد سخت‌افزاری) برقرار می‌کند. زبان اسمبلی نوعی زبان برنامه نویسی سطح پایین برای کامپیوتر یا هر دستگاه قابل‌برنامه‌ریزی دیگری است که نزدیک‌ترین زبان به زبان ماشین به‌حساب می‌آید. این زبان اغلب مختص یک معماری کامپیوتر خاص است، بنابراین انواع مختلفی از زبان‌های اسمبلی وجود دارد. ARM نوعی زبان اسمبلی بسیار محبوب به‌حساب می‌آید و دوره آموزش ARM مکتب خونه با هدف آموزش این زبان محبوب تهیه و تدوین شده است که در ادامه به معرفی آن خواهیم پرداخت.

با توجه به این پارامتر ها، بیایید نگاهی به این پارامتر ها و انواع مختلف میکروکنترلر ها بیاندازیم. هر وسیله الکتریکی که اطلاعات را ذخیره ، اندازه گیری ، نمایش یا محاسبه می کند از یک میکروکنترلر تشکیل شده است. اگر به دنبال راهی برای یادگیری الکترونیک و رباتیک هستید، همین امروز در دوره‌های میکیوب ثبت‌نام کنید و آینده شغلی خود را تضمین کنید. اگر شما نیز فکر می‌کنید بیش از هر چیز میکروکنترلرها شهرت و محبوبیت خود را مدیون نظریه «اینترنت اشیاء» هستند، سخت در اشتباهید. بگذارید برنامه ساده ال ای دی چشمک زن را روی برد STM32 با استفاده از آردوینو بارگذاری کنیم تا بدانیم که همه چیز به خوبی انجام شده است. ریسک (RISC) اصلی‌ترین استراتژی طراحی CPU است که در پردازنده‌های آن اجرا می‌شود.

سطح سختی یادگیری میکروکنترلرهای ARM به پیش‌زمینه‌ی علمی و تجربه‌ی قبلی شما در زمینه برنامه‌نویسی و الکترونیک بستگی دارد. یکی از مزایا این است که دستورالعمل‌ها می‌توانند با سرعت بیشتری اجرا شوند و به‌طور بالقوه امکان سرعت بیشتر را فراهم می‌کنند (سیستم‌های RISC زمان اجرا را با کاهش چرخه‌های ساعت در هر دستورالعمل کوتاه می‌کنند). نکته منفی این است که دستورالعمل‌های کمتر به معنای تأکید بیشتر بر نوشتن کارآمد نرم‌افزار با دستورالعمل‌های محدود موجود است. همچنین نکته مهم این است که ARM دو حالت دارد، حالت ARM و حالت Thumb. به عنوان نکته ای آخر باید بدانید که بدون دانش الکترونیک قادر نخواهید بود برای IC برنامه نویسی کنید. پس باید علاوه بر یادگیری زبان برنامه نویسی، مبانی الکترونیک را یاد بگیرید.

اگر نوشته بالا برای شما مفید بوده است، آموزش‌های زیر نیز به شما پیشنهاد می‌شوند. 2-  پس از واریز وجه، لایسنس دوره (یک کد) در تلگرام برای شما ارسال میشه. حالا که با میکرکنترلر AVR آشنا شدیم، بیایید بخش های مختلف آن را نیز بررسی کنیم. برای گذراندن دوره حداقل زمانی وجود ندارد و شما می توانید در هر زمانی که مایل هستید فعالیت های مربوطه را انجام دهید. خیر؛ شما با خرید دوره می توانید در آن دوره شرکت کنید و به محتوای آن دسترسی خواهید داشت.

اگر کنجکاو هستید که نام AVR از کجا برگرفته شده است باید بدانید که دقیقا مشخص نیست اما برخی معتقد هستند که مخفف نام سازندگان آن و RISC یعنی Alf and Vegard’s RISC Processor است. میکروکنترلر AVR ابتدا توسط شرکت Atmel طراحی شد و از اولین میکروکنترلرهایی بود که در آن از حافظه‌ Flash برای ذخیره‌ سازی برنامه‌ها استفاده شد. هرکسی که علاقه‌مند به آموزش avr باشد می‌تواند این دوره آموزشی را دنبال کند. اگر به الکترونیک، سیستم‌های تعبیه‌شده علاقه‌مند هستید یا فقط عاشق سخت‌افزار هستید، یادگیری برنامه‌نویسی AVR می‌تواند یک تجربه ارزشمند و ارزشمند باشد. یک میکروکنترلر می تواند از RISC مجموعه دستورالعمل کامپیوتری کاهش یافته یا CISC مجموعه دستورالعمل کامپیوتری پیچیده استفاده کند. همانطور که از نامش مشخص است، RISC زمان کار برای تعیین چرخه ساعت یک دستورالعمل را کاهش می دهد.

