آموزش ARM STM32

آموزش ARM STM32 یوبرد را می توان مهم ترین آموزش در حوزه فعالیت یوبرد دانست. چرا که میکروکنترلرهای STM32 امروزه در کشور ما در بسیاری از صنایع پر استفاده ترین میکروکنترلرها هستند. حدودا از سال 1390 میکروکنترلرهای با پردازنده های ARM در صنایع ما مورد استفاده قرار گرفتند. در این سالها میکروکنترلرهای ARM شرکت های مختلف مثل NXP و MICROCHIP و ST و … مورد استفاده قرار گرفتند. تا اینکه در اواسط دهۀ 90 میکروکنترلرهای STM32 بخش قابل توجهی از بازار کشور ما را تشکیل داد. در آن زمان مزیت مهمی که میکروکنترلرهای STM32 نسبت به رقبا داشت، قیمت پایین و تنوع بالای آنها بود. به تدریج علاوه بر ویژگی هایی که ذکر شد شرکت ST خدمات ارزش افزودۀ خوبی را در کنار میکروکنترلرهای STM32 خود ارائه کرد که باعث تمایز بیشتر نسبت به رقبای خود شد. از جمله پکیج های نرم افزاری زیر:

1. STM32CubeMx برای ساخت کدهای راه اندازی میکروکنترلرها
2. نرم افزار STM32CubeIDE یک محیط IDE توسعۀ کدها (ساخت پروژه در STM32CubeIDE)
3. نرم افزار TouchGFX برای کار با نمایشگرهای گرافیکی مثل TFT-LCD ها با میکروکنترلرهای STM32

تصویر 1 – برخی نرم افزارهای شرکت ST برای میکروکنترلرهای STM32

پکیج های نرم افزاری ساخته شده برای میکروکنترلرهای STM32، هریک در زمینۀ خود یک شاهکار هستند. یک وجه تمایز بسیار قوی ST، پکیج های نرم افزاری آن است. که تقریبا همۀ آنها برای میکروکنترلرهای STM32 رایگان و Open Source هستند. پکیج های نرم افزاری STM32 سطح دانش و معماری نرم افزار در میان توسعه دهندگان سیستم های مبتنی بر میکروکنترلر را چند گام فراتر برد. امروزه در سال 1400، میکروکنترلرهای STM32 با اختلاف پر استفاده ترین میکروکنترلرها در صنعت کشور ماست و احتمالا تا سالهای آینده نیز پر استقبال ترین باقی خواهد ماند. البته در جلسۀ اول آموزش STM32 یوبرد بصورت مفصل درمورد میکروکنترلرهای مختلف و تفاوت آنها و … صحبت کرده ایم که بصورت آموزش ARM رایگان در لینک زیر ارائه شده است.

فیلم مقدمه آموزش STM32 – جلسۀ 1 آموزش STM32 – چهار ساعت (آموزش رایگان STM32)

همچنین لینک آموزش STM32 آپارات یا وبلاگ یوبرد را نیز می توانید در همین صفحه ببینید.

میکروکنترلرهای STM32 چیست؟

در ابتدا چنانچه با میکروکنترلر آشنایی ندارید، می توانید از لینک زیر، شناخت خوبی از میکروکنترلر و دید بهتری در انتخاب میکروکنترلر و آموزش میکروکنترلر بدست بیاورید.

میکروکنترلر چیست؟

در لینک فوق در بیش از 6000 لغت درمورد میکروکنترلر صحبت کرده ایم. اما در ادامه بطور کلی و به زبان ساده و خیلی خلاصه در حد چند پاراگراف یک معرفی برای برخی مخاطبین عرض می کنیم.

میکروکنترلر یک قطعۀ الکترونیکی است که در آن واحدهای مختلفی وجود دارد. از جمله مهمترین این واحدها، CPU و حافظه است. مثل کامپیوتر که CPU و حافظه دارد. میکروکنترلرها برخی واحدهای دیگر که کامپیوتر دارد را نیز دارند. می توان گفت که میکروکنترلر یک کامپیوتر خیلی خیلی کوچک است. روال کار در میکروکنترلر به این صورت است که ما یک برنامه ای را در کامپیوتر برای میکروکنترلر می نویسم. سپس  آن را با یک روش، بر روی حافظۀ میکروکنترلر برنامه ریزی می کنیم. بعد از آن CPU، کدهای ما را اجرا می کند. با اجرای کدها توسط CPU ما نتیجۀ کد خود را روی پایه های میکروکنترلر می بینیم. ما این پایه های میکروکنترلر را به تجهیزات مختلف وصل می کنیم. مثلا به LCD، به یک کلید یا بلندگو یا موتور یا … وصل می کنیم. به عبارتی یک محصول الکترونیکی می سازیم که تجهیزات مختلفی که به میکروکنترلر متصل است را کنترل می کند و کارهایی که ما خواسته ایم را انجام می دهد.

