感測電路Plus+MCU韌體設計實戰
學員負擔:電洽
訓練時數:18
收藏課程
通俗職類:韌/硬體工程師
訓練性質:未分類
訓練時段:週日 / 上午,下午
訓練位置:台北市中正區重慶南路一段143號4樓map
報名日期:2018-04-23~2021-07-30
訓練日期:2021-07-30
訓練人數:20 人
補助對象額度:
智慧電子產業之人員

訓練概要

準時開班,最後5位名額,立即把握!

第一堂課就清楚指出學習盲點! 跟著十多年老師傅學,才能學真正硬底子功夫!完整系統概念、Lab實作教學,帶你韌體、硬體快速通關 ! 上課一人一套 ARM 開發板。本實驗板及所有實驗模組均艾鍗科技研發團隊針對課程內容而自行研發設計,不同於其他坊間單位! 一次學會類比、數位、感測電路設計,讓你擁有終身自行研發的能力。讓你真正學會韌體設計的精髓來 寫出每一行 code,而不是拿別人現成的 code 去改而已 學以致用,安排專題實作!教你整合活用電子電路與MCU微控制器應用,並能進行USB韌體實作,和PC端能 進行SPI、USB雙向通訊。

訓練內容

 

 

課程目標
1. 養成其具備量測被動及主動電子元件的能力及了解其特性與規格
2. 使具備熟悉電學各種基本定理與定律的活用技巧
3. 能清楚掌握半導體的原理及其使用方法與技巧
4. 使具備獨立使用電子儀器進行線路量測與除錯檢修的能力
5. 能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。6. 能熟悉微控制器常用通訊模組,如RS232、I2C、SPI。
7. 能讓學員依照原廠Datasheet 的說明,從波形與時序關係,逐行引領學員完成驅動。
8. 能熟悉USB運作原理與設計 HID class、Audio Class、CDC class、 MSC class。
9. 能了解如何利用USB分析儀進行USB Debug工作。
10. 針對物聯網及穿戴式裝置上常見的感測器, 教你如何驅動與了解如何應用這些感測器。
11. 能從課程中學習一個完整專案開發的建立方法,例如:該如何選擇晶片滿足您的產品需求。
課程Q&A
Q1. 為什麼要先學電子電路 ?
電子電路為進入MCU領域的關鍵鑰匙﹐透過學習電子電路的基本定律與路線走向分析﹐繪製出簡易的電路輸出波形圖﹐用來建立後續的電子電路演算架構﹐延伸到類比電路的放大和數位電路的控制﹐使程式碼能夠控制硬體周邊﹐晶片控制感應器﹐貫通MCU的韌體開發設計。
Q2. 什麼是MCU?應用有那些?
MCU (Micro Control Unit) 是一顆精巧但五臟俱全的IC,它把處理器、RAM、ROM、週邊I/O等整合在一顆 IC內,這也就是為什麼它稱為單晶片(Single Chip)的原因,對於一般須要不是太過複雜的資料轉換及計算或控制是相當好的Solution。MCU應用產品包含Touch Pad、LCD controller、Sensor 、Communication 、Converter。相關應用可參考專題介紹。
Q3. 為什麼要用C語言開發 ?
因為不同廠商CPU架構與組合語言指令集都不一樣,若以高階C程式去開發,透過C編譯器就可以產生對應的CPU機器碼,如此可以讓你在開發時只關注在週邊元件的驅動與系統的應用面,而不必去管CPU內部設計的差異。例如你開發MSP430和ARM Cortex M4時,除了時脈速度、工作電壓有差別外,就C語言開發角度去看,CPU是沒有差別的。以MCU的韌體學習角度,除具備C語言基礎外,主要還是必須對IP元件的使用、界面電路、IC間通訊、中斷系統、時序控制等主題有所掌握,才是有學習到精髓。
Q4. 買現成的和艾鍗自己設計的板子有差嗎 ?
艾鍗想談的是教你如何從無到有!從了解電路、看懂DataSheet與波形圖,到寫下每一行code,而這也是真正韌體設計的精髓,用資訊軟體的角度在談這門課程,對於韌體的學習可是完全抓錯了方向!為了傳達我們認為韌體設計該有的學習方式與學習重點,我們設計適合教學與實驗用的板子並描配相關的實驗模組,也因為這樣我們對於所有軟硬體控制原理的解說是相當透徹的。絶非一般坊間或學校購買現成品,跑跑現成或書上所附範例程式而已。
職涯方向
電子工程師 │ FAE硬體工程師 │ 硬體研發工程師 │ 單晶片程式設計工程師 │
單晶片韌體工程師 │ 無線通訊單晶片應用工程師 │ MCU產品應用工程師
▪ 從無到有的培訓過程,紮實前瞻且完善
艾鍗專注課程的設計與規劃,幫學員們找出最有效率的學習途徑,不僅能快速地進步,更能在途中找到成就感,與向前的動力。
▪ 講師關心每一位學員的學習狀況,並於空檔個別指
艾鍗講師深入了解每一位學員的狀況與需求,對症下藥,讓學員能結合自身所長,快速進入學習狀況。
EC
第一階段 基本電子電路 (電子元件基本應用線路分析與單元實驗)