همچنین دارای دو پین هدر است که می تواند برای جابجایی حالت بوت MCU بین حالت برنامه نویسی و حالت عملیاتی استفاده شود، ما بعدا در این آموزش اطلاعات بیشتری در مورد اینها کسب خواهیم کرد. چندین IDE دیگر نیز وجود دارند که برای کار با میکروکنترلرهای STM32 در دسترس هستند. جدا از ابزارهای نرم‌افزاری، یک برنامه‌نویس سریالی درون‌مداری (ICSP) برای پروگرام و تست کد روی میکروکنترلر ARM مورد نیاز است. ICSP باید از طریق درگاه USB میکروکنترلر را با ابزارهای نرم افزاری PC متصل کند. آموزش مباحث عمومی زبان برنامه نویسی C ، همراه با کد نویسی و دیباگ کد ها روی STM32F103 ، همزمان هم نکات استفاده از STM32CubeIDE و کلا هر چی دکمه در این نرم افزار وجود داره رو یادمیگیرید. میکروکنترلرها را نمی‌توان به یک قسمت خاص محدود کرد به طور کلی کاربرد میکروکنترلرها بسیار شناخته شده هستند و در بسیاری از اماکن استفاده می‌شوند.

اگر دوست دارید یک سایت را برنامه نویسی کنید بهتر است زبان PHP و ASP و … بیاموزید و اگر به برنامه نویسی برنامه های موبایلی علاقه مند هستید بهتر است زبان های آندروید را یاد بگیرید. اما اگر دوست دارید برای سخت افزارها برنامه نویسی انجام دهید باید زبان های برنامه نویسی C   یا خانواده های آن مانند  C++ یا C# برا بیاموزید. این‌قدر عالی طراحی و ساخته‌شده‌اند که هم‌اکنون نیز باوجود میکروکنترلر های جدید و حتی پرسرعت‌تر نیز از جایگاه ویژه‌ای برخوردار هستند و بردهای به‌اصطلاح آردوینو مبتنی بر میکروکنترلر AVR طراحی‌شده‌اند. به لطف حضور این میکروکنترلر دیگر نیازی نبود برای راه‌اندازی یک LED ساده کلی چالش را تحمل‌کنید. کافی است یک کریستال و تغذیه به میکروکنترلر وصل کنید و با یک پروگرامر ساده برنامه موردنظر که اکثراً به‌صورت اسمبلی نوشته می‌شود بر روی اون بریزید و از کارکردن اون لذت ببرید. ریزپردازنده های رایانه شخصی حداقل 32 بیتی هستند و معمولاً اکنون 64 بیتی هستند.

به‌علاوه، حتی اگر شما حرفه‌ای هستید و می‌خواهید مهارت‌های خود را تقویت کنید، می‌توانید به این آموزش ملحق شوید. بعد از اون نوبت به سری 8051 اینتل رسید، دیگه می‌شد اسم این چیپ را میکروکنترلر گذاشت، این میکروکنترلر دیگه همه‌چیز داشت رم، تایمر، پورت، حافظه پروگرام و…. 7- کنترل وقفه  کنترل وقفه یکی از ویژگی های قدرتمند میکروکنترلرها است. این نوعی اعلان است که روند مداوم را قطع کرده و دستورالعمل انجام وظیفه تعریف شده توسط کنترل وقفه را می دهد. و باید بدانید که میکروکنترلر های سری ARM به مراتب قیمت بیشتری نسبت به میکروکنترلر های سری AVR دارند.

