آموزش بررسی عمیق آردوینو: AVR برای حرفه‌ای‌ها - آخرین آپدیت

سرفصل ها و درس ها

Welcome

• خوش آمدید! Welcome!

• به‌روزرسانی‌ها در شبکه‌های اجتماعی Updates on Social Media

• فصل جایزه Bonus Chapter

مجموعه کامپایلر گنو The GNU Compiler Collection

• مقدمه Introduction

• مقدمه Introduction

• پیش‌پردازنده The Preprocessor

• دیباگر The Debugger

• دیباگر The Debugger

• کامپایلر The Compiler

• اسمبلر The Assembler

• لینکر The Linker

• لینکر The Linker

• کپی شیء The Object Copy

• کپی شیء The Object Copy

• آپلودر The Uploader

• خلاصه Summary

• تمرین Exercise

مقدمه‌ای بر C Introduction into C

• انواع داده پایه و جریان کنترل Basic Types and Control Flow

• انواع داده پایه و جریان کنترل Basic Types and Control Flow

• آرایه‌ها و اشاره‌گرها Arrays and Pointers

• تمرین: الحاق رشته Exercise: String Concatenation

• Enum، Union و Struct Enum, Union, and Struct

• تمرین‌ها: اندازه‌های نوع Exercises: Type Sizes

• Enum، Union و Struct The Enum, Union, and Struct

• فراخوانی با مقدار/ارجاع Call by Value/Reference

• تمرین: فراخوانی با مقدار/ارجاع Exercise: Call by Value/Reference

آردوینو به AVR Arduino -> AVR

• آردوینو به AVR Arduino -> AVR

• آردوینو به AVR Arduino -> AVR

• عملکرد داخلی یک پین چگونه است؟ How does a Pin work internally?

• عملکرد داخلی یک پین چگونه است؟ How does a Pin work internally?

• فضای حافظه، رجیسترها و اشاره‌گرها Memory Space, Registers, and Pointers

• فضای حافظه، رجیسترها و اشاره‌گرها Memory Space, Registers, and Pointers

• تمرین: فضای حافظه، رجیسترها و اشاره‌گرها Exercise: Memory Space, Registers, and Pointers

• کتابخانه AVR The AVR Library

• کتابخانه AVR The AVR Library

• تمرین: کتابخانه AVR Exercise: The AVR Library

Makefile Makefile

• چرا Makefile؟ اصول آن Why Makefile? Its Basics

• چرا Makefile؟ اصول آن Why Makefile? Its Basics

• بیایید بریانی بپزیم - مثالی کاربردی و خوشمزه برای Makefiles Let's cook Biryani - A practical and tasty Example for Makefiles

• بیایید بریانی بپزیم - مثالی کاربردی و خوشمزه برای Makefiles Let's cook Biryani - A practical and tasty Example for Makefiles

• AVR-GCC The AVR-GCC

• AVR-GCC The AVR-GCC

• main() و دستورات #include کجا هستند؟ Where is the main() and #include directives?

• تمرین: Makefile و چشمک‌زن فقط با استفاده از کتابخانه AVR Exercise: Makefile and Blink using only the AVR Library

• آپلود با استفاده از AVRDUDE Uploading using AVRDUDE

• تمرین: Makefile و آپلود Exercise: Makefile and Upload

• خلاصه Summary

اشتباهات رایج در C Easy Mistakes in C

• مثال کلاسیک: سرریز بافر Classic Example: Buffer Overflow

• مثال کلاسیک: سرریز بافر Classic Example: Buffer Overflow

• دموی سرریز بافر و مقدمه‌ای بر GDB Buffer Overflow Demo and Introduction into GDB

• کاهش سرریز بافر Buffer Overflow Mitigation

• تمرین: printf ناامن؟ Exercise: Unsafe printf?

• تمرین: سرریز بافر و GDB Exercise: Buffer Overflow and GDB

• استاندارد کدنویسی SEI CERT C/C++ SEI CERT C/C++ Coding Standard

• استاندارد کدنویسی SEI CERT C/C++ SEI CERT C/C++ Coding Standard

• DCL30-C (اعلام اشیاء با دوره‌های ذخیره‌سازی مناسب) DCL30-C (Declare Objects with Appropriate Storage Durations)

• DCL30-C (اعلام اشیاء با دوره‌های ذخیره‌سازی مناسب) DCL30-C (Declare Objects with Appropriate Storage Durations)

• تمرین: DCL30-C (اعلام اشیاء با دوره‌های ذخیره‌سازی مناسب) Exercise: DCL30-C (Declare Objects with Appropriate Storage Durations)

