艾鍗學院 - ARM Cortex-M嵌入式單晶片MCU韌體開發實戰班

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★ 課程採【實體遠距同步】全台開課並提供錄影補課，歡迎免費洽詢！

課程大綱

第一階段 ARM Cortex-M 韌體開發設計

♦ 了解ARM-Cortex M4 的開發流程
♦ 熟悉MCU的GPIO、TIMER、PWM、UART、I2C、SPI單元控制與應用
♦ 引導學員如何設計I2C裝置、SPI裝置的驅動程式

▪ ARM Cortex-M 韌體開發設計

ARM Cortex-M 開發環境
- ARM Keil MDK、新唐ARM Cortex M4 PACK 安裝
- ARM Keil MDK 專案建立及編譯
- 實驗板除錯、燒錄設定
- 實作第一個專案
  - 晶片特殊目的記憶體（操作體驗）
  - C語言如何定義、操作，晶片特殊目的記憶體

GPIO單元（LCD 並列通訊）
- HD44780 LCD 控制晶片（規格書閱讀指導）
  - 依照規格書的範例，驗證功能的方法（除錯模式）
  - 整理並實作LCD驅動程式

ARM Cortex-M4 架構
- 系統時鐘（Systick）使用技巧）
- 原廠驅動程式API參數的指派技巧

可視化的程序設計技巧（狀態機）
- 訊號分析與事件的定義
- 事件觸發與狀態移轉的定義
- 使用C語言實作狀態機
- 追加功能

模組化設計與原廠範例程式整理
- 單元模組化的5個區塊
  - 控制單元的時鐘規劃
  - 指派控制單元的PIN腳
  - 控制單元的開啟與參數設定
  - 中斷事件的規劃
  - 中斷服務程序

Timer 單元
- 定時器的使用規劃（時脈產生器）
- PWM 脈波寬度調整（LED 亮度調整）
- 紅外線遙控器（訊號分析與解碼）

A/D、 D/A轉換器
- ADC 轉換器使用與參數設定
- 熱敏電阻溫度轉換
- ADC 讀取系統電壓（電池）
- DAC 輸出

UART通訊
- WiFi TCP 通訊

I2C通訊
- I2C通訊協定講解
- I2C底層驅動程式設計
- BH1750 照度計驅動程式設計

SPI通訊訊
- SPI通訊模式設定
- nRF2401+ SPI底層通訊程序
- nRF2401+ 2.4G無線通訊實作

第二階段 ARM Cortex-M 應用設計

♦教你如何整合與活用MCU各式應用

MCU RTOS 即時作業系統
- 建立RTOS專案
- RTOS多執行緒
- Signal執行緒間的訊號傳遞
- Mutex 機制
- Semaphore 機制
- Timer 機制
- Message Queue 訊息的傳遞
- Mail Queue 訊息的傳遞

MAX30102應用專題
- 建立專案基本程序
- 感測器 I2C 通訊（逆向工程）
- 感測器驅動程序
- 規劃暫存器
- Python圖形介面 jupyter Lab
  - 數據錄製、波形繪製
  - 數據分析、演算法
  - 進階感測器調校
- 心律計算

RS485/Modbus 工業控制與通訊
- RS485 工作原理與配線
- Modbus RTU 通訊協定與Memory Map I/O空間之系統設計
- MCU實戰-Modbus over RS485

2.4G RF無線通訊
- 2.4RF 通訊模組(nRF24L01) 功能介紹
- MCU 如何進行RF TX/RX? nRF24L01狀態機說明
- 雙向通訊實驗
- 建構一個星狀網路(含Windows視窗主控台) (可提供Visual Studio (C#) 視窗程式原始碼)

BLE 藍芽4.0通訊
- Nordic BLE 晶片功能介紹
- Nordic SDK & Development Tools 安裝與使用
- BLE 裝置與Android APP 進行藍芽雙向通訊 (可提供APP原始碼修改)

NFC 近場通訊
- NFC 工作模式
- TI RF430CL330H 晶片介紹
- MCU 如何讀取NFC 卡片資訊 (NDEF 格式)
- NFC應用實戰-Medical Wireless Sensor (人體溫度無線感測器)

IOT 裝置通訊實務
- IOT圖控介面產生器：使用Node-Red
- IOT儀表板之折線圖、顯示器、控制器設計
- ESP8266 Wi-Fi溫度節點 (數據產生)
- ESP8266 Wi-Fi遠端控制RGB LED燈狀態 (控制命令)

* 本單元所列之MCU應用主題，每梯次選用可能不同

第三階段 USB控制原理 & USB韌體實作

♦了解USB控制原理與USB協定，和 USB Classes如HID、CDC、MSC，進行韌體實作，並使用HID Class 讓USB和PC端能雙向通訊。

♦了解如何利用USB分析儀進行USB Debug工作

※業界唯一使用立肯科技USB3.0協定分析儀(USB Protocol Analyzer)來搭配上課學習使用

Part I USB 規格

▪ Introduction to USB Architecture
▪ Other related USB Terms(ULPI,HSIC,OTG … )
▪ USB Data Flow Type and Communication protocol
▪ USB Device Enumeration
▪ Windows INF Files
▪ USB Classes
    (1)   USB Audio (USB Speaker)
    (2)   USB CDC-ACM (USB-UART)
    (3)   USB CDC-ECM (USB Ethernet Adapter)
    (4)   USB HID (Mouse , Keyboard , Consumer device)
    (5)   USB Mass Storage
    (6)   USB Bluetooth

Part II USB韌體實作(點我看Lab實作)

▪ Windows INF 實作練習
▪ USB Device Enumeration練習
▪ USB Audio練習
    (1)   USB Audio 封包說明
    (2)   如何控制USB Audio (Mute , Volume Up/Down)
▪ USB HID class 實作
    (1)   HID Class 封包說明
    (2)   實作Mouse相關功能
    (3)   實作Keyboard相關功能
    (4)   實作HID Data Transfer功能
    (5)   實作HID Consumer Device功能
    (6)   實作如何wakeup PC功能
▪ USB CDC class 實作
    (1)   CDC Class 封包說明
    (2)   實作USB轉UART相關功能
▪ USB MSC class 實作
    (1)   Mass Storage Class 封包說明
    (2)   了解MSC SCSI command , 存取MSC device
▪ Bluetooth over USB
    (1)   Bluetooth HCI (Host Controller Interface) 控制說明
    (2)   透過HCI來控制Bluetooth Module