رایانه شخصی دارای یک سیستم عامل (ویندوز یا لینوکس) است و برنامه هایی مانند Word یا Internet Explorer یا Chrome را اجرا می کند که کارهای خاصی را انجام می دهند. یک میکروکنترلر 8 بیتی مانند AVR معمولاً دارای سیستم عامل نیست، اگرچه در صورت نیاز می تواند یک سیستم عامل ساده را اجرا کند و در عوض فقط یک برنامه را اجرا می کند. به طور مثال در کامپایلر اتمل استودیو و کدویژن از زبان C، بسکام زبان بیسیک و … استفاده میشود. زبان برنامه نویسی اتمل استودیو و کدویژن یکی است اما نمیتوان از کد کامپایلر دیگر برای کامپایلر دیگر استفاده کرد. میکروکنترلرها با توجه به حافظه ، معماری ، بیت و مجموعه دستورالعمل ها به دسته های مختلفی تقسیم میشوند. دلیل عمده محبوبیت بی نظیر میکروکنترلر ها توانایی آن ها در کاهش اندازه و هزینه محصول یا طرح، در مقایسه با طرحی است که با استفاده از ریزپردازنده جداگانه، حافظه و دستگاه های ورودی / خروجی ساخته می شود.

این همان کاری است که میکروکنترلرها انجام می‌دهند؛ اما در دنیای متنوع میکروکنترلرها، نوع خاصی به نام ARM حرف‌های زیادی برای گفتن دارد. این فصل از دوره آموزش ARM با هدف ایجاد زمینه‌های اولیه در حوزه میکروکنترلر‌ها است. همچنین در این فصل به معرفی و آشنایی میکروکنترلرهای ARM، تراشه STM323F10X، نام‌گذاری میکروکنترلرهای شرکت ST، برد STM32F103RCT، بلوک دیاگرام STM32F10X و ابزارهای پروگرام کردن تراشه STM32F10X پرداخته می‌شود. میکروکنترلرهای AVR در بسته‌های مختلفی عرضه می‌شوند که برخی برای نصب از طریق سوراخ و برخی برای نصب سطحی طراحی شده‌اند. AVR ها با 8 تا 100 پین در دسترس هستند، میکرو کنترلر با 64 پین یا بالاتر فقط روی سطح (SMD) نصب می شود.

در این سری مقالات با عنوان آموزش کاربردی AVR، ۵ جلسه آموزشی قرار داده شده است. در جلسه اول، نحوه کارکرد میکروکنترلر و میکروپروسسور‌ها بررسی می‌شود. در جلسه دوم، به بررسی معماری داخلی AVR، انواع حافظه‌ها، نحوه عملکرد CPU و واحدهای مختلف در میکروکنترلر AVR پرداخته می‌شود. در جلسه سوم، با سخت‌افزار میکروکنترلر، Pinout و کار با رجیسترهای آن آشنا می‌شوید. در جلسه چهارم، بیش‌تر وارد محیط برنامه‌نویسی شده و نکات جلسه قبل کدنویسی می‌شود. در جلسه آخر، برای ایجاد یک دید کلی از قسمت سخت‌افزاری AVR  توضیحاتی ارائه می‌گردد.

آنها قابلیت برنامه‌ریزی و اجرای برنامه‌های کنترلی را دارند و معمولاً در صنایع مختلف مانند خودروسازی، رباتیک، الکترونیک صنعتی و سیستم‌های خانگی استفاده می‌شوند. میکروکنترلر های AVR یکی از محبوب ترین میکروکنترلر ها برای انجام پروژه های مختلف هستند. شما میتوانید با توجه به نیاز خود یک میکروکنترلر سری AVR را تهیه کنید، آن را برنامه نویسی کنید و از پروژه خود لذت ببرید. در این مقاله به بررسی میکروکنترلر های AVR و معرفی مرجعی برای یادگیری حرفه ای آن میپردازیم. قطعه‌ای هوشمند که دستورات ما را دریافت کرده و آن‌ها را به عملکردهای فیزیکی تبدیل می‌کند.

در اینجا کدهای ساده برای پروژه‌های مختلف میکروکنترلر ARM را در اختیار شما قرار می‌دهم. توجه داشته باشید که این کدها به‌صورت پایه‌ای نوشته شده‌اند و ممکن است نیاز به تنظیمات خاص سخت‌افزاری یا پیکربندی‌های مختلف داشته باشند. حال که با مفاهیم پایه‌ای و ابزارهای لازم آشنا شدید، وقت آن است که به طراحی مدار و پیاده‌سازی پروژه بپردازید. در این مرحله، شما باید درک عمیقی از نیازهای پروژه خود داشته باشید و از میکروکنترلر ARM برای کنترل و پردازش داده‌ها استفاده کنید. برای مثال، اگر پروژه شما یک سیستم اتوماسیون خانگی است، باید توانایی استفاده از ورودی‌ها و خروجی‌های دیجیتال و آنالوگ میکروکنترلر ARM را داشته باشید. از قدیمی‌ترین و ارزان‌ترین و همچنین پرکاربردترین نوع ریز پردازنده، خانواده میکروکنترلر ۸۰۵۱ است.

