فیلم آموزش پورت IO در آردوینو – جلسۀ 4 آردوینو

فیلم آموزش پورت IO در آردوینو، جلسۀ چهارم  فیلم آموزش آردوینو مقدماتی یوبرد است. IO مخفف Input/Output و به معنی ورودی/خروجی است. IO یا GPIO در بحث میکروکنترلر و آردوینو به طور خاص به پایه های ورودی/خروجی دیجیتال گفته می شود. پایه هایی که می توانیم مقدار 0 یا 1 روی آنها بنویسیم و برای مثال یک LED یا سون سگمنت یا یک رله را راه اندازی کنیم. یا این که مقدار 0 یا 1 قرار گرفته شده روی آنها را بخوانیم و مثلاً متوجه شویم که آیا دکمه ای فشرده شده یا خیر. در جلسۀ چهارم فیلم آموزش آردوینو، مبحث پورت IO آردوینو را مورد بحث و بررسی قرار می دهیم. در این جلسه نکات و مفاهیم پورت IO بردهای آردوینوی مبتنی بر میکروکنترلرهای AVR را بیان می کنیم. علاوه بر آن، مفاهیم مورد نیاز مربوط به GPIO در STM32 را برای برد توسعۀ Nucleo-F103RB شرح می دهیم.

راه اندازی سون سگمنت با AVR

راه اندازی سون سگمنت با STM32

می توان گفت پایه ای ترین واحد داخلی میکروکنترلرها، پورت IO است. پورت های IO برای عملیات ساده مثل روشن و خاموش کردن یک LED و عملیات پیچیده تر مثل پیاده سازی پروتکل I2C نرم افزاری یا راه اندازی انواع LCD، استفاده می شوند. راه اندازی IO در آردوینو با توابع سطح بالای آن، ساده تر از راه اندازی آن در میکروکنترلرهاست. مثلاً تعیین مد پایۀ GPIO میکروکنترلر STM32 با آردوینو، ساده تر از تعیین مد آن به صورت کدنویسی رجیستری است. اما به هر حال مباحثی وجود دارند که لازم است آنها را بدانیم. موضوع ورودی/خروجی در آردوینو به طور کلی شامل مباحثی مثل مدهای IO و تنظیم آنها، خواندن ورودی و نوشتن در خروجی است. که در فیلم آموزش پورت IO در آردوینو این مباحث را به طور کامل تشریح، توابع کار با آنها را معرفی و پروژه های مربوط را بررسی می کنیم. به طوری که دانش پذیر پس از آن، می تواند بدون هیچ ابهامی به راه اندازی آردوینو و کار با IO آن بپردازد.

راه اندازی STM32 با آردوینو

تصویر 1 – فیلم آموزش آردوینو، پورت IO در آردوینو و چند المان جانبی قابل راه اندازی با IO

سرفصل های فیلم آموزش پورت IO در آردوینو

مباحث این جلسه عبارتند از:

• تعریف پورت IO در آردوینو: در این بخش از جلسۀ چهارم پکیج آموزش آردوینو، مفهوم IO را بیان و پورت IO را تعریف می کنیم.
• بررسی پایه های پورت IO در بردهای Arduino UNO و Arduino Nano و Arduino Mega و برد STM32 Nucleo-F103RB: هر کدام از این بردها تعدادی پایۀ IO دارند که در این بخش از فیلم آموزش Arduino این پایه های IO را بررسی می کنیم.
• بررسی و تشریح کامل مدهای IO: مدهای IO در بردهای مبتنی بر میکروکنترلرهای AVR، عبارتند از خروجی، ورودی با مقاومت پول آپ داخلی و ورودی بدون مقاومت پول آپ داخلی. مدهای IO در برد توسعۀ Nucleo-F103RB نیز عبارتند از: خروجی پوش پول، خروجی Open drain، ورودی با مقاومت پول آپ داخلی، ورودی با مقاومت پول دون داخلی و ورودی Floating (بدون مقاومت پول آپ و پول دون داخلی). در این بخش از فیلم آموزش Arduino، مباحث Pull-up و Pool-down و پوش پول و Open-drain را نیز شرح می دهیم.
• شرح توابع کار با IO در آردوینو: در این بخش از جلسۀ چهارم فیلم آموزش Arduino، توابع کار با پورت IO و نحوۀ به کار گرفتن آنها را بررسی می کنیم. که توابع پیکربندی، خواندن از ورودی و نوشتن در خروجی هستند.
• انجام پروژه های IO آردوینو، شامل برنامه نویسی، شبیه سازی و پیاده سازی در عمل: پروژه های مربوط به راه اندازی LED با آردوینو، اتصال دکمه به آردوینو، راه اندازی سون سگمنت با آردوینو، راه اندازی LCD کاراکتری با آردوینو، راه اندازی دات ماتریس با آردوینو، راه اندازی رله با آردوینو، راه اندازی کی پد با آردوینو و ساخت یک ماشین حساب ساده و اتصال سنسور PIR و Buzzer به آردوینو که در مجموع تعداد 13 پروژه هستند. در این بخش از فیلم آموزش آردوینو این پروژه ها را تشریح می کنیم. در این پروژه ها از نرم افزار ویژوال استودیو، نرم افزار پروتئوس، اتمل استودیو، VS code و Arduino IDE استفاده می کنیم.

تصویر 2 – فیلم آموزش آردوینو، اتصالات پروژه با Nucleo-F103RB برای تمرین مفاهیم مربوط به GPIO در STM32

نوشته های مرتبط دیگر در وبلاگ یوبرد:

پورت IO در AVR

اتصال رله به میکروکنترلر

برنامه نویسی میکروکنترلرها با ویژوال استودیو

پس از این جلسه دانش پذیر می تواند پورت های IO در آردوینو را برای هر کاربردی راه اندازی و استفاده کند.

پیش نمایش – راه اندازی رله با آردوینو