آشنایی مختصر با دوره پروتکل های ارتباطی میکروکنترلر

در دنياي صنعتي امروز ، ارسال و دریافت ديتا به عنوان يکي از مهمترين بخش هاي پروژه ها و سیستم های کنترلي شناخته می شود و تقریبا در تمامی پروژه ها ارتباط میکروکنترلر با سایر دستگاه ها و سنسورها از اهمیت ویژه ای برخوردار است . پروتکل های ارتباطی در حقیقت استانداردهای بین المللی برای ارتباط فی ما بین دستگاه ها می باشد که توسط سازمان ها و نهادهای جهانی و حتی شرکت های صاحب تکنولوژی طراحی و ارائه شده اند . پروتکل های ارتباطی پرکاربرد میکروکنترلرها  UART, SPI, I2C, LAN, CAN, USB می باشند که در کلاس پروتکل های ارتباطی میکروکنترلر نیراسیستم آموزش داده می شود .

تحلیل بازار کار

سیستمهای اتوماسیون سالهاست مدیریت کارگاه ها و کارخانجات را بدست گرفته است و مهندسین زیادی را برای بهینه سازی و ارتقای به آن مشغول به کار شده اند . هم چنین طراحی و راه اندازی سیستم های کنترلی که با سنسورها ، دستگاه ها و سیستم های دیگر در یک شبکه کنترلی مورد استفاده قرار می گیرند ؛ نیازمند مهندسین توانمند و با تجربه در امر بکارگیری پروتکل های ارتباطی متناسب با هر کدام از این دستگاه ها می باشد . تسلط یک مهندس با تخصص برنامه نویسی میکروکنترلر بر روی پروتکل های ارتباطی نشان دهنده تخصص و مهارت فرد است . 

توانایی دانشجو پس از پایان دوره پروتکل های ارتباطی میکروکنترلر

دانشجو در پایان دوره می تواند :

انتقال دیتا از طریق پروتکل ارتباطی سریال را انجام دهد

با استانداردهای ارتباطی سریال TTL, RS232, RS485, RS422 کار کند

ارتباط سریال در پروژه ها از طریق میکرو ARM سری STM را پیاده سازی نماید

شبکه کردن چند دستگاه توسط پروتکل SPI را انجام دهد

راه اندازی کارت های حافظه SD Card و آی سی های مبتنی بر SPI را پیاده سازی نماید

ارتباط دو سیمه یا TWI را در پروژه ها مورد استفاده قرار دهد

تجربه راه اندازی سنسورها و آی سی های مبتنی بر پروتکل I2C را کسب نماید

ارسال دیتا از طریق پورت USB به کامپیوتر را پیاده سازی کند

پورت USB میکروکنترلر ARM را در پروژه ها به کار گیرد

ارسال و دریافت اطلاعات از طریق پروتکل CAN را راه اندازی نماید

انتقال اطلاعات بین میکروکنترلر و کامپیوتر از طریق پورت LAN را انجام دهد

پیاده سازی یک وب سرور (Web Server) در میکرو STM را تجربه کند

شیوه برگزاری کلاس

یادگیری پروتکل های ارتباطی میکروکنترلرها صرف نظر از نوع میکروکنترلر نیازمند دانش برنامه نویسی و هم چنین تکنیک های پیاده سازی مدارهای دیجیتال مبتنی بر میکرو می باشد . کار با سنسورهای رایج ، تجربه ارسال دیتا به صورت مقدماتی و مهارت به کارگیری واحدهای میکروکنترلر در این زمینه بسیار ضروری و لازم است .

در این دوره ضمن آموزش و معرفی انواع پروتکل های ارتباطی میکروها و بیان مزایا و محدودیت های هر یک به صورت عملی اقدام به راه اندازی هر کدام از پروتکل های ارتباطی خواهیم کرد . هم چنین با استفاده از سخت افزارهای تعبیه شده در کلاس برای یادگیری موثر و با کیفیت تجربه انتقال دیتا و راه اندازی سنسورها و دستگاه های مختلف را خواهیم داشت .

میکرو مورد استفاده در این دوره میکروکنترلر ARM سری STM32 خواهد بود .