این ویدیوها به‌طور عملی پروژه‌ها را توضیح می‌دهند و کمک می‌کنند تا مفاهیم به‌خوبی درک شوند. میکروکنترلر شامل تمام اجزای لازم برای کارکرد یک سیستم کامپیوتری در یک تراشه است، در حالی که میکروپروسسور فقط واحد پردازش مرکزی را شامل می‌شود و برای کارکرد به قطعات جانبی دیگری نیاز دارد. به طور خلاصه، میکروکنترلرها به عنوان قلب تپنده‌ی بسیاری از دستگاه‌های الکترونیکی، امکان ایجاد دنیایی هوشمندتر و متصل‌تر را فراهم می‌کنند. به‌جز موارد ذکر شده در انتخاب میکروکنترلر قیمت، ادوات جانبی، تعداد پورت‌های ورودی – خروجی، میزان دردسترس‌بودن و نوع زبان برنامه‌نویسی نیز از نکات حائز اهمیت فراوان هستند. میکروکنترلر ها، کاربردهای فراوانی دارد و نقش مهمی در سریال پیشرفت تکنولوژی ایفا کرده است.

زمانی که میکروکنترلر های ARM روانه بازار شدند AVR ها تقریبا از دور رقابت کنار گذاشته شدند و به همین دلیل میکروکنترلرهای  AVR بسیار گران تر هستند. میکروکنترلر ها انواع مختلفی دارند اما از معروف ترین آنها می توان به AVR و ARM اشاره کرد. حدود بیست سال پیش بود که سری جدید میکروکنترلر شرکت اتمل بانام AVR وارد بازار جهانی و ایران شد که با امکانات خارق‌العاده‌ای که داشت در فرصت کمی تونست تمام رقبای قدیمی خودش را پشت سر بگذارد. اندازه حافظه داخلی نیز در انواع مختلف میکروکنترلر ها متفاوت است و به طور کلی میکروکنترلر هایی با حافظه 4B تا 4Mb را می توانید پیدا کنید. یعنی هرچیزی را که شما با استفاده از کامپایلر به میکروکنترلر بدهید، میکروکنترلر آن را انجام میدهد.

مکتب‌خونه، یکی از پلتفرم‌های آموزشی معتبری است که دوره‌های آنلاین آموزش میکروکنترلر را در اختیار متقاضیان و علاقه‌مندان قرار داده است. در صورتی که شما هم تمایل دارید با کلیات، جزئیات و قوانین حاکم بر میکروکنترلرها و برنامه‌نویسی آن‌ها آشنا شوید، در دوره‌های آموزش میکروکنترلر مکتب‌خونه شرکت کنید. علاوه بر این، محیط برنامه نویسی میکروکنترلر ها امکانات گسترده ای را برای کنترل انواع برنامه ها بر اساس نیاز آن ها فراهم می کند. آشنایی با زبان‌های برنامه‌نویسی جدید و مرتبط می‌تواند باعث بهبود کیفیت پروژه‌ها و افزایش کارایی شود. زبان‌هایی مانند Python برای توسعه و ارتباط با میکروکنترلرها و پروژه‌های اینترنت اشیاء (IoT) بسیار کاربردی هستند.

برنامه‌نویسی میکروکنترلر فرآیندی است که طی آن به یک میکروکنترلر دستور می‌دهیم تا کار خاصی را انجام دهد. به زبان ساده درون همه میکروکنترلرها قطعه‌ای بسیار مهم به نام CPU وجود دارد.ریز پردازنده یا ریزپردازنده ها مدیریت بخش اجرای کد و هماهنگی را عهده‌دار است. برای مثال میکروکنترلر ۸ بیتی قادر است در ازای کد خوانی از ۸ خط کد موردنظر، دستور را اجرا نماید. ریزتراشه‌ها از نظر مقدار حافظه، و مکان، به دو دسته حافظه داخلی و حافظه خارجی تقسیم می‌گردند. ریزتراشه کنترلی دارای حافظه داخلی، بیشتر برای سیستم‌های بسته که حاوی تمامی عناصر عملکردی درون خود است کاربرد دارند.