• EXP33-C (حافظه غیراولیه را نخوانید) EXP33-C (Do not read uninitialized Memory)

• EXP33-C (حافظه غیراولیه را نخوانید) EXP33-C (Do not read uninitialized Memory)

• EXP34-C (اشاره‌گرهای NULL را از ارجاع خارج نکنید) EXP34-C (Do not dereference NULL Pointers)

• EXP34-C (اشاره‌گرهای NULL را از ارجاع خارج نکنید) EXP34-C (Do not dereference NULL Pointers)

• EXP42-C (داده‌های پدینگ را مقایسه نکنید) EXP42-C (Do not compare padding Data)

• EXP42-C (داده‌های پدینگ را مقایسه نکنید) EXP42-C (Do not compare padding Data)

• STR31-C (فضای ذخیره‌سازی برای رشته‌ها دارای فضای کافی برای داده و NULL است) STR31-C (Storage for Strings has sufficient Space for Data and NULL)

• STR31-C (فضای ذخیره‌سازی برای رشته‌ها دارای فضای کافی برای داده و NULL است) STR31-C (Storage for Strings has sufficient Space for Data and NULL)

• MEM30-C (به حافظه آزاد شده دسترسی پیدا نکنید) MEM30-C (Do not access freed Memory)

• MEM30-C (به حافظه آزاد شده دسترسی پیدا نکنید) MEM30-C (Do not access freed Memory)

• FIO47-C (از رشته‌های فرمت معتبر استفاده کنید) FIO47-C (Use valid Format Strings)

• ENV33-C (تابع system() را فراخوانی نکنید) ENV33-C (Do not call system())

• ENV33-C (تابع system() را فراخوانی نکنید) ENV33-C (Do not call system())

• MSC30-C/MSC32-C (تولیدکننده‌های اعداد شبه‌تصادفی) MSC30-C/MSC32-C (Pseudorandom Number Generators)

• MSC30-C/MSC32-C (تولیدکننده‌های اعداد شبه‌تصادفی) MSC30-C/MSC32-C (Pseudorandom Number Generators)

• FLP30-C (از متغیرهای ممیز شناور به عنوان شمارنده حلقه استفاده نکنید) FLP30-C (Do not use Floating-Point Variables as Loop Counters)

• FLP30-C (از متغیرهای ممیز شناور به عنوان شمارنده حلقه استفاده نکنید) FLP30-C (Do not use Floating-Point Variables as Loop Counters)

• خلاصه Summary

تایمرها، شمارنده‌ها و PWM (مدولاسیون عرض پالس) Timers, Counters, and PWM (Pulse Width Modulation)

• مقدمه‌ای بر تایمرها/شمارنده‌ها Introduction into Timers/Counters

• مقدمه‌ای بر تایمرها/شمارنده‌ها Introduction into Timers/Counters

• کلاک‌های تایمر و پیش‌مقیاس‌کننده‌ها (CSn2:0)، پین‌های Tn و TOSC Timer Clocks and Prescalers (CSn2:0), Tn and TOSC pins

• کلاک‌های تایمر و پیش‌مقیاس‌کننده‌ها (CSn2:0)، پین‌های Tn و TOSC Timer Clocks and Prescalers (CSn2:0), Tn and TOSC pins

• حالت عادی Normal Mode

• حالت عادی Normal Mode

• حالت پاک کردن تایمر در تطابق مقایسه (CTC) Clear Timer on Compare Match (CTC) Mode

• حالت پاک کردن تایمر در تطابق مقایسه (CTC) Clear Timer on Compare Match (CTC) Mode

• تمرین: حالت پاک کردن تایمر در تطابق مقایسه (CTC) Exercise: Clear Timer on Compare Match (CTC) Mode

• مدولاسیون عرض پالس سریع (PWM) Fast Pulse Width Modulation (PWM)

• تمرین: مدولاسیون عرض پالس سریع (PWM) Exercise: Fast Pulse Width Modulation (PWM)

• مدولاسیون عرض پالس با فاز صحیح (PWM) Phase Correct Pulse Width Modulation (PWM)

• مدولاسیون عرض پالس با فاز و فرکانس صحیح (PWM) Phase and Frequency Correct Pulse Width Modulation (PWM)

• حالت‌های تایمر Timer Modes

• تفاوت‌های تایمرها و واحد ضبط ورودی Differences of the Timers and the Input Capture Unit

• تفاوت‌های تایمرها و واحد ضبط ورودی Differences of the Timers and the Input Capture Unit

• خلاصه Summary

IRQ (وقفه‌ها) IRQ (Interrupts)

