دوره صفر تا صد برنامه‌نویسی میکروکنترلر: راهنمای جامع ساخت سیستم‌های هوشمند و رباتیک همراه با فلش‌کارت آموزشی — ارائه روی فلش مموری

📚 کتاب آموزشی جامع

📚 اطلاعات کتاب

عنوان کتاب: کتاب صفر تا صد برنامه‌نویسی میکروکنترلر: راهنمای جامع ساخت سیستم‌های هوشمند و رباتیک

موضوع کلی: مهندسی سیستم‌های توکار و الکترونیک

موضوع میانی: برنامه‌نویسی و طراحی میکروکنترلرها

📋 سرفصل‌های کتاب (100 موضوع)

• 1. مقدمه‌ای بر سیستم‌های توکار (Embedded Systems)
• 2. تفاوت میکروکنترلر، میکروپروسسور و FPGA
• 3. معماری داخلی یک میکروکنترلر (CPU، حافظه، پریفرال‌ها)
• 4. آشنایی با خانواده‌های محبوب میکروکنترلر (AVR, PIC, ARM)
• 5. مبانی الکترونیک ضروری: ولتاژ، جریان و مقاومت
• 6. قانون اهم و توان در مدارهای الکترونیکی
• 7. سیگنال‌های آنالوگ و دیجیتال
• 8. سیستم‌های عددی: باینری، هگزادسیمال و دهدهی
• 9. مبانی گیت‌های منطقی و جبر بولی
• 10. انتخاب میکروکنترلر مناسب برای پروژه
• 11. آماده‌سازی محیط توسعه (نصب IDE و کامپایلر)
• 12. آشنایی با پروگرامرها و دیباگرها (ST-Link, J-Link, PICKit)
• 13. خواندن و درک دیتاشیت (Datasheet)
• 14. سیستم کلاک و اسیلاتورها در میکروکنترلرها
• 15. اولین پروژه: کامپایل و اجرای برنامه چشمک‌زن (Blink)
• 16. مقدمه‌ای بر زبان برنامه‌نویسی C برای سیستم‌های توکار
• 17. متغیرها، انواع داده و اصول مدیریت حافظه
• 18. کلاس‌های ذخیره‌سازی: static, extern, auto, register
• 19. عملگرهای محاسباتی، منطقی و رابطه‌ای
• 20. عملگرهای بیتی (Bitwise): AND, OR, XOR, NOT, Shift
• 21. دستورات شرطی: if, else, switch-case
• 22. حلقه‌های تکرار: for, while, do-while
• 23. توابع: تعریف، فراخوانی و بازگشت مقدار
• 24. آرایه‌ها و رشته‌ها در برنامه‌نویسی توکار
• 25. مبحث کلیدی اشاره‌گرها (Pointers)
• 26. ارتباط بین اشاره‌گرها و آرایه‌ها
• 27. ساختارها (Structs) برای داده‌های ترکیبی
• 28. یونیون‌ها (Unions) و فیلدهای بیتی (Bit-fields)
• 29. دستورات پیش‌پردازنده: #define, #include, #if
• 30. کلمات کلیدی volatile و const و کاربرد آن‌ها
• 31. معرفی پورت‌های ورودی/خروجی عمومی (GPIO)
• 32. پیکربندی رجیسترهای GPIO: جهت، حالت و سرعت
• 33. خواندن ورودی دیجیتال: اتصال و خواندن یک کلید فشاری
• 34. مفهوم Pull-up و Pull-down
• 35. روش‌های حذف نویز کلید (Debouncing): نرم‌افزاری و سخت‌افزاری
• 36. مقدمه‌ای بر وقفه‌ها (Interrupts) و برنامه‌نویسی رویداد-محور
• 37. وقفه‌های خارجی (External Interrupts)
• 38. جدول بردار وقفه (Interrupt Vector Table)
• 39. اولویت‌بندی و تو در تویی وقفه‌ها (Interrupt Priority & Nesting)
• 40. مقدمه‌ای بر تایمرها و کانترها
• 41. حالت‌های مختلف کاری تایمرها
• 42. تولید تأخیرهای زمانی دقیق با استفاده از تایمر
• 43. اندازه‌گیری فرکانس و دوره تناوب با حالت Input Capture
• 44. مدولاسیون عرض پالس (PWM): اصول و کاربردها
• 45. کنترل روشنایی LED با استفاده از PWM
• 46. کنترل سرعت موتور DC با PWM و درایور H-Bridge
• 47. مبدل آنالوگ به دیجیتال (ADC): اصول کار
