آموزش Microcontroller Embedded C Programming: مبتدیان مطلق

سرفصل ها و درس ها

معرفی Introduction

• در مورد مربی About the instructor

• زبان های برنامه نویسی برای سیستم های جاسازی شده Programming languages for Embedded Systems

• تاریخچه C و استانداردسازی History of 'C' and standardization

• مخزن دوره Course repository

• یادداشت مهم Important Note

نصب IDE IDE installation

• دانلود IDE Downloading IDE

• دانلود IDE Downloading IDE

• ویژگی های کلیدی STM32CubeIDE Key features of the STM32CubeIDE

• در حال نصب STM32CubeIDE Installing STM32CubeIDE

• نصب STM32CubeIDE در لینوکس Installing STM32CubeIDE on Linux

• نصب کامپایلر (GCC) برای میزبان Installing compiler (GCC) for host

• نصب کامپایلر (GCC) برای میزبان (WINDOWS) Installing compiler (GCC) for host (WINDOWS)

• نصب کامپایلر (GCC) برای میزبان (LINUX) Installing compiler (GCC) for host (LINUX)

• نصب کامپایلر (GCC) برای میزبان (MAC) Installing compiler (GCC) for host (MAC)

• وارد کردن پروژه های دوره به فضای کاری Importing course projects in to workspace

• ایجاد پروژه برای HOST Creating a project for the HOST

• ایجاد یک پروژه برای هدف Creating a project for the Target

• رفع هشدار FPU FPU warning fix

• سخت افزار/نرم افزار مورد نیاز Hardware/Software Requirements

• هدف تعبیه شده این دوره را برآورده کنید Meet the embedded target of this course

اولین برنامه "C" شما Your first 'C' program

• ابزار وب OnlineGDB OnlineGDB web tool

• Printf و Hello World Printf and Hello World

• راه حل تمرین Printf Printf exercise solution

• دنباله‌های فرار در «C» Escape sequences in 'C'

• راه حل تمرین Printf Printf exercise solution

• راه حل تمرین Printf Printf exercise solution

• اظهار نظر در "C" Commenting in 'C'

انواع داده ها و متغیرها Data types and variables

• انواع داده در "C" Data types in 'C'

• «C» انواع داده های عدد صحیح و محدوده مقدار 'C' Integer data types and value ranges

• نوع داده Char و تعریف متغیر Char data type and variable definition

• تمرین تعریف متغیر Variable definition exercise

• محاسبه محدوده برای نوع داده "char". Range calculation for 'char' data type

• نوع داده عدد صحیح "int کوتاه" و محدوده مقدار Integer data type 'short int' and value range

• نوع داده عدد صحیح 'int' و 'long' Integer data type 'int' and 'long'

• Sizeof Sizeof

• قوانین نامگذاری متغیرها و تعریف در مقابل اعلان Variables naming rules and definition vs declaration

• اعلان در مقابل تعریف: یک تصویر Declaration vs definition : An illustration

• دامنه و تصویر متغیرها Variables scope and illustration

• دامنه متغیرها و تصویر ادامه Variables scope and illustration contd

• خلاصه ای از متغیرهای محلی و جهانی Summary of local and global variables

آدرس متغیر Address of variable

• آدرس متغیرها Address of variables

• آدرس متغیرها ادامه Address of variables contd.

کلاس های ذخیره سازی Storage classes

• مشخص‌کننده‌های کلاس ذخیره‌سازی در «C» Storage class specifiers in 'C'

• از موارد "استاتیک" با متغیرها استفاده کنید Use cases of 'static' with variables

• از موارد "استاتیک" با توابع استفاده کنید Use cases of 'static' with functions

• مشخص کننده کلاس ذخیره سازی "خارجی". 'Extern' storage class specifier

• کدهای اسکی ASCII codes

کارکرد functions

• معرفی توابع در C Introduction to functions in 'C'

• نمونه های اولیه عملکردی Function prototypes

• برگرداندن داده ها از یک تابع Returning data from a function

• تمرین عملکردی Function exercise

• تایپ کست در "C" Typecasting in 'C'