• وقفه‌ها در مقابل نظرسنجی Interrupts versus Polling

• مثال عملی: وقفه در مقابل نظرسنجی Practical Example: Interrupt versus Polling

• وقفه در مقابل نظرسنجی Interrupt versus Polling

• زیربرنامه وقفه (ISR) Interrupt Subroutine (ISR)

• فعال‌سازی وقفه‌های محلی و جهانی Activation of local and global Interrupts

• جدول بردار وقفه (IVT) Interrupt Vector Table (IVT)

• جدول بردار وقفه (IVT) Interrupt Vector Table (IVT)

• دموی عملی: جدول بردار وقفه (IVT) Practical Demo: Interrupt Vector Table (IVT)

• صفت volatile چیست؟ What is the attribute volatile?

• وقفه‌های داخلی و خارجی، PCINTn و گروه‌ها، INTn Internal and External Interrupts, PCINTn and Groups, INTn

• وقفه‌های داخلی و خارجی، PCINTn و گروه‌ها، INTn Internal and External Interrupts, PCINTn and Groups, INTn

• اولویت وقفه‌ها Priority of Interrupts

• وقفه‌های تودرتو Nested Interrupts

• وقفه‌های تودرتو Nested Interrupts

• تمرین کدنویسی در زیربرنامه‌های وقفه Code Coding Practice in Interrupt Subroutines

• خلاصه Summary

• تمرین: صدای ATmega Exercise: ATmega Sound

ارتباط: فرستنده گیرنده ناهمزمان جهانی (UART, USART) Communication: The Universal Asynchronous Receiver Transmitter (UART, USART)

• پروتکل UART The UART Protocol

• پروتکل UART/USART The UART/USART Protocol

• پروتکل USART The USART Protocol

• پروتکل USART The USART Protocol

• بیت پاریتی The Parity Bit

• بیت پاریتی The Parity Bit

• دوبلکس، نیمه‌دوبلکس و سیمپلکس در UART/USART Duplex, Half-Duplex and Simplex in UART/USART

• UART: بلوک‌ها (تولیدکننده کلاک، فرستنده، گیرنده، پیکربندی) UART: The Blocks (Clock Generator, Transmitter, Receiver, Configuration)

• UCSRnA، UCSRnB و UCSRnC UCSRnA, UCSRnB, and UCSRnC

• پیکربندی سرعت انتقال (UBRRn, U2Xn) Configuration of the Transfer Speed (UBRRn, U2Xn)

• مثال: بیایید یک UART سیمپلکس کدنویسی کنیم Example: Let's code a Simplex UART

• تمرین: UART Exercise: UART

• خلاصه Summary

• تمرین: UART و اعداد صحیح Exercise: UART and integers

ارتباط: I2C Communication: I2C

• مقدمه‌ای بر I2C/TWI Introduction into I2C/TWI

• سیستم باس I2C/TWI The I2C/TWI Bus System

• انتقال: Master به Slave و بالعکس Transfer: Master to Slave and vice versa

• آدرس‌دهی I2C/TWI I2C/TWI Addressing

• آدرس‌دهی I2C/TWI I2C/TWI Addressing

• حل تضاد در I2C/TWI Conflict Resolution in I2C/TWI

• حل تضاد در I2C/TWI Conflict resolution in I2C/TWI

• I2C/TWI در ATmega328P (رجیسترها، کنترل، وضعیت) I2C/TWI in the ATmega328P (Registers, Control, Status)

• I2C/TWI در ATmega328P (رجیسترها، کنترل، وضعیت) I2C/TWI in the ATmega328P (Registers, Control, Status)

• I2C: جلسه عملی، قسمت 1 (انتخاب اندازه‌های مقاومت Pull-Up) I2C: Practical Session, Part 1 (Coosing Pull-Up Resistor Sizes)

• I2C: جلسه عملی، قسمت 2 (I2C Master) I2C: Practical Session, Part 2 (I2C Master)

• I2C: جلسه عملی، قسمت 2 (I2C Master) I2C: Practical Session, Part 2 (I2C Master)

• I2C: جلسه عملی، قسمت 3 (ساخت یک کتابخانه استاتیک) I2C: Practical Session, Part 3 (Building a static Library)

• تمرین: اسکنر آدرس I2C Exercise: I2C Address Scanner

• تمرین: خواندن Master I2C Exercise: I2C Master Read

• خلاصه Summary

ارتباط: رابط جانبی سریال (SPI) Communication: Serial Peripheral Interface (SPI)

• مقدمه‌ای بر SPI (رابط جانبی سریال) Introduction into SPI (Serial Peripheral Interface)

• توپولوژی‌های SPI SPI Topologies

• رجیستر کنترل SPI (SPCR) The SPI Control Register (SPCR)