کاربرد میکروکنترلرهای STM32

در یک آسانسور تعدادی میکروکنترلر وجود دارد که آن را کنترل می کنند، در خودرو، ماهواره، عابربانک، لوازم برقی خانگی و بسیاری از محصولات الکترونیکی، میکروکنترلر وجود دارد. امروزه در کشور ما در بسیاری از کاربردهای ذکر شده از میکروکنترلرهای STM32 استفاده می شود. امروزه در دنیای الکترونیک و از جمله در کشور ما میکروکنترلر بازار کار بسیار خوبی دارند. متخصصین در این زمینه آیندۀ خوبی خواهند داشت.

متخصص الکترونیک کیست؟

تصویر 2 –کاربردهای میکروکنترلرهای STM32

میکروکنترلرهای ARM و پردازنده های ARM

شرکت ARM (Advanced RISC Machine)، یک شرکت طراح پردازنده (CPU) است. پردازنده های ARM در دسته بندی های مختلف برای کاربردهای مختلف ارائه شده است. این دسته بندی ها همیشه درحال توسعه هستند. امروزه این دسته ها شامل Cortex-A، Cortex-M، Cortex-R، Ethos – NPUs، Neoverse و SecurCore است. که در  ابتدا معمولا در معماری اکثر میکروکنترلرها از پردازنده های Cortex-M استفاده می شد. اما امروزه از تمامی این پردازنده های ARM در معماری میکروکنترلرهای مختلف یافت می شود.

تصویر 3 – خانواده های پردازنده های ARM

امروزه بسیاری از شرکت های سازندۀ میکروکنترلر، طراحی پردازندۀ میکروکنترلر را از شرکت ARM می گیرند و در طراحی میکروکنترلر خود قرار می دهند و آن را می سازند. چند شرکت پیشتاز سازندۀ میکروکنترلر در دنیا شرکتهای NXP، ST، MICROCHIP, TI هستند. هرکدام از این شرکتها میکروکنترلرهای خود را در دسته بندی های مختلف طبقه بندی و نام گذاری کرده اند. مثلا شرکت ST برخی میکروکنترلرهای خود را در دسته بندی STM32 نام گذاری کرده است. در طراحی میکروکنترلرهای STM32 از پردازنده های ARM استفاده شده است. به همین دلیل به میکروکنترلرهای STM32، میکروکنترلرهای ARM یا میکروکنترلرهای ARM STM32 نیز گفته می شود. منظور میکروکنترلرهای STM32 با پردازندۀ ARM است.

روال کار در آموزش ARM STM32 یوبرد

در آموزش ARM STM32 یوبرد مثل مابقی آموزش های میکروکنترلر یوبرد مثل آموزش AVR یوبرد و … بطور کلی روال کار به این صورت است که در جلسه ابتدایی آموزش ARM STM32، معرفی دنیای میکروکنترلر مربوطه انجام و نرم افزارهای مربوطه و مقدمات لازم بررسی می شود. که این جلسه بصورت رایگان ارائه شده است. در ادامه واحدهای مختلف میکروکنترلر آموزش داده شده و راه اندازی شده و پروژه های عملی با STM32 انجام می شود. در آموزش ARM STM32 یوبرد به نوعی آموزش برنامه نویسی ARM به زبان C، هدف آموزش تمامی امکانات داخلی موجود در میکروکنترلرهای STM32 است. به نوعی هدف آموزش جامع STM32 است. شرکت ST همواره درحال ساخت میکروکنترلرهای جدید و افزودن امکانات جدید به میکروکنترلرهای STM32 است. ما نیز سعی بر این داریم که همواره به روز بوده و این امکانات را پوشش دهیم. لذا واحدهایی که درحال حاضر آموزش آنها وجود ندارد، در آینده آموزش آنها قرار خواهد گرفت.

