[ВШЭ] Основы электроники и программирования микроконтроллеров

[ВШЭ] Основы электроники и программирования микроконтроллеров

​

Каждый день мы пользуемся компьютером, но далеко не каждый из нас понимает, какие процессы превращают электрический ток в 0 и 1. Данная программа расскажет о принципах работы и особенностях всех видов цифровой электроники: начиная от включения лампочки от батарейки и заканчивая индикации текста на дисплее, управляемого микроконтроллером.
На курсе вы поработайте с мультиметром, паяльником и цифровым осциллографом. Своими руками создадите из транзисторов логический элемент ИЛИ-НЕ. Увидите кремниевые кристаллы невооруженным глазом и под микроскопом. И, конечно же, напишете свою программу для микроконтроллера на языки Си, ассемблере и при помощи двоичных кодов.

Данная программа - это фундамент для тех, кто хочет начать работу с "железом", отличная возможность полюбить электронику и узнать то, что нам не рассказывали в школе.

Спойлер: ПОДРОБНАЯ ПРОГРАММА

1. Основы электроники

1.1. Электрический ток

1.1.1. Обзор курса

1.1.2. Аналогия электрического тока и жидкости

1.1.3. Электрические характеристики: сила ток, напряжение, мощность, заряд

1.1.4. Замкнутость цепи

1.1.5. Источники тока

1.1.6. Мультиметр

1.2. Сопротивления

1.2.1. Сопротивление и проводимость – свойства проводника

1.2.2. Последовательное и параллельное соединение

1.2.3. Комбинации последовательного и параллельного соединения

1.2.4. Законы Кирхгофа для тока и напряжения

1.2.5. Переменный резистор

1.2.6. Резистивный делитель напряжения

1.2.7. Мощность, выделяющаяся на резисторах (свечение ламп накаливания, нагрев резисторов)

1.2.8. Точность вычислений и экспоненциальная форма записи чисел «Ax10B»

1.3. Пайка

1.3.1. Пайка выводных резисторов и контактов PLS

1.3.2. Пайка провода АМП и МГТФ

1.3.3. Пайка микросхем в корпусе TSSOP-14

1.3.4. Пайка SMD-резисторов и SMD-светодиодов

1.4. Диоды

1.4.1. Свойства диодов

1.4.2. Вольт-амперная характеристика

1.4.3. Диодный мост

1.4.4. Светодиоды: свойства, характеристики, корпуса

1.4.5. Создание полупроводникового светодиода своими руками

1.5. Транзисторы

1.5.1. Свойства полевых транзисторов

1.5.2. Применение полевых транзисторов для усиления и коммутации (динамик и лампочка)

1.5.3. Различие свойств полевых и биполярных транзисторов

1.5.4. n-канальные и p-канальные полевые транзисторы

1.5.5. Транзисторы в составе микросхем – процесс производства

1.5.6. Коммутация электромагнитным реле

2. Логические элементы и устройства на их основе

2.1. Логические элементы НЕ, И, ИЛИ

2.1.1. Логика

2.1.2. Элементы И/ИЛИ/НЕ

2.1.3. Таблица истинности

2.1.4. Возможность построения по таблице истинности любого логического элемента на основе И/ИЛИ/НЕ

2.1.5. Лог.НЕ из полевых транзисторов

2.1.6. Лог.И из полевых транзисторов

2.1.7. Лог.ИЛИ из полевых транзисторов

2.1.8. Микросхемы И/ИЛИ/НЕ

2.2. Логические элементы ИЛИ-НЕ, И-НЕ, ИСКЛ.ИЛИ

2.2.1. Возможность заменить элементы И/ИЛИ/НЕ комбинацией элементов И-НЕ или ИЛИ-НЕ