• Typecasting در 'C' contd Typecasting in 'C' contd

میکروکنترلر و Hello World Microcontroller and Hello World

• تعبیه شده - "سلام جهان" Embedded - 'Hello World'

• تست printf روی خط ARM Cortex M4 ITM+SWO Testing printf over ARM Cortex M4 ITM+SWO line

• مشکلات با IDE Issues with IDE

• تست printf روی نیمه هاست OpenOCD Testing printf over OpenOCD semihosting

• Sizeof را روی Embedded Target اجرا کنید Run Sizeof on Embedded Target

• اندازه گیری تست Sizeof testing

• تنظیمات کامپایلر در STM32CubeIDE Compiler settings on STM32CubeIDE

فرآیند ساخت Build process

• فرآیند ساخت پروژه تعبیه شده Embedded project build process

تجزیه و تحلیل کد جاسازی شده C Analyzing Embedded C code

• میکروکنترلر چیست؟ What is a Microcontroller ?

• حافظه کد میکروکنترلر Code memory of the microcontroller

• کد و داده های برنامه با استفاده از مرورگر حافظه Code and Data of the program using memory browser

• تجزیه و تحلیل فایل ELF با استفاده از ابزار گنو Analyzing ELF file using GNU tools

• جداسازی قطعات Disassembly

• گزینه IDE برای اشکال زدایی سطح دستورالعمل IDE option for Instruction level debugging

انواع داده برای دستکاری داده های ممیز شناور Data types to manipulate floating point data

• دستکاری اعداد اعشاری در "C" Manipulating decimal numbers in 'C'

• تک در مقابل دقت دوگانه Single vs double precision

• کار با متغیرهای float و double Working with float and double variables

گرفتن ورودی از کاربر با استفاده از scanf() Taking input from the user using scanf()

• معرفی Scanf Scanf introduction

• اجرای تمرین Scanf Scanf exercise implementation

• اجرای تمرین Scanf ادامه دارد. Scanf exercise implementation contd.

• ورزش Scanf Scanf exercise

• اجرای تمرین Scanf Scanf exercise implementation

• اسکن و شناور با نماد علمی Scanf and float with scientific notation

اشاره گرها Pointers

• اشاره گر در "C" Pointers in 'C'

• متغیرهای اشاره گر و انواع داده های اشاره گر Pointer variables and pointer data types

• متغیرهای اشاره گر و مقداردهی اولیه Pointer variables and initialization

• عملیات خواندن و نوشتن روی اشاره گرها Read and Write operation on pointers

• اجرای تمرین اشاره گر Pointer exercise implementation

• اهمیت انواع داده های اشاره گر Significance of pointer data types

• اهمیت انواع داده های اشاره گر Significance of pointer data types

اهمیت <stdint.h> Importance of <stdint.h>

• اهمیت <stdint.h> Importance of <stdint.h>

اپراتورها Operators

• اپراتورها در "C" Operators in 'C'

• عملگر Unary در 'C' Unary operator in 'C'

• عملگرهای Unary با اشاره گر Unary operators with pointers

• عملگرهای رابطه ای در 'C' Relational operators in 'C'

• عملگرهای منطقی در 'C' Logical operators in 'C'

تصمیم گیری decision making

• بیانیه "اگر". 'if' statement

• اگر تمرین بیانیه if statement exercise

• راه حل تمرین عبارت «اگر». 'if' statement exercise solution

• "اگر" و "دیگر" 'if' and 'else'

• اجرای تمرین "اگر" و "دیگر" قسمت 1 'if' and 'else' exercise implementation part-1

• اجرای تمرین "اگر" و "دیگر" قسمت 2 'if' and 'else' exercise implementation part-2

• اجرای تمرین "اگر" و "دیگر" قسمت 3 'if' and 'else' exercise implementation part-3

• بیانیه های نردبان "if -else-if". 'if -else-if' ladder statements

• تمرین نردبانی «اگر-دیگر-اگر». 'if-else-if' ladder exercise

• راه حل تمرین نردبانی «اگر-دیگر-اگر». 'if-else-if' ladder exercise solution

• اپراتور مشروط Conditional operator

• عبارت switch case در "C" switch case statement in 'C'

• تمرین سوئیچ کیس switch case exercise

• راه حل تمرین مورد سوئیچ switch case exercise solution

• سوئیچ مورد راه حل تمرین ادامه. switch case exercise solution contd.