• رجیستر وضعیت SPI (SPSR) و رجیستر داده SPI (SPDR) The SPI Status Register (SPSR) and the SPI Data Register (SPDR)

• جلسه عملی: Master SPI و Slave SPI Practical Session: Master SPI and Slave SPI

• تمرین: انتقال داده SPI موازی Exercise: Parallel SPI Data Transfer

• خلاصه Summary

ارتباط: 1-Wire Communication: 1-Wire

• DHT11/22 یک دستگاه 1-Wire نیست The DHT11/22 is not a 1-Wire device

• توان انگل‌گونه در 1-Wire Parasitic Power in 1-Wire

• باس 1-Wire The 1-Wire Bus

• پروتکل 1-Wire The 1-Wire Protocol

• دستور Search ROM The Search ROM Command

• پشتیبانی کتابخانه و اسیلوسکوپ Library Support and Oscilloscope

• تمرین قسمت اول: چگونه از اسیلوسکوپ Atmega استفاده کنیم؟ Exercise Part I: How to use the Atmega Oscilloscope?

• تمرین قسمت دوم: پیاده‌سازی یک DHT Master Exercise Part II: Implement a DHT Master

ارتباط: رابط سریال جهانی (USI در ATtiny) Communication: the Universal Serial Interface (USI in the ATtiny)

• 1-Wire و UART 1-Wire and UART

• UART، I2C و SPI به USI UART, I2C, and SPI to USI

• USI در ATtiny USI in ATtiny

مبدل آنالوگ به دیجیتال (ADC) Analog-to-Digital Converter (ADC)

• دنیای آنالوگ (مقدمه‌ای بر مبدل آنالوگ به دیجیتال [ADC]) The Analog World (Analog-to-Digital Converter [ADC] Introduction)

• ADC: ولتاژهای مرجع ADC: Reference Voltages

• ADC: حسگر دما و کالیبراسیون آن ADC: The Temperature Sensor and its Calibration

• ADC: مرجع Bandgap (اندازه‌گیری وضعیت باتری) ADC: The Bandgap Reference (Measuring the State of the Battery)

• ADC در AVR: ADMUX (قسمت 1، ولتاژ مرجع) ADC in the AVR: ADMUX (Part 1, Reference Voltage)

• ADC در AVR: ADMUX (قسمت 2، کانال‌های ورودی) ADC in the AVR: ADMUX (Part 2, Input Channels)

• ADC در AVR: ADSC در ADCSRA (رجیستر پیکربندی و وضعیت A) ADC in the AVR: ADSC in ADCSRA (Configuration and Status Register A)

• ADC در AVR: نرخ نمونه‌برداری ADC in the AVR: Sample Rate

• ADC در AVR: منابع راه‌اندازی خودکار (ADATE) ADC in the AVR: Autotriggering Sources (ADATE)

• ADC در AVR: منابع راه‌اندازی خودکار (ADATE) ADC in the AVR: Autotriggering Sources (ADATE)

• ADC در AVR: کاهش نویز/توان (DIDR) و تصادفی بودن ADC in the AVR: Reducing Noise/Power (DIDR) and Randomness

• تمرین: اسیلوسکوپ دیجیتال ATmega Exercise: The ATmega Digital Oscilloscope

• تمرین: اسیلوسکوپ آنالوگ ATmega Exercise: The ATmega Analogue Oscilloscope

مقایسه‌کننده آنالوگ (AC) Analog Comparator (AC)

• مقایسه‌کننده آنالوگ در ATmega The Analog Comparator in the ATmega

• تمرین: حسگرهای مجاورت با مقایسه‌کننده آنالوگ Exercise: Proximity Senors with the Analog Comparator

• تمرین جایگزین: یافتن ولتاژ مرجع Bandgap Alternative Exercise: Find the Bandgap Reference Voltage

فلش و EEPROM در ATmega Flash and EEPROM in the ATmega

• حافظه ناپایدار: ذخیره‌سازی داده‌ها به عنوان ثابت در فلش (فضای برنامه) Non-Volatile Memory: Storing Data as Constants in the Flash (Program Space)

• ذخیره‌سازی ثابت‌های رشته‌ای در یک آرایه در فضای برنامه Storing String Constants in an Array in the Program Space

• کلمه کلیدی __flash به جای PROGMEM The __flash keyword instead of PROGMEM

• فلش: No-Read-While-Write (NRWW)، Read-While-Write (RWW) و BOOTSZ Flash: No-Read-While-Write (NRWW), Read-While-Write (RWW) and BOOTSZ