Interface) :

آشنایی با پروتکل I2C  یا TWI ، مزایا ، کاربردها و شیوه به کارگیری

اتصال چند سنسور به میکرو فقط از طریق 2 سیم توسط پروتکل I2C

نحوه آدرس دهی به صورت نرم افزاری و مفهوم بیت های ACK , NACK

راه اندازی حافظه EEPROM (24Cxx) توسط میکروکنترلر ARM با ارتباط دو سیمه

راه اندازی آی سی تقویم و ساعت (DS1307) از طریق STM32

 

پروتکل ارتباطی USB (Universal Serial Bus) :

آشنایی با پروتکل ارتباطی USB ، مزایا ، کاربردها و شیوه به کارگیری

تفاوت سرعت انتقال اطلاعات در دستگاههای USB

مفهوم نقطه پایانی (End Point) در ارتباط USB

تفاوت USB Device و  USB Host

مرحله پرسش و پاسخ در هنگام اتصال دستگاه USB به Host

انواع توصیفگرهای (Descriptor) نرم افزاری برای شناسایی دستگاه

نحوه آدرس دهی دستگاهها توسط Host

ارسال دیتا از طریق پورت USB به کامپیوتر

راه اندازی عملی پورت USB میکروکنترلر ARM

 

پروتکل ارتباطی  CAN (Controller Area Network) :

آشنایی با پروتکل CAN ، مزایا ، کاربردها و شیوه به کارگیری

مفهوم ارتباط Multi Master در پروتکل CAN

لایه سخت افزاری پروتکل ارتباطی CAN

 راه اندازی آی سی پتانسیومتر دیجیتال mcp2551 توسط میکرو STM32

فریم ارتباطی CAN و ساختار نرم افزاری آن در میکروکنترلر ARM

ارسال و دریافت اطلاعات از طریق پروتکل CAN به عنوان یک Node در شبکه

 

پروتکل ارتباطی LAN (Local Area Network) :

آشنایی با پروتکل LAN، مزایا ، کاربردها و شیوه به کارگیری

آشنایی با مبانی شبکه های کامپیوتری

لایه های نرم افزاری و سخت افزاری شبکه های کامپیوتری

آشنایی با پروتکل های رایج شبکه مانند TCP, UDP, FTP, HTTP و ...

انتقال اطلاعات بین میکروکنترلر و کامپیوتر از طریق پورت LAN

پیاده سازی یک وب سرور (Web Server) در میکرو STM

ارسال و دریافت یک فریم (Packet) اطلاعات و بررسی فریم مدباس (modbus protocol) جهت ارتباط با دستگاه های PLC , HMI

ارسال دیتا به صورت سریال با استاندارد TTL, RS232, RS485, RS422

برقراری ارتباط بین میکروکنترلر و  PC

شبکه کردن چند دستگاه توسط پروتکل SPI

راه اندازی ماژول RFID Reader توسط میکروکنترلر ARM

 

راه اندازی کارت حافظه SD Card توسط پروتکل SPI از طریق میکرو

اتصال چند سنسور به میکرو فقط از طریق 2 سیم توسط پروتکل I2C

راه اندازی حافظه EEPROM (24Cxx) توسط میکرو ARM با ارتباط دو سیمه

راه اندازی آی سی تقویم و ساعت (DS1307) از طریق میکرو

انتقال اطلاعات از طریق پورت USB به PC

راه اندازی عملی پورت USB میکروکنترلر ARM

 راه اندازی آی سی پتانسیومتر دیجیتال mcp2551 توسط میکرو STM32

ارسال و دریافت اطلاعات از طریق پروتکل CAN به عنوان یک Node در شبکه

انتقال دیتا بین میکرو و کامپیوتر از طریق پورت LAN

پیاده سازی یک وب سرور (Web Server) در میکروکنترلر STM

دانشجویان و علاقمندانی که تمایل دارند به توانمندی کار با انواع درگاه های ارتباطی میکروکنترلر برسند می بایست با تکنیک های برنامه نویسی به صورت کامل آشنا باشند و هم چنین راه اندازی واحدهای مختلف میکروکنترلر ARM ترجیحا سری STM را تجربه و به صورت عملی پیاده سازی کرده باشند . توصیه می شود با مباحث اولیه انتقال دیتا از طریق پروتکل های سریال که معمولا در دوره های مقدماتی تدریس می شوند به صورت کامل آشنا باشند و در پروژه های ساده از این امکان استفاده کرده باشند .  

در طول دوره از سخت افزارهای طراحی شده توسط بخش فنی مجموعه نیراسیستم استفاده خواهیم کرد که برای یادگیری عملی راه اندازی پروتکل های ارتباطی UART, SPI, I2C, LAN, CAN, USB بسیار مناسب است و امکان کسب این مهارت بسیار کاربردی را فراهم شده است . 

در حال بروز رسانی

در حال بروز رسانی