2.2.2. Построение элементов ИЛИ-НЕ и И-НЕ из полевых транзисторов

2.2.3. Элемент ИСКЛ.ИЛИ из элементов И/ИЛИ/НЕ

2.2.4. Микросхемы ИЛИ-НЕ/И-НЕ/ИСКЛ.ИЛИ

2.3. Мультиплексор

2.3.1. Коммутация сигналов

2.3.2. Мультиплексор из логических элементов И/ИЛИ/НЕ

2.3.3. Мультиплексор, как универсальный логический элемент

2.3.4. Мультиплексор из отдельных транзисторов

2.4. ПЛИС

2.4.1. Основные принципы устройства ПЛИС: входы, выходы, логические блоки, связи, интерфейс программирования ПЛИС

2.4.2. Описание электронного устройства в среде визуального проектирования Quartus Prime

2.5. Двоичная система счисления

2.5.1. Десятичная система счисления (как на пальцах досчитать до 1000)

2.5.2. Счеты (десятичные)

2.5.3. Часовая, минутная и секундная стрелка.

2.5.4. Счеты для часов

2.5.5. Счеты для семеричной и четверичной системы счисления

2.5.6. Счеты для двоичной системы счисления

2.5.7. Счет в двоичной системе на пальцах

2.6. Сумматор

2.6.1. Сумматор на основе И/ИЛИ/НЕ

2.6.2. Сумматор на основе ИСКЛ.ИЛИ

2.6.3. Вычитание двоичных чисел

2.7. Элементы памяти на логических элементах

2.7.1. Ячейка памяти на логическом НЕ

2.7.2. RS-триггер

2.7.3. D-защелка

2.8. Устройства на триггерах

2.8.1. D-триггер (со сбросом)

2.8.2. Счетчик

2.8.3. Сдвиговый регистр

2.8.4. Передача данных сдвиговым регистром

2.9. Память SRAM

2.9.1. Устройство ячейки SRAM

2.9.2. Шины адреса, данных, управления у SRAM

2.9.3. Двухпортовая SRAM

2.10. Память EEPROM

2.10.1. Память EEPROM с параллельным интерфейсом

2.10.2. Последовательная память EEPROM (93LC46)

2.10.3. SPI при помощи сдвигового регистра

3. Ассемблер, Си и устройство микроконтроллера

3.1. Операторы Си

3.1.1. Среда программирования dev-c++

3.1.2. Операторы языка Си (не связанные с присвоением)

3.2. Среда MPLAB

3.2.1. Среда программирования микроконтроллеров PIC - MPLAB

3.2.2. Операторы Си применительно к микроконтроллерам

3.3. Игра в микроконтроллер

3.4. Ассемблер PIC18

3.4.1. Набор команд ассемблера PIC18, структура двоичного кода команд и мнемоники

3.4.2. Ассемблерные аналоги операторов Си

3.5. Переменные

3.5.1. Переменные типа char в Си (примеры в среде dev-c++)

3.5.2. Переменные типа char применительно к микроконтроллерам (примеры в MPLAB, есть отличие компилятора C18 от стандартного Си)

3.5.3. Ассемблерный аналог переменных

3.6. Операторы ветвления

3.6.1. Алгоритм

3.6.2. Язык блок-схем

3.6.3. Операторы ветвления в Си (примеры в среде dev-c++)

3.6.4. Ассемблерные операторы ветвления

3.7. Операторы циклов

3.7.1. Операторы циклов в Си (примеры в среде dev-c++)

3.7.2. Ассемблерные аналоги операторов циклов

3.7.3. Понятие о циклической работе программы в микроконтроллере, бесконечный цикл и таймер «сторожевой пёс» (watch dog timer)

3.8. Массивы

3.8.1. Массивы в Си (примеры в среде dev-c++)

3.8.2. Механизм работы с массивом в ассемблере при помощи косвенной адресации

3.9. Функции

3.9.1. Функции, значения и аргументы в реальном мире. Повторное использование кода

3.9.2. Синтаксис объявления и вызова функции в Си (примеры в среде dev-c++)

3.9.3. Ассемблерные подпрограммы, их вызов и возврат из них. Стек вызова.