میکروکنترلرهای ARM به دلیل مزایای متعددی مانند مصرف پایین انرژی، کارایی بالا و انعطاف‌پذیری فوق‌العاده، جایگاه ویژه‌ای در دنیای الکترونیک پیدا کرده‌اند. با یادگیری این مهارت، می‌توانید فرصت‌های شغلی جذاب و پردرآمدی را به خود اختصاص دهید و در پروژه‌های متنوعی ورود پیدا کنید. طراحی ساده‌ شده پردازنده‌های Arm، پردازش چندهسته‌ای کارآمدتر و کدنویسی آسان‌تر را برای توسعه‌دهندگان ارائه می‌دهد. درحالی‌که آن‌ها توان محاسباتی خام را مانند CPU های اینتل ارائه نمی‌دهند، پردازنده‌های Arm گاهی از عملکرد پردازنده‌های اینتل برای برنامه‌هایی که در هر دو معماری وجود دارند، فراتر می‌روند و بسیار بهتر عمل می‌کنند. در این سری مجموعه مقالات جدید، سیسوگ به بررسی آموزش میکروکنترلر AVR در محیط ویژوال استودیو بپردازد.

در صورت درک میکروکنترلرها و شرکت در دوره‌های آموزش برنامه نویسی میکروکنترلر، می‌توانید مهارت‌های خود را در زمینه برنامه‌نویسی، تقویت کنید و بهبود ببخشید. این مهارت‌های برنامه‌نویسی می‌تواند در سایر ابعاد زندگی هم موثر باشد و مهارت‌های حل مسئله و تفکر انتقادی را در شما پرورش دهد. آموزش برنامه نویسی میکروکنترلر، فرایند نوشتن برنامه‌هایی برای میکرو کنترلرهاست؛ برنامه‌هایی که به میکروکنترلرها می‌گویند که باید چه کارهایی انجام دهند. میکروکنترلر ها برای استفاده از اتوماسیون در برنامه های توکار استفاده می شوند. میکروکنترلر ها وظیفه کاهش اندازه و هزینه محصول یا طرح، در مقایسه با طرحی است که با استفاده از ریزپردازنده جداگانه، حافظه و دستگاه های ورودی / خروجی ساخته می شود.

میکروکنترلر ARM به پردازنده‌هایی اطلاق می‌شود که معماری ARM (Advanced RISC Machine) را پیاده‌سازی می‌کنند. این معماری برای طراحی پردازنده‌هایی با کارایی بالا و مصرف انرژی کم توسعه یافته است. ARM یکی از محبوب‌ترین معماری‌ها در صنعت میکروالکترونیک است و در طیف وسیعی از دستگاه‌ها، از گوشی‌های هوشمند گرفته تا سیستم‌های کنترل صنعتی، استفاده می‌شود. خانواده میکروکنترلرهای PIC لقب سریع‌ترین نوع میکروکنترلر را یدک می‌کشد. سری PIC عمدتاً صنعتی بوده و در انواع ۸، ۱۶ و ۳۲ بیتی تولید شده و مورداستفاده قرار می‌گیرند. نخستین‌بار شرکت microchip، در طی یک به‌روزرسانی تصمیم به تولید و تجاری‌سازی ریزتراشه‌هایی گرفت که ضمن صرفه‌جویی در مصرف برق و هزینه‌های تولید، در اجرای دستورات سرعت بالاتری نسبت به میکروکنترلرهای AVR داشته باشند.

یعنی هرچیزی را که شما با استفاده از کامپایلر خود (مثل بسکام، اتمل استودیو، کدویژن و …) به میکروکنترلر بدهید، میکروکنترلر آن را انجام میدهد. شرکت در دوره‌های رسمی و دریافت گواهینامه‌های معتبر می‌تواند مهارت‌ها و دانش شما را به‌صورت رسمی تأیید کند. این گواهینامه‌ها در بازار کار بسیار ارزشمند هستند و می‌توانند باعث افزایش شانس استخدام یا پیشرفت شغلی شما شوند. پس از آشنایی با اصول و مبانی میکروکنترلرها و تکمیل چندین پروژه عملی، سوالی که پیش می‌آید این است که گام بعدی چیست؟ در ادامه، به راه‌هایی برای گسترش دانش و تجربه در این حوزه می‌پردازیم. با اتصال یک سنسور دما مانند LM35 به میکروکنترلر PIC و نمایش دما روی یک نمایشگر LCD، می‌توان یک دماسنج دیجیتال ساده طراحی کرد.