• تعیین تنظیمات BOOTSZ Determining BOOTSZ Settings

• ذخیره‌سازی داده در فلش (مثال عملی) Storing Data in the Flash (Practical Example)

• یافتن صفحات آزاد در فلش Locating free Pages in the Flash

• یافتن صفحات آزاد در فلش Locating free Pages in the Flash

• تمرین: برنامه‌ریزی فلش و ذخیره ثابت‌ها در فلش (حافظه برنامه) Exercise: Program the Flash and store constants in the Flash (Program Memory)

• EEPROM در ATmega (توضیحات رجیستر) EEPROM of the ATmega (Register Description)

• زمان‌بندی‌های نوشتن EEPROM و اولیه سازی EEPROM Writing Timings and Initialization

• اولیه سازی EEPROM (جلسه عملی) Initialization of the EEPROM (Practical Session)

• خلاصه: فلش و EEPROM (مقایسه سریع) Summary: Flash and EEPROM (Quick Comparison)

• تمرین: داده‌های کالیبراسیون حسگر دمای داخلی ذخیره‌شده در EEPROM Exercise: Internal Temperature Sensor Calibration Data stored in the EEPROM

AVR مستقل Standalone AVR

• قابلیت‌های ارائه شده توسط برد آردوینو The Functionalities provided by an Arduino Board

• منبع تغذیه و ریست خودمان برای ATmega Our own Power Supply and Reset for the ATmega

• کلاک سیستم خودمان و LFuse Our own System Clock and the LFuse

• برنامه‌ریز درون‌سیستمی (ISP)/برنامه‌ریز سریال درون‌مدار (ICSP) The In-System Programmer (ISP)/In-Circuit Serial Programmer (ICSP)

• Bit-Banging ISP از طریق FTDI232 و سایر تنظیمات Arduino ISP (کانکتور X3) Bit-Banging ISP through FTDI232 and other Arduino ISP Settings (X3 Connector)

• تمرین: ATmega مستقل Exercise: Standalone ATmega

SLEEP (خواب) SLEEP

• فرکانس کلاک در برابر VCC در برابر جریان Clock Frequency vs VCC vs Current

• فرکانس کلاک در برابر VCC در برابر جریان Clock Frequency vs VCC vc Current

• رجیستر کاهش توان (PRR) The Power Reduction Register (PRR)

• حالت‌های خواب و انرژی: کلاک سریع و خواب طولانی یا کلاک آهسته و خواب کوتاه؟ Sleep Modes and Energy: Fast Clock and long Sleep or slow Clock and short Sleep?

• یک مورد استفاده برای رجیستر ورودی/خروجی عمومی A Use Case for the General Purpose I/O Register

• پین‌های شناور و خوابیده Floating and Sleeping Pins

• واتچ‌داگ (ریست سیستم یا بیدارباش یا هر دو) The Watchdog (System Reset or Wake-Up or Both)

• آشکارساز Brown-Out The Brown-Out Detector

• آشکارساز Brown-Out The Brown-Out Detector

• مقایسه در جلسه عملی Show Down in the Practical Session

• تمرین: کاهش مصرف توان Exercise: Reduce the Power Consumption

• خلاصه Summary

دیباگینگ با debugWIRE Debugging with debugWIRE

• شبیه‌سازی میکروکنترلر ATmega Simulating the ATmega MCU

• JTAG، debugWIRE، ریست و High Fuse JTAG, debugWIRE, Reset and the High Fuse

• دیباگرهای سخت‌افزاری: ATMEL-ICE، JTAG ICE MKII، AVR Dragon Hardware Debuggers: ATMEL-ICE, JTAG ICE MKII, AVR Dragon

• برنامه‌ریز/دیباگر debugWIRE متن باز (راه حل همه‌کاره) Open Source DebugWireDebuggerProgrammer (all in one solution)

• نقطه‌های توقف سخت‌افزاری و خلاصه Hardware Breakpoints and Summary

• تمرین: بررسی یک برنامه Exercise: Examining a Program

• چالش: برنامه‌ریز/دیباگر DebugWire Quest: DebugWireDebuggerProgrammer

حفاظت از برنامه شما - بیت‌های قفل Protecting your Program - Lock Bits

• حفاظت از برنامه شما از داخل - بیت‌های قفل بوت (BLB) Protecting your Program from the Inside - Boot Lock Bits (BLB)

• حفاظت از برنامه شما از خارج - بیت‌های قفل (LB) Protecting your Program from the Outside - Lock Bits (LB)

• پاک کردن تراشه The Chip Erase

• تمرین: بیت‌های قفل Exercise: Lock Bits

پایان The End

• پایان The End