3.10. Типы переменных

3.10.1. Типы переменных в Си, оператор sizeof() (примеры в среде dev-c++)

3.10.2. Анализ ассемблерного кода, сформированного компилятором C18 при сложении двух переменных типа char и двух переменных типа int

3.10.3. Способы хранения данных в переменных. Числа с плавающей точкой

3.11. Структуры

3.11.1. Понятие о классах, объектах и свойства в реальном мире

3.11.2. Объявление структуры в Си (примеры в среде dev-c++)

3.11.3. Вложенные структуры

3.12. Указатели

3.12.1. Понятие указателей в Си и синтаксис работы с ними (примеры в среде dev-c++)

3.12.2. Арифметика указателей

3.12.3. Передача аргументов в функцию и возврат значения функции при помощи указателей

3.12.4. Написание программы на Си (MPLAB) для микроконтроллера, работающей с портами ввода-вывода без использования библиотек

3.12.5. Адресное пространство

4. Применение микроконтроллеров

4.1. Бегущий огонек (тактирование и питание микроконтроллера)

4.1.1. Написание программы «мигающий светодиод» на Си и ассемблере

4.1.2. Написание программы «бегущий огонек» на Си и ассемблере

4.1.3. Система тактирования микроконтроллера. Ток через порты ввода-вывода

4.2. Реакция на кнопку

4.2.1. Написание программы на Си и ассемблере, реагирующей на нажатие кнопки. Используется главный цикл

4.2.2. Написание программы на ассемблере, реагирующей на нажатие кнопки при помощи механизма внешнего прерывания

4.2.3. Написание программы на Си, реагирующей на нажатие кнопки с использованием внешнего прерывания. Понятие указателя на функцию

4.2.4. Эффект дребезга контактов и его устранение

4.3. Плавное мерцание (таймер)

4.3.1. Понятие широтно-импульсной модуляции

4.3.2. Написание программы плавного мерцания на Си в главном цикле

4.3.3. Написание программы плавного мерцания на Си с использованием таймера

4.4. Аналого-цифровой преобразователь

4.4.1. Понятие о преобразовании аналоговых величин в дискретные

4.4.2. Написание программы «растущая шкала» на Си с применением переменного резистора

4.5. Семисегментный индикатор

4.5.1. Написание программы, демонстрирующей различные символы на паре семисегментных индикаторов

4.5.2. Написание функции, преобразующей число в CodeB

4.5.3. Написание программы, преобразующей двоичное число на порте в десятичное число от 0 до 99 на семисегментных индикаторах

4.6. Матричная клавиатура

4.6.1. Написание программы, осуществляющей сканирование 16-кнопочной клавиатуры 8-битным портом ввода-вывода и выдающей нажатую клавишу на семисегментные индикаторы

4.6.2. Написание программы, осуществляющие суммирование с накопление 16-ричных чисел, нажатых на клавиатуре и вывод суммы на семисегментные индикаторы (следует предусмотреть обработку дребезга контактов и нажатия двух и более кнопок одновременно)

4.7. SPI

4.7.1. Написать программу, осуществляющую обмен данными с микросхемой памяти EEPROM 93LC46, используя главный цикл

4.7.2. Написать программу обмена данными с 93LC46 используя встроенный в микроконтроллер передатчик SPI

4.8. Контроллер семисегментного дисплея

4.8.1. Написать программу, выводящую числа на 8-знаковый семисегментный дисплей через специализированный контроллер,работающий через интерфейс SPI. В программе должна быть структура данных, описывающая настройки контроллера дисплея и функция вывода чисел на дисплей

4.9. I2C

4.9.1. Написать программу, осуществляющую обмен данными с микросхемой памяти и расширителем портов по протоколу I2C

Продажник:

Цена и доп. инфо:

​