عملگرهای بیتی Bitwise operators

• عملگرهای بیتی در 'C' Bitwise operators in 'C'

• بیتی AND و بیتی OR Bitwise AND and bitwise OR

• کاربرد عملگرهای بیتی: تست بیت ها Applicability of bitwise operators : Testing of bits

• پیدا کردن یک عدد زوج یا فرد با استفاده از تست بیت ها Finding a number even or odd using testing of bits

• کاربرد عملگرهای بیتی: تنظیم بیت ها Applicability of bitwise operators : Setting of bits

• کاربرد عملگرهای بیتی: پاکسازی بیت ها Applicability of bitwise operators : Clearing of bits

• کاربرد عملگرهای بیتی: xor Applicability of bitwise operators : xor

تمرین کدگذاری C تعبیه شده برای LED Embedded C coding exercise for LED

• کدگذاری برای روشن کردن LED Coding to Turn on an LED

• کنترل پین IO با استفاده از نرم افزار Controlling IO pin using software

• مناطق حافظه قابل آدرس دهی پردازنده Processor addressable memory regions

• نقشه حافظه STM32 STM32 memory map

• رجیسترهای جانبی نگاشت حافظه و دسترسی به IO Memory mapped peripheral registers and IO access

• رویه روشن کردن LED را انجام دهید Procedure to turn ON the LED

• فعال کردن ساعت محیطی Enabling peripheral clock

• محاسبه آدرس های رجیستر محیطی Calculating peripheral register addresses

• کدگذاری تمرین LED ON LED ON exercise coding

عملگرهای شیفت بیتی Bitwise shift operators

• عملگر شیفت راست بیتی Bitwise right shift operator

• عملگر شیفت چپ به صورت بیتی Bitwise left shift operator

• کاربرد عملگرهای شیفت بیتی Applicability of bitwise shift operators

• اصلاح LED در تمرین با استفاده از عملگرهای شیفت بیتی Modifying LED on exercise using bitwise shift operators

• استخراج بیت Bit Extraction

حلقه زدن Looping

• حلقه زدن در "C" Looping in 'C'

• در حالی که حلقه While loop

• در حالی که ورزش حلقه while loop exercise

• در حالی که حلقه و نقطه ویرگول while loop and semicolon

• در حالی که ورزش حلقه while loop exercise

• حلقه "do while". 'do while' loop

• حلقه "برای". 'for' loop

• تمرین حلقه "for". 'for' loop exercise

• تمرین هرم شماره حلقه "for". 'for' loop number pyramid exercise

• راه حل تمرین حلقه "for". 'for' loop exercise solution

• روشن شدن LED با تاخیر نرم افزاری modifying LED on with software delay

• تعویض LED با استفاده از تاخیر نرم افزاری LED toggle using software delay

واجد شرایط "const" را تایپ کنید Type qualifier 'const'

• واجد شرایط نوع 'const' 'const' type qualifier

• قرار دادن متغیرهای 'const' در حافظه placements of 'const' variables in memory

• استفاده از 'const' و مطالعات موردی مختلف 'const' usage and different case studies

• استفاده از 'const' و مطالعات موردی مختلف ادامه دارد 'const' usage and different case studies contd

پین خواندن Pin-read

• تمرین خواندن پین IO IO pin read exercise

• اجرای تمرین خواندن پین IO IO pin read exercise implementation

بهينه سازي Optimization

• بهینه سازی کامپایلر و پرچم Compiler optimization and flags

• سطوح مختلف بهینه سازی کامپایلر Different compiler optimization levels

• تجزیه و تحلیل جداسازی تمرین خواندن پین با O0 و O2 Analyzing pin read exercise disassembly with O0 and O2

واجد شرایط نوع 'فرار' 'volatile' type qualifier

• فرار و اثر بهینه سازی volatile and effect of optimization

• چه زمانی از واجد شرایط فرار استفاده کنیم؟ When to use volatile qualifier ?