電子元件的特性與使用技巧
    R、L、C、SW…相關元件的特性與使用技巧
電子電路會用到的基本定律總整理
    克希荷夫定律實驗、歐姆、戴維寧等效電路、諾頓等效電路
電子電路分析方法
    節點分析法、迴路分析法、重疊定理分析法
各式主動元件的特性與使用技巧
    二極體、雙極接面電晶體(BJT)、場效電晶體電晶體(FET)、UJT、PUT、SCR、Photo Tr
電子元件基本應用線路分析練習
    整流與濾波及線性電源供應器
Lab. 電子電路實務應用練習:小便斗自動沖水控制
    被動元件R、L、C與主動元件Photo Tr的應用

第二階段 類比電路 (類比訊號線路分析與單元實驗)

類比IC的特性與使用
    OP AMP的電壓放大與比較特性及其應用
OP AMP的電壓放大器線路分析
    反相、非反相、電壓隨耦器、差值、儀器放大器
OP AMP的電壓比較器線路分析
    基本比較、窗型比較、磁滯比較
Lab. 類比電路實務應用練習:OP AMP應用之輔助模組實作

第三階段 數位電路 (數位IC控制與單元實驗)

數位IC的特性與使用
    組合邏輯與序向邏輯的分類與特性
數位IC的介紹與時序圖
    正反器、計數器、移位暫存器、...等
Lab. 數位電路實務應用練習:數位電路應用之輔助模組實作

第四階段 Lab主題式單元實作(學以致用)

 產品線路分析與製作(一):自動溫度量測與控制
    溫度感測器與課程所學之應用設計
產品線路分析與製作(二):人體感知器自動點燈控制
    人體感知器與課程所學之應用設計
產品線路分析與製作(三):近接感測之倒車雷達
    超音波感測器與課程所學之應用設計
產品線路分析與製作(四):瓦斯洩漏警報器
    氣體感測器與課程所學之應用設計
產品線路分析與製作(五):紅外線遙控編解碼控制器
    光電感測器與課程所學之應用設計
產品線路分析與製作(六):米輪尺(輪式距離量測裝置)
    旋轉編碼器與課程所學之應用設計

*本單元會依照實際上課狀況做專題的調整﹐課程中所使用之焊接周邊工具需自行準備

MCU course1

課程大綱
● 單元項目 實作課程
第一階段    ARM Cortex-M 韌體開發設計

了解ARM Cortex-M 架構,並透過各種模組,熟悉底層Timer、GPIO、UART、I2C、
SPI、ADC、DAC、PWM、各種IP驅動

 
 

ARM Cortex-M 韌體開發設計

▪ ARM Cortex-M 韌體開發環境安裝及設定
MDK-ARM建立專案、韌體燒錄、線上除錯
▪ ARM 微控制器軟體介面準標(CMSIS)
▪ ARM Cortex-M 中斷控制器(NVIC)
▪ ARM Cortex-M SysTick 系統定時器
▪ GIPO控制與LCD時序圖
▪ 邏輯分析儀之數位訊號擷取設定與分析
▪ 數位訊號之輸出調變(PWM)控制全彩LED
▪ 數位訊號輸入於紅外線遙控器之訊號解碼
▪ 類比訊號轉換器(ADC)於熱敏電阻換算溫度應用
▪ Bluetooth 通訊
▪ WiFi 通訊
▪ I2C感測器操作(照度感測器或六軸加速計)
▪ SPI通訊操作2.4G無線通訊模組

 

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

▪ 心律感測器設計

  ▪ CNY70 心律感測電路設計
  ▪ 心律訊號處理 ADC取樣處理與演算法說明 
  ▪ HMI 人機介面設計-心跳波型繪製、資訊顯示(使用Python)
 MCU RTOS 即時作業系統
  ▪ CMSIS-RTOS RTX 
  ▪ Timer Tick: task delay、software timer
  ▪ CMSIS RTOS 中斷處理 

  ▪ CMSIS RTOS API - 多執行緒 (MultiTask)Task訊息交換、 Task同步處理
▪ 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,如HID、CDC、MSC,進行韌體實作,並能和PC端能 進行SPI、USB雙向通訊

※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

 

 

 

 

 

 

師資介紹
  • 何老師 (16年韌體開發與電路設計經驗 專長RFID、控制系統等醫電開發)
  • ▪ 電子工程碩士 ▪ TQC+ 電路設計領域委員 ▪ 全國技能競賽工業電子培訓教師
  • ▪ 電子電路與數位邏輯設計 ▪ OrCAD PCB Layout 設計 ▪ 計算機結構
  • ▪ 8051/AVR/PIC單晶片 ▪ RFID無線射頻 ▪ RF無線通訊
  •  
  • Kangta (15年USB Divice開發經驗,國內一線廠主任級資深工程師)
  • ▪ 輔仁大學電子工程所
  • ▪ 國內一線電子大廠/資深工程師
  • ▪ 8051單晶片 ▪ USB韌體設計 ▪ Linux驅動程式設計
  •  
  • 盧老師 (35年教學經驗,擁有12項專利)
  • ▪ 國立交通大學電子通信碩士 ▪ 揚毅電子公司工程師
  • ▪ 電子系統設計與製作 ▪ 工控電路與感測應用
  • ▪ 大地監視工程應用設計 ▪ 機器人感應系統
備註
如您對本課程有興趣,或需相關諮詢,請於下方留下您的聯絡資訊,我們將派專人與您聯繫,回覆問題,感謝您!

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