• 48. خواندن مقادیر سنسورهای آنالوگ (پتانسیومتر، LDR)
• 49. پیکربندی ADC: رزولوشن، نرخ نمونه‌برداری و کانال‌ها
• 50. کالیبراسیون و کاهش نویز در خواندن مقادیر ADC
• 51. مقدمه‌ای بر پروتکل‌های ارتباط سریال
• 52. ارتباط سریال آسنکرون: UART/USART
• 53. ارسال و دریافت داده از طریق UART
• 54. ساخت یک رابط خط فرمان (CLI) ساده از طریق پورت سریال
• 55. پروتکل ارتباطی SPI (Serial Peripheral Interface)
• 56. پیکربندی حالت Master و Slave در SPI
• 57. ارتباط با یک حافظه یا سنسور مبتنی بر SPI
• 58. پروتکل ارتباطی I2C (Inter-Integrated Circuit)
• 59. آدرس‌دهی و ارتباط با چندین دستگاه روی باس I2C
• 60. خواندن اطلاعات از یک سنسور دما با پروتکل I2C
• 61. تایمر نگهبان (Watchdog Timer) برای افزایش پایداری سیستم
• 62. ساعت بی‌درنگ (Real-Time Clock - RTC)
• 63. کار با حافظه‌های پایدار داخلی: EEPROM و Flash
• 64. مبدل دیجیتال به آنالوگ (DAC)
• 65. مقایسه‌گر آنالوگ داخلی (Analog Comparator)
• 66. دسترسی مستقیم به حافظه (DMA): مفاهیم
• 67. استفاده از DMA برای انتقال داده‌های ADC
• 68. استفاده از DMA برای بهینه‌سازی ارتباط UART
• 69. مدیریت توان و حالت‌های کم‌مصرف (Sleep Modes)
• 70. تکنیک‌های طراحی نرم‌افزار برای سیستم‌های کم‌مصرف
• 71. مفهوم بوت‌لودر (Bootloader) و کاربردهای آن
• 72. طراحی و پیاده‌سازی یک بوت‌لودر ساده مبتنی بر UART
• 73. تکنیک‌های پیشرفته دیباگینگ: Breakpoint, Watchpoint, Tracing
• 74. استفاده از تحلیل‌گر منطقی (Logic Analyzer) برای عیب‌یابی پروتکل‌ها
• 75. مقدمه‌ای بر سیستم‌عامل‌های بی‌درنگ (RTOS)
• 76. مفاهیم Task، Scheduler و Context Switching
• 77. استفاده از سمافورها (Semaphores) برای مدیریت منابع مشترک
• 78. استفاده از میوتکس‌ها (Mutexes) برای جلوگیری از وضعیت رقابتی
• 79. استفاده از صف‌ها (Queues) برای ارتباط بین تسک‌ها
• 80. آشنایی عملی با FreeRTOS
• 81. ساخت و مدیریت تسک‌ها در FreeRTOS
• 82. پیاده‌سازی یک پروژه چندوظیفه‌ای با FreeRTOS
• 83. طراحی سیستم با استفاده از ماشین‌های حالت متناهی (State Machines)
• 84. راه‌اندازی نمایشگرهای Seven-Segment
• 85. راه‌اندازی نمایشگرهای کاراکتری LCD
• 86. راه‌اندازی نمایشگرهای گرافیکی OLED و TFT
• 87. کار با سنسورهای دما و رطوبت (DHT11, SHT30)
• 88. کار با سنسورهای فاصله سنج التراسونیک (HC-SR04)
• 89. کنترل سروو موتورها برای کاربردهای رباتیک
• 90. کنترل دقیق استپر موتورها
• 91. راه‌اندازی کی‌پدهای ماتریسی
• 92. مقدمه‌ای بر ماژول‌های بلوتوث (HC-05/06)
• 93. ارسال و دریافت داده به صورت بی‌سیم از طریق بلوتوث
• 94. مقدمه‌ای بر ماژول‌های وای-فای (ESP8266/ESP32)
• 95. اتصال میکروکنترلر به اینترنت و ارسال داده به یک سرور
• 96. پروتکل CAN Bus برای کاربردهای صنعتی و خودرویی
• 97. آشنایی با اصول طراحی مدار چاپی (PCB)
• 98. پروژه جامع ۱: ساخت یک سیستم کنترل دمای هوشمند
• 99. پروژه جامع ۲: ساخت یک ربات تعقیب خط
• 100. پروژه جامع ۳: ساخت یک ایستگاه هواشناسی اینترنت اشیاء (IoT)