• استفاده از فرار برای رفع مشکلات تمرین پین‌خوانی Using volatile to fix issues with the pin-read exercise

• استفاده از "فرار" با ISR Part-1 Using 'volatile' with ISR Part-1

• استفاده از "فرار" با ISR Part-2 Using 'volatile' with ISR Part-2

• استفاده از const و volatile با هم Usage of const and volatile together

ساختارها و فیلدهای بیتی Structures and Bit fields

• مقدمه ای بر سازه ها Introduction to structures

• دسترسی به عناصر عضو ساختار Accessing structure member elements

• اندازه یک سازه Sizeof of a structure

• ذخیره‌سازی داده‌های هم‌تراز و بدون تراز Aligned and un-aligned data storage

• بالشتک سازه Structure padding

• محاسبه اندازه ساختار به صورت دستی با و بدون بالشتک Calculating structure size manually with and without padding

• تجزیه و تحلیل کد اسمبلی ساختار بسته بندی شده و غیر بسته بندی شده Assembly code analysis of packed and non packed structure

• Typedef و ساختار Typedef and structure

• ساختارها و اشاره گرها Structures and pointers

• تمرین ساختار Structure exercise

• اجرای تمرین ساختاری Structure exercise implementation

• فیلدهای ساختار و بیت Structure and bit fields

• ساختار و فیلدهای بیت ادامه. Structure and bit fields contd.

اتحادیه ها Unions

• اتحادیه ها Unions

• قابل اجرا بودن اتحادیه ها Applicability of unions

استفاده از فیلدهای بیت در کدهای تعبیه شده Usage of bit-fields in embedded code

• تمرین میدان بیت: ایجاد ساختار میدان بیت برای رجیسترهای محیطی Bit-field exercise : Creating bit-field structure for peripheral registers

• ساختار میدان بیتی برای RCC_AHB1ENR Bit-field structure for RCC_AHB1ENR

• ساختار میدان بیت برای GPIOx_ODR Bit-field structure for GPIOx_ODR

• اصلاح تمرین ضامن رهبری با ساختارها و فیلدهای بیتی Modifying led toggle exercise with structures and bit fields

• آزمایش کردن Testing

رابط صفحه کلید Keypad interfacing

• رابط صفحه کلید Keypad interfacing

• چرا مقاومت های کششی؟ Why pull-up resistors?

• تشخیص رویداد فشار کلید Detecting key press event

• نمودار جریان برای پیاده سازی Flow chart for implementation

• اجرای کد خواندن کلید صفحه کلید Keypad key read code implementation

• تحلیل تاخیری Delay analysis

آرایه ها Arrays

• آرایه ها در "C" Arrays in 'C'

• عملیات خواندن و نوشتن در یک آرایه Read-Write operation on an array

• ارسال آرایه به یک تابع Passing array to a function

• تعویض آرایه ها Swapping of arrays

• تعویض آرایه ها ادامه دارد. Swapping of arrays contd.

رشته های Strings

• رشته ها در "C" Strings in 'C'

• رشته به معنای واقعی کلمه String literal

• متغیر رشته در مقابل رشته تحت اللفظی String variable Vs string literal

• وارد کردن یک رشته Inputting a string

• اسکن و اسکن ست Scanf and scanset

• ورزش Exercise

دستورالعمل های پیش پردازشگر در 'C' Pre-Processor directives in 'C'

• دستورالعمل های پیش پردازشگر در 'C' Pre-Processor directives in 'C'

• دستورالعمل های تدوین مشروط Conditional compilation directives

• اپراتور "تعریف شده". 'defined' operator

• اصلاح تمرین ضامن رهبری با ماکروها Modifying led toggle exercise with macros

• سخنرانی جایزه BONUS LECTURE