با استفاده از منابع آموزشی مناسب، انجام پروژه‌های عملی و یادگیری مستمر، می‌توانید به یک متخصص حرفه‌ای در این زمینه تبدیل شوید. یادگیری میکروکنترلر نه‌تنها به شما امکان می‌دهد که پروژه‌های خود را به‌طور مستقل اجرا کنید، بلکه می‌تواند در دنیای شغلی نیز به‌عنوان یک مهارت بسیار ارزشمند به شما کمک کند. بنابراین، با تمرکز و پشتکار، از یادگیری میکروکنترلر لذت ببرید و به گسترش مرزهای دانش و خلاقیت خود ادامه دهید. معماری میکروکنترلر ARM یکی از محبوب‌ترین و پرکاربردترین معماری‌ها در دنیای الکترونیک است. این معماری بر اساس دستورالعمل‌های RISC (Reduced Instruction Set Computing) طراحی شده که هدف آن کاهش پیچیدگی دستورالعمل‌ها و بهبود عملکرد پردازنده‌ها است. میکروکنترلر در هر وسیله الکتریکی که اطلاعات را ذخیره، اندازه‌گیری، نمایش یا محاسبه می‌کند وجود دارد و در سیستم‌های توکار استفاده می‌شود.

میکروکنترلرها در این حوزه معمولاً در دستگاه‌هایی مانند ترموستات‌های هوشمند، دوربین‌های امنیتی، و سیستم‌های آبیاری خودکار به کار می‌روند. یکی از نکات مهم در پروژه‌های مبتنی بر میکروکنترلر، مدیریت توان مصرفی است، خصوصاً در پروژه‌های باتری‌محور. با استفاده از حالت‌های خواب (Sleep Modes) در میکروکنترلرها، می‌توانید مصرف انرژی را به حداقل برسانید. برای یادگیری و اجرای پروژه‌های میکروکنترلر، آشنایی با ابزارها و نرم‌افزارهای تخصصی لازم است. این ابزارها نه‌تنها فرآیند یادگیری را ساده‌تر می‌کنند، بلکه باعث می‌شوند بتوانید پروژه‌های پیچیده‌تری را نیز اجرا کنید.

همچنین باید پروژه را تست کنید تا مطمئن شوید که همه‌چیز به درستی کار می‌کند. تست‌های نرم‌افزاری و سخت‌افزاری به شما کمک می‌کنند تا مشکلات احتمالی را شناسایی و رفع کنید. این ویژگی‌ها باعث شده تا میکروکنترلرهای ARM در صنایع مختلف، از خودروسازی تا دستگاه‌های پزشکی، کاربردهای گسترده‌ای داشته باشند. باتوجه‌به رواج برنامه‌نویسی سطح بالا (C)، کاربران برای برنامه‌نویسی مجدد این ریز پردازنده دردسر چندانی نخواهند داشت و عیب‌یابی سیستم سریع‌تر، راحت‌تر و ایمن‌تر صورت می‌پذیرد. باتوجه‌به کاربردهای گسترده میکروکنترلر، انواع بسیار زیادی از این ریزتراشه‌ها تولید و در لوازم الکترونیکی استفاده می‌گردد.

میکروکنترلر در واقع رایانه ای ارزان و کوچک در یک تراشه است که شامل یک پردازنده، یک حافظه کوچک و لوازم جانبی ورودی-خروجی قابل برنامه ریزی است. این محصولات قرار است در محصولات و دستگاه های کنترل شده خودکار برای انجام کارهای از پیش تعریف شده و از قبل برنامه ریزی شده استفاده شوند. اگر پروژه شما نیاز به پردازش بالا دارد، استفاده از میکروکنترلرهای ARM یا STM32 پیشنهاد می‌شود. از تلفن‌های همراه تا دستگاه‌های خانگی هوشمند، میکروکنترلرها در ساخت انواع گجت‌های الکترونیکی استفاده می‌شوند. یخچال‌های هوشمند، ماشین‌های لباسشویی خودکار و سیستم‌های نورپردازی قابل کنترل از راه دور تنها چند مثال از کاربردهای این قطعات در وسایل الکترونیکی هستند. میکروکنترلرها به‌عنوان قلب بسیاری از دستگاه‌های هوشمند و تکنولوژی‌های مدرن همچنان در حال پیشرفت هستند.

