آموزش برنامه نویسی C برای میکروکنترلرها طبق سبک NASA

با یادگیری این دوره، اشتباهات دیگران را تصحیح کنید و حتی می‌توانید از این راه حق مشاوره دریافت کنید.

اشتباهات بزرگ برنامه نویسی را بشناسید و با یادگیری روش درست حل آنها، درک خود را از کُد چندین برابر کنید.

فکر کنید چقدر خوب می‌شد با هر نکته‌ای که مطرح کنید نظر کارفرما را به خود جلب کنید و پروژه را بگیرید!

تصور کنید در خانه نشسته‌اید و موبایل شما زنگ می‌خورد. از شما می‌خواهند فورا جلسه‌ای نهایی با تیم فنی کارفرما برای توجیه روش انجام پروژه برگزار کنید. در پروژه حجم کُد، سرعت و داکیومنت نویسی بسیار حیاتی است. شما با خیالی آرام لپ‌تاپ خود را جمع می‌کنید و لباس می‌پوشید و ادکلن خوش‌بوی خود را می‌زنید و به سمت شرکت حرکت می‌کنید. بعد از رسیدن به شرکت و صرف چایی، تیم فنی از شما درخواست می‌کند که راه‌کارهای خود را برای پروژه ذکر کنید.

اول از پسوند اعداد شروع می‌کنید، شاید باور نکنند! لپ تاب خود رو روشن می‌کنید و ثابت می‌کنید که نه تنها حجم کُد را کاهش می‌دهد بلکه سرعت اجرا را افزایش می‌دهد. حالا احتمالا لبخندی خواهند زد!

 از یونیون‌ها صحبت می‌کنید که چون حافظه‌ای مشترک دارند، نیاز به تعریف چند متغیر را کاهش ‌می‌دهند و سرعت ارتباطات را افزایش می‌دهد.

 از ترتیب نوشتن اعضای ساختار صحبت می‌کنید تا حجم کُد بازهم کمتر شود!

از اشاره‌گرها برای آرگومان‌های ورودی توابع صحبت می‌کنید تا سرعت کُد افزایش یابد. حالا احتمالا با خیال راحت به صندلی تکیه داده‌اند و لبخند رضایتی برلب!

اما باز شما ادامه می‌دهید، و از inline کردن توابع برای افزایش سرعت و در نهایت از سبک ناسا برای نوشتن کُد و داکیومنت آسان صحبت می‌کنید که ناگهان کارفرما به تیم فنی نگاهی می‌کند و با صمیمت و خوشحالی به آنها می‌گوید ” دیدید گفتم مهندس کارش درسته! قرارداد را بیاورید!”

اینها داستان افرادیه که در این دوره شرکت می‌کنند. مطمعنا این داستان هم برای شما اتفاق خواهد افتاد!

