Chia Sẻ Khóa Học Embedded Software Nâng Cao Với STM32, FreeRTOS & Modbus [Khóa 5599 A]
Phát triển các kỹ năng Embedded Software thực tế với STM32 bằng CMSIS, FreeRTOS và Modbus với một Project Cảm Biến Chất Lượng Không Khí (Air Quality Sensor).
Những gì bạn sẽ học được:
- ✓ Embedded software development sử dụng FreeRTOS.
- ✓ Triển khai các trình điều khiển ngoại vi STM32 cấp độ thanh ghi bằng CMSIS, với FreeRTOS để đồng bộ hóa.
- ✓ Tích hợp và cấu hình FreeRTOS trong một dự án STM32 có cấu trúc.
- ✓ Thiết kế các tác vụ FreeRTOS cấp ứng dụng cho data acquisition, error handling, system health monitoring và communication.
- ✓ Xây dựng và tích hợp một Modbus RTU framework tùy chỉnh với register mapping.
- ✓ Sử dụng FreeRTOS queue, semaphore, mutexe và task notification để đồng bộ hóa các tác vụ và quản lý tài nguyên được chia sẻ.
- ✓ Kết hợp các sensor driver (SHT3x, SGP40) và SPI FRAM storage thành một project Air Quality Sensor có khả năng mở rộng.
- ✓ Hiểu về embedded software architecture & flow với sự trợ giúp của các diagram & reference design.
- ✓ Hiểu sâu hơn về flow, behavior và design thông qua các diagram chuyên nghiệp được cung cấp trong suốt khóa học.
Nếu bạn đã khám phá những kiến thức cơ bản về STM32 driver development hoặc FreeRTOS, bạn có thể đang tìm kiếm bước tiếp theo: một cách để kết hợp những kỹ năng này vào một dự án chuyên nghiệp thực tế.
Khóa học này được thiết kế chính xác cho mục đích đó. Bạn sẽ xây dựng một dự án cảm biến chất lượng không khí trong nhà hoàn chỉnh từ đầu, sử dụng bo mạch STM32 Nucleo, phát triển và tích hợp các trình điều khiển ngoại vi dựa trên CMSIS, các FreeRTOS task và Modbus RTU framework tùy chỉnh vào một dự án phần mềm nhúng có cấu trúc.
Bằng cách thực hiện từng bước trong quá trình thiết kế và triển khai, bạn không chỉ học được cách các yếu tố này hoạt động riêng lẻ mà còn biết cách thiết kế, đồng bộ hóa và tích hợp chúng thành một ứng dụng thực tế, gắn kết.
Giới thiệu về khóa học:
Chúng ta bắt đầu với nền tảng:
- ✓ Tích hợp CMSIS cho register-level development.
- ✓ Tích hợp FreeRTOS làm real-time operating system chúng ta.
- ✓ Tạo startup FreeRTOS task.
- ✓