104學習精靈

本課程專為想要深入學習MCU微控制器技術的學員設計，內容涵蓋微控制器的常用模組，如 Timer、GPIO、PWM、ADC、DAC、LCD、RTC 等，幫助學員熟練掌握硬體的操控。同時，學員將學習 RS232、I2C、SPI、UART 等通訊協定，進一步強化裝置之間的互聯能力。我們還將引導學員閱讀和理解原廠 Datasheet，透過波形與時序分析完成驅動設計。此外，學員將熟悉 MCU 韌體的撰寫、測試、除錯與維護，培養開發中不可或缺的實作與問題解決能力。本課程將理論與實作相結合，為學員奠定堅實的微控制器開發基礎，使具備韌體工程師專業。

本課程採用艾鍗學院獨家研發ARM Cortex-M開發套件，將帶領學員深入了解 RTOS 與心律監測的專題應用， 課程首先聚焦 RTOS 的基礎知識與常見機制，從專案建置、多執行緒設計，到訊號傳遞 (Signal)、互斥機制 (Mutex)、計時器 (Timer) 與訊息傳遞 (Message Queue, Mail Queue) 等，逐步引導學員掌握 RTOS 的關鍵技術。在專題實作部分，學員將使用 MAX30102 心律感測器完成一套心律監測系統，涵蓋 I2C 通訊、感測器驅動、暫存器配置等核心步驟，並透過 Python Jupyter Lab 進行數據錄製、波形繪製及數據分析。

對於想要快速上手MCU的學習者，此課程使用WengPic實驗板內建函式，讓你可以快速上手！對於有專題設計的需求者，此MCU課程提供明確乾淨的單元規劃，以及良好範例程式參考。這門MCU課程也適合有驅動程式設計需求的學員，課程會帶你看懂Datasheet，去整理、定義嵌入式程式設計技巧。 學習目標 1.熟悉微控制器一般常用I/O控制與電路設計，如Timer、PWM、ADC、LCD、RTC等 2.熟悉微控制器常用通訊模組，如RS232、I2C、SPI等 3.依原廠Datasheet的說明，從波形與時序關係，逐行引領學員完成驅動 章節架構 Part1-Weng PIC函式庫介紹＆開發環境建立 ► Weng PIC函式庫介紹　＆　開發環境建立 ► Weng pic開發模組 ► 套件包資料夾介紹 ► MPLAB操作說明 ► 軟體更新操作 ► 燒錄操作 ► LCD函式庫練習 ► button函式庫練習 ► 電位器函式庫練習 ► 繼電器函式庫練習 ► 2.4G RF函式庫練習 Part2-GPIO控制 ► GPIO電路的基本需求 ► PIC18IO埠 ► PIC18F46J50_DataSheet Part3-Button視覺化及狀態圖 ► 視覺化思考與狀態圖 ► 狀態關聯的循環圖 ► 狀態+數位訊號>反應 ► 訊號分析 ► 狀態圖轉換成C語言 ► button實作01 ► 增加歸零功能及其分析 ► 增加連按兩下功能及其狀態分析 Part4-LCD實驗 ► 記憶體配置 ► LCD控制器 ► LCD接腳關係 ► 4位元轉換範例 ► Datasheet_HD44780U ► LCD實作 ► LCD_print位置控制 Part5-ADC實驗 ► 10bit_AD轉換 ► IC內部訊號時序圖 ► AD模組操作 ► 規劃AD模組及使用 ► AD模組操作順序步驟 ► ADC實作 Part6-中斷控制實驗 ► 中斷程式 ► 中斷功能 ► CCP之Compare模式 ► interrupt實作 Part7-Capture:紅外線接收器解碼 ► 紅外線接收模組 ► Capture mode設定 ► 紅外線接收訊號 ► 紅外線功能實作 Part8-PWM調節與控制 ► CCP之PWM模式 ► 頻率與工作週期關係 ► 晶片運作說明 ► CCP暫存器 ► 設定PWM模式與規劃 ► 複製專案的方法 ► PWM練習 Part9-UART與PC端 ► 非同步串列傳輸 ► EUSART傳送方塊圖 ► EUSART接收方塊圖 ► 鮑率計算 ► 非同步傳輸時序圖 ► 傳送接收處理 ► UART傳送_練習 Part10-I2C EEPROM操作 ► I2C控制碼 ► I2C接腳定義 ► I2C練習 ► EEPRO資料寫入操作 ► EEPRO資料讀取操作 Part11-PC端C#圖控介面實作 ► WinMerge軟體操作 ► 除錯訊息_條件式 ► C#開啟UART ► C#圖控介面實作 Part12-SPI控制CC2500 RF無線通訊 ► CC2500驅動程式設計 ► CC2500暫存器 ► CC2500_strobe練習 ► 設定CC2500發射功率 ► CC2500狀態機 ► 封包傳送 ► 封包接收 ► 封包切換傳送與接收 ► 主程式總整理

本課程將透過ARM開發工具模擬器操作，以實際瞭解ARM核心的指令集、記憶體處理器(MMU)、中斷處理等。課程使用開源硬體平台Raspberry Pi實作一個ARM BootLoader，從中你可以了解從最底層的ARM Assembly到C main函式所發生的每一件事。實作中也以bare-metal (Non-OS)方式驅動如，GPIO、UART、TIMER等I/O，另也以實際code說明Raspberry Pi的SoC晶片(BCM2835/BC2836)中，ARM CPU如何和GPU通訊。最後，有鑑於學員在實際工作上所使用的開發工具大多為開發套件外，最後將講習如何將程式轉換為GNU工具可使用的原始碼。<<對於想要從無到有開發一套ARM-based作業系統，本課程絕對是一個OS開發者的前哨站>> 藉由Bare Metal 開發, 我們可以學到： 1.ARM 的CPU架構及組合語言 2.ARM Exception Vector Table & ARM例外處理 3.Boot From Where ? CPU initialize & DRAM controller initialize 4.How to write Startup Code ? 如何撰寫Linker Script 5.SoC 中斷控制器 & ISR (Interrupt Service Routine) 6.在沒有OS情況下要如何撰寫程式, 包含Application或 Chip Driver 7.CPU和GPU如何通訊？ 適合對象 1.對ARM架構和其底層系統程式開發有興趣者。 2.想從事ARM BSP development、ARM Bootloader/BIOS programming、研發相關工作者。 3.須具C程式設計基礎。 章節架構： ► 1.SoC基本架構 ► 2.ARM處理器架構 ► 3.ARM組合語言 ► 4.Thumb mode ► 5.ARM 標準程序呼叫 ► 6.ARM Exception handling /例外中斷處理 ► 7.Memory Barrier & Coprocessor ► 8.系統程式-Linker & startup code ► 9.Bare-metal Development using Raspberry Pi 3 ● 認識Broadcom BCM283x SoC ● Raspberry Pi 3開機流程 ● 實作 GPIO 驅動-LED、 Button ● 實作BCM2835 中斷控制器 ● 實作System Timer 中斷 ● 實作GPIO中斷 ● 實作UART ► 10.GPU 與ARM間的溝通 ● 用Mailbox 界面實作Framebuffer