تعدادی از موضوعاتی که در این دوره یاد خواهید گرفت…

• با تاریخچه زبان C و استانداردهای C89 , C99  و C11 به صورت کاملا مفهومی آشنا خواهید شد
• با اجزا و ساختار کامپیوترهای و آدرس دهی قطعات و روش نگاشته حافظه یا Memory Map آشنا خواهید شد.
• با میکرکنترلرها و شباهت آنها با کامپیوترها و آدرس‌های حافظه میکروکنترلرهای Cortex-m آشنا خواهید شد.
• انواع نسل‌های زبان‌های برنامه نویسی را می‌شناسید و با مفاهیم کمپایلر و IDE آشنا خواهید شد.
• فرایند ۶ مرحله‌ای Compile و Build کردن پروژه و اصول هر مرحله را به درستی درک خواهید کرد. در این مرحله قادرخواهید بود هر خطایی را که کمپایلر صادر می‌کند را بشناسید و درک کنید.
• نحوه دانلود، نصب، فعال سازی و ویژگی‌های ایجاد پروژه را در محیط توسعه Codeblocks یاد خواهید گرفت
• نحوه دانلود، نصب، فعال سازی و ویژگی‌های محیط Keil uVision 5 و همچنین نحوه نصب بسته‌های مورد نیاز و ایجاد پروژه را برای میکروکنترلرهای cortex-m یاد خواهید گرفت.
• نحوه دانلود، نصب، فعال سازی و ویژگی‌های محیط IAR ARM 8.1 و همچنین نحوه ایجاد پروژه را برای میکروکنترلرهای cortex-m یاد خواهید گرفت.
• ویژگی‌های یک سیستم Safety Critical را خواهید شناخت و می­توانید ارزیابی کنید آیا پروژه شما ایمنی-بحرانی است یا خیر.
• ساختار اصلی برنامه و کُدها را یاد می‌گیرید و قادر خواهید بود از این به بعد هر قسمت از کُد را کجا بنویسید.
• ۶ قاعده اصلی زبان c را به صورت عملی یاد خواهید گرفت و با فقط با یادگیری یکی از این اصول نحوه جداسازی خط‌ها در کتابخانه‌های استاندارد را درک خواهید کرد. و فرق جدا کردن دستور و رشته را به صورت عملی یاد خواهید گرفت.
• با سبک‌های مطرح در برنامه نویسی و معیارهای سنجش آنها آشنا خواهید شد و دلایل استفاده از سبک ناسا را در برنامه نویسی می‌فهمید.
• با انواع داده‌ها و اجزا اصلی آنها یعنی اعداد و حروف و مشخصات اعداد و حروف و کُد اسکی آنها آشنا می‌شوید
• سه ویژگی مهم اعداد را شناخته و می‌فهمید چرا نوع اعداد را هم باید مشخص کنید.
• مروری بر مفاهیم دیجیتال خواهید داشت و محدودهای مختلف اعداد اندازه هر کدام را بررسی می‌کنید
• با تعریف اصولی متغیر در زبان C آشنا می‌شوید و یاد می‌گیرید که هر کلاس ذخیره سازی در برنامه چه تاثیری بر متغیر دارد.
• با کلاس‌های ذخیره‌سازی static, extern, register, const, volatile آشنا خواهید شد.
• قوانین نام‌گذاری متغیرها طبق سبک ناسا را یاد خواهید گرفت و از این به بعد شاهد سبکی یکنواخت در نوشتن تمامی خطوط برنامه خواهید بود.
• مشکلات اصلی اندازه متغیرها را شناخته و با تکنیکی برای رفع این مشکل آشنا خواهید شد.
• با میدان دید متغیرها و همچنین اطلاح کننده‌های Long , Short و نحوه تعریف نوع داده‌ی جدید در برنامه آشنا خواهید شد.
• خطای ۵۰۰ میلیون دلاری را تحلیل خواهید کرد و با انواع تبدیلات ضمنی و صریح آشنا خواهید شد.
• با آدرس متغیرها آشنا خواهید شد و با مدل خانه و کُدپستی آنرا برای همیشه در حافظه خود ثبت کنید.
• با انواع آرایش بایت در حافظه (Little Endian و Big Endian) به صورت کاملا عملی آشنا خواهید شد و یاد خواهید گرفت در میکروکنترلرهای Cortex-M از کدام آرایش بایت استفاده می‌شود.
• با انواع دستورات پیش پردازنده و نحوه تعریف آنها طبق سبک ناسا آشنا خواهید شد و و از آنها برای Hardcode کردن ثوابت و محدودهای آرایه‌ها استفاده خواهید کرد.
• اعداد را به صورت کاملتری مطالعه خواهید کرد و با پیشوند و پسوند آنها به صورت عملی آشنا خواهید شد و با یادگرفتن یک نکته مهم در همین مرحله قادرخواهید بود کُدهای خود را نه تنها از نظر حجم بلکه از نظر سرعت بهینه کنید.
• با آرایه‌ها و نحوه تعریف دقیق آنها و همچنین اندازه و نحوه قرار گرفتن آنها در حافظه آشنا خواهید شد که اینکار برای تبدیل آرایه‌های چند بعدی به یک بعدی الزامی است.
• با رشته‌ها و سه نکته خیلی مهم از آنها آشنا خواهید شد. این سه نکته را اگر ندانید کمپایلر هم هیچ خطایی صادر نمی‌کند درحالیکه برنامه اشتباه است.
•  ۲ نکته مهم استفاده از کلاس ذخیره سازی const را یاد و براساس آن تصمیم می‌گیرید که باید از این کلاس در چه مواقعی استفاده کنید.
• اگر برنامه شما بعد از بهینه سازی دیگر مثل قبل کار نمی‌کنید با یادگیری اصولی کلاس volatile مشکل را برطرف کنید.
• بعضی مواقع لازم دارید که متغیرها را در آدرسی خاص مثل RAM خارجی و یا حتی حافظه TCM میکروکنترلرها قرار دهید. مراحل این کار را هم در KEIL و هم در IAR یاد خواهید گرفت.
• با تعریف اشاره‌گرها به صورت اصولی آشنا می‌شوید و یاد خواهید گرفت که چطور به کمک آنها داریورهای سخت افزاری نوشته می‌شود همچنین با مراحل تعریف اشاره‌گر به آدرس‌های سخت افزاری آشنا خواهید شد.
• با تعریف اشاره‌گر به آرایه و ۲ نکته خیلی مهم در این مبحث آشنا خواهید شد و یاد خواهید گرفت چرا اندازه اشاره‌گرها با اندازه آرایه‌ها متفاوت است.