انتقال کدها از یک میکروکنترلر به یک میکروکنترلر دیگر

امروزه باتوجه به تعدد میکروکنترلرها و بخصوص میکروکنترلرهای STM32، مشکلی که بسیاری از کاربران بخصوص کاربران مبتدی دارند، انتقال کد از یک میکروکنترلر به میکروکنترلر دیگر است. سوال متداولی که مطرح می شود این است که در آموزش جامع میکروکنترلر ARM STM32 یوبرد از چه میکروکنترلری استفاده می شود؟ یا سوال متداول دیگر این است که از در آموزش ARM STM32 یوبرد چه برد آموزشی استفاده شده است؟ آیا آموزش STM32F103C8T6 است؟ برای پاسخ به این موضوع ما چند کار زیر را تدارک دیده ایم:

1. نمونه کدهای پیوست آموزش ARM STM32را برای میکروکنترلرهای مختلف مثلا STM32F103C8T6 یا STM32F103VET6 یا STM32F407VGT6 برنامه ریزی کرده ایم و قرار داده ایم. این کار یک امر جاری است. امکان دارد امروز یک کد صرفا برای یک میکروکنترلر وجود داشته باشد اما بزودی برای یک میکروکنترلر دیگر نیز قرار بگیرد.
2. یک جلسه صرفا با هدف، انتقال کدها از یک میکروکنترلر STM32 به میکروکنترلر STM32دیگر درنظر گرفته ایم.
3. در طول آموزش ARM STM32با تسلط بر مباحث ذهن کاربر را از نوع میکروکنترلر مستقل می کنیم. به عبارتی ما در سرفصل های مختلف سعی می کنیم درمورد آن ویژگی در میکروکنترلرهای دیگر نیز صحبت کنیم و بطور کلی در این مورد یک دید و اعتماد به نفس به کاربر بدهیم.

بطور کلی شما باید بتوانید یک عملکرد خاص را بر روی هر میکروکنترلری پیاده کنید. وقتی میکروکنترلرهای STM32 را بشناسید و برای یک میکروکنترلر کد بنویسید، انتقال آن به یک میکروکنترلر دیگر STM32 کار سختی نخواهد بود. اگر فکر می کنید برای شما سخت است، باید حتما حداقل یک مرتبه این کار را انجام دهید و این مسئله را برای خودتان روشن کنید. در این راستا هم ما آموزشی مختص این موضوع درنظر گرفته ایم که کمک کننده به شما باشد.

از چه پلتفرمی استفاده کنیم؟ HAL یا رجیستری یا LL یا … ؟

بطور کلی در آموزش STM32 مقدماتی یوبرد، در تمامی سرفصل ها، واحدهای مختلف هم با مقدار دهی مستقیم به رجیسترها و هم با استفاده از پلتفرم HAL راه اندازی شده اند. در آموزش های پیشرفته ARM STM32 نیز در سرفصل های مختلف از روش های مختلف استفاده شده است. برای آموزش پیشرفته ARM برای هر مبحث به توضیحات آن جلسه مراجعه بفرمایید.

همچنین امروزه باتوجه به تعدد پلتفرم های مختلف و ارتباط آنها با هم سوال متداول دیگری بوجود آمده است. این سوال که آیا از CMSIS یا HAL یا مقدار دهی مستقیم به رجیسترها یا روش دیگری استفاده کنیم؟ که در این راستا نیز یک جلسۀ آموزشی مجزا درنظر گرفته ایم که بصورت مفصل به این سوال پاسخ می دهیم.

آموزش های ARM STM32 یوبرد جامع است.

یوبرد همیشه در ارائۀ محتوا جامعیت آن را درنظر داشته است. در آموزش کامل STM32 نیز این موضوع را درنظر داشته ایم. شرکت های پیشرو برای یک متخصص که هم تئوری را خوب بداند و هم تجربه داشته باشد، بهای خوبی می پردازند. بطور کلی شما هم در کسب و کار خودتان هم اگر در هردوی این موارد قوی باشید، پیشرفت خواهید کرد. ما هم با همین هدف آموزش ARM STM32 را پیش برده ایم که مخاطب را در هر دو زمینۀ تئوری و تجربۀ پیاده سازی قوی کنیم. (اهمیت تخصص مهندس الکترونیک)