میکروکنترلرها بر حسب حافظه (۸-۱۶-۳۲) و ساختار آن، مجموعه دستورالعمل و اندازه بیت به دسته‌های مختلفی تقسیم شده و کاربردهای متفاوتی دارند. نوع اول حافظه برنامه(Progarm Memory) و نوع دوم حافظه داده(Data Memory) است. حافظه برنامه دستورالعمل‌هایی هستند که باید توسط واحد پردازش مرکزی اجرا شوند.این یک حافظه غیر فرار است. حافظه داده به عنوان ذخیره موقت داده‌ها حین اجرای دستورالعمل‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. امروزه میکروکنترلر های مختلفی در بازار موجود است و شرکت‌های مختلفی مانند ARM, Renesas و… انواع میکرو کنترلرها را با ویژگی های متفاوت تولید می‌کنند. میکروکنترلرها براساس حافظه، معماری، بیت ها و دستورالعمل ها دسته بندی شده‌اند.

در واقعیت ، microcontroller همه امکانات را برای داشتن مداری ساده تر ، کوچک تر ، سریع تر و با دقت تر در یک فضای کوچک جمع آوری کرده است. قبل از بوجود آمدن میکروکنترلر ها، مهندسین میتوانستند پروژه ها خود را با ترانزیستور ها و … بسازند اما بسیار مدار پیچیده ای ساخته میشد. قبل از پیاده‌سازی نهایی پروژه‌ها، تست و اعتبارسنجی مدارها در محیط شبیه‌سازی و واقعی ضروری است. این کار به شما امکان می‌دهد مشکلات و نقص‌های احتمالی را قبل از عرضه محصول شناسایی و برطرف کنید. در این پروژه، هدف کنترل سرعت و جهت چرخش موتور DC با استفاده از میکروکنترلر STM32 و درایور موتور است. هر لحظه و هر ساعت به پیچیدگی مخلوقات الکترونیکی افزوده می‌شود و این گونه که مشخص است همچنان تا خلق دژ مستحکمی از رفاه در سایه استفاده از فناوری‌های بدیع فاصله زیادی داریم.

میکروکنترلرهای ARM به دلیل قدرت پردازشی بالا و مصرف انرژی پایین، در پروژه‌های مختلف صنعتی و تحقیقاتی مورد استفاده قرار می‌گیرند. در این مقاله، به معرفی مفاهیم پایه‌ای میکروکنترلر ARM و کاربردهای آن می‌پردازیم. خانواده میکروکنترلرهای ARM یکی از محبوب‌ترین و پرکاربردترین انواع میکروکنترلر در دنیای الکترونیک به شمار می‌رود. دوره آموزش میکروکنترکر ARM مکتب خونه با هدف آشنایی کامل با این نوع میکروکنترلر ارائه شده است. میکرو کنترلر (Microcontroller) یک چیپ الکترونیکی برنامه‌پذیر است که برای کنترل دستگاه‌های دیگر به کار می‌رود. این تراشه، ROM، RAM و پورت‌های ورودی و خروجی دارد و به همین دلیل امکان برنامه نویسی و ذخیره برنامه در آن وجود دارد.

این میکروکنترلرها بر پایه معماری ARM Cortex-M هستند و برای پروژه‌های صنعتی و تحقیقاتی بسیار مناسبند. Raspberry Pi یک کامپیوتر تک‌برد کوچک است که می‌تواند به عنوان پلتفرمی برای توسعه و آزمایش پروژه‌های مبتنی بر ARM مورد استفاده قرار گیرد. این پلتفرم به دلیل هزینه کم و قابلیت‌های گسترده‌ای که دارد، یکی از ابزارهای محبوب برای آموزش میکروکنترلر ARM به‌شمار می‌آید. میکروکنترلرهای STM32 امکانات جانبی ارتباطی سریال و موازی را ارائه می‌دهند که می‌توانند با انواع قطعات الکترونیکی از جمله سنسورها، نمایشگرها، دوربین‌ها، موتورها و سایر تجهیزات ارتباط برقرار کنند. هر نوع میکروکنترلر ARM از خانواده STM32 دارای حافظه داخلی فلش و رم هستند.