• با اشاره‌گر Generic و همه منظوره آشنا می‌شوید و یاد خواهید گرفت با کمک آن به هر نوع داده‌ای دسترسی داشته باشیم. از این نکته می‌توان برای نوشتن توابعی استفاده کرد که ورودی آنها مستقل از نوع باشد.
• آرایه‌های داینامیک و کاربرد آنها و ۵ مرحله مورد نیاز برای تعریف آنها آشنا خواهید شد.
• با پارتیشن بندی حافظه SRAM و انواع‌ حافظه‎های HEAP ، STACK و STATIC آشنا خواهید شد و یاد میگیرید که چطور آنها را در برنامه تغییر دهید.
• با مفهموم پراکندگی حافظه آشنا خواهید شد و با همین نکته متوجه خواهید شد چرا نباید از دستورات malloc در برنامه استفاده کرد.
• با ساختارها و تفاوت آنها با نوع‌های پایه و انواع روش‌های معرفی و مقدار دهی آنها آشنا می‌شوید
• با اندازه ساختارهای و  دستور pack__  و همچنین مفهوم Bit Fieldها آشنا خواهید شد و خواهید فهمید چرا ترتیب نوشتن اجزای ساختارها در اندازه آنها تاثیرگذار است.
• با اشاره‌گر به ساختار که یکی از ارکان برنامه نویسی CMSIS است آشنا خواهید شد و یاد می‌گیرید که چگونه با اشاره‌گرها به اجزای داخلی ساختارها دسترسی داشته باشید.
• خواهید فهمید که چطور با استفاده از ساختارها، نوع‌های جدیدی تعریف کنید و در برنامه از آنها استفاده کنید.
• روشهای موجود برای نوشتن ساختارهای خود ارجاع را یاد خواهید گرفت و کاربرد آنها را یاد خواهید گرفت.
• با یونیون‌ها و روشهای تعریف آنها و کاربردهای خیلی مهم از آنها در برنامه آشنا خواهید شد
• یاد می‌گیرید که چگونه کُد خود را در ارسال ارتباطات از نظر سرعت و حجم بهینه کنید. این نکته به شدت کاربردهای رایجی دارد و می‌توان در هر نوع ارتباطی از آن استفاده کرد.
• با مفاهیم برنامه‌نویسی شئی‌گرا آشنا خواهید شد و یاد می‌گیرید که چگونه واحد UART میکروکنترلر را به صورت شئی طبق استاندارد CMSIS تعریف کنید.
• با داده‌های شمارشی و نحوه تعریف آنها طبق سبک ناسا و ساخت نوع داده‌ی جدیدی با کمک آنها آشنا می‎شوید.
• با انواع عملگرها مانند عملگرهای بیتی، عملگرهای ریاضی، عملگرهای رابطه‌ای، عملگرهای منطقی و عملگرهای انتسابی آشنا می‌شوید.
• تقدم عملگرها را به صورت کاملا عملی خواهید فهمید و Bugایی که در ویندوز وجود را شناسایی و عدم کارکرد درست آنرا متوجه می‌شوید.
• یاد خواهید گرفت که چطور با کمک عملگرها سرعت محاسبات ریاضی خود را در بعضی از موارد چندین برابر کنید و الگوریتم‌های سریعتری را بنویسید.
• با ساختارهای کنترلی برنامه مانند IF و Switch آشنا خواهید شد و جایگاه درست استفاده از هر کدام را خواهید فهمید.
• با دستور goto و پرش طولانی( long jump) در برنامه آشنا خواهید شد دلیل لینکه بهتر است از آنها استفاده نشود را یاد می‌گیرید.
• با انواع حلقه‌های for , while و do while آشنا خواهید شد و یاد می‌گیرید که با آنها حجم کُد را به شدت کاهش دهید.
• با pipeline(خط لوله) آشنا خواهید شد و یاد خواهید گرفت که چرا حلقه‌ها راندمان پردانده را کاهش می‌دهند.
• برای افزایش راندمان میکروکنترلر با تکنیک‌های code motion (جابجایی کُد) و loop unrolling آشنا خواهید شد.
• با تکنیکی برای جلوگیری از گرفتار شدن در تله حلقه‌های بینهایت و هنگ گردن میکروکنترلر آشنا خواهید شد.
• با کاربرد انواع توابع و نحوه تعریف آنها در زبان C آشنا خواهید شد. و یاد خواهید گرفت که کجا باید از پیش تعریف توبع استفاده کرد.
• انواع توابع با آرگومان ورودی، بدون آرگومان ورودی، با خروجی و بدون خروجی را یاد خواهید گرفت.
• از اشاره‌گرها و ساختارها به عنوان ورودی خروجی توابع استفاده خواهید کرد و با این تکنیک سرعت اجرای توابع را بالا خواهید برُد.
• تفاوت توابع با کلاس‌های extern, inline و static را بشناسید و از به درستی از آنها در برنامه استفاده کنید.
• کاربرد دستورات پیش پردازنده را در جداسازی دستورات در هنگام کمپایل کردن، و جلوگیری از تداخل فایل‌های کتابخانه را یاد بگیرید و با یادگیری همین اصول زمان خود را در نوشتن کُدهای تکراری هدر نخواهید داد.
• با نحوه ساخت فایل‌های سرآیند آشنا خواهید شد و یاد خواهید گرفت که چطور همین فایل‌های سرآیند را تبدیل به کتابخانه بکنید تا هیچ کس از محتوای آنها اصلاعاتی نداشته باشد
• نحوه تولید کتابخانه در KEIL و IAR و تکنیکهای مهم آنها را یاد خواهید گرفت.
• با توابع مهم کتابخانه‌های  stdlib.h, math.h, string.h آشنا خواهید شد و یاد می‌گیرید که کجاها بهتر است که از توابع استاندارد استفاده نکنید.
• نحوه Redirect کردن توابع printf و scanf را یاد خواهید گرفت که چطور حتی به کمک آنها روی LCD بنویسید.
• با نحوه بکارگیری کتابخانه microlib در Keil uVision 5 آشنا خواهید شد.
• با نحوه تحلیل آماری مثل میانه، میانگین، واریانس و اختلاف معیار آشنا خواهید شد.
• با نحوه فریم بندی اطلاعات و محاسبه checksum و crc  و Header  و Footer آشنا خواهید شد.

هر ماه حداقل یک مسابقه برنامه نویسی در سایت برگزار می‌شود که یا مطالب آن برگرفته از مطالب گفته شده در دوره برنامه نویسی C برای میکروکنترلرهاست یا مرتبط به مطالب این دوره است و خیلی راحت می‌توانید با شرکت در این دوره تا حد زیادی آمادگی برای مسابقات را کسب کنید و در صورت برنده شدن می‌توانید چندین برابر مبلغ پرداختی دوره را به عنوان جایزه دریافت کنید. همچنین اسم شما در سایت برای همیشه قرار خواهد گرفت که می‌تواند رزومه‌ی خیلی خوبی برای ارائه به سایرین یا کارفرماها باشد و بازهم شانس خود را در گرفتن پروژه‌ها بیشتر کنید.

آیا بهتر از این هم می‌شود؟ هم در دوره شرکت کنید، هم رقابت کنید و در صورت برنده شدن نه تنها چند برابر هزینه‌ها را جبران خواهید کرد بلکه رزومه‌ای قوی هم برای همیشه ثبت خواهید کرد. همچنین با یاد گرفتن مطالب این دوره، مطمعنا یک گام نه، بلکه چندگام از سایر رقیبان و طراحان جلو خواهید افتاد.

همچنین با شرکت در دوره‌های آزاد روش تدریس، انواع فنون روش تدریس و تولید محتوا را یاد گرفتم تا بتوانم بهترین محتوا را در کنار بهترین کیفیت در این دوره برای شما فراهم کنم. روش تدریس استفاده شده در این دوره Zoom In / Zoom Out هستش تا نهایت باروری و انتقال مطالب را در ذهن افراد شرکت کننده ایجاد کند. در این روش از فشردگی مطالب در یک سرفصل جلوگیری شده و هر بار با بیان قسمتی از آن و تکرار آنها در جلسات مختلف، نه تنها یادآوری مطالب را افزایش می‌دهد بلکه از بمباران اطلاعاتی مغز که بجز خستگی چیزی به ارمغان نمی‌آورد جلوگیری می‌کند.

اگر با تمام این توضیحات هنوز نتوانستید به این نتیجه برسید که در این دوره شرکت کنید یا نه. می­‌توانید ویدئو جلسه ۶ را به عنوان نمونه خریداری کنید و اگر مفید دیدید در دوره شرکت کنید. به این علت جلسه ۶ به عنوان ویدئوی نمونه انتخاب شده است، که در آن مطالب بسیار مهمی گفته شده است و بی شک اکثر دوستان از این مطالب مطلع نیستند از این رو با خیال راحت می‌توانید از این جلسه لذت ببرید و از ویدئوهای نمونه در قسمت‌های زیر، برای دیدن نمونه‌ آموزش‌های سایر جلسات استفاده کنید.

پرسش و پاسخ متداول

نمونه ویدئو‌ها از آموزش برنامه نویسی C برای میکروکنترلرها

(برای دیدن تمامی ویدئوهای و سایر آموزش‌ها به کانال تلگرام مراجعه کنید)

علت هنگ کردن خیلی از برنامه‌ها!

بخشی از دهمین جلسه دوره‌ی قدرتمند برنامه‌نویسی C برای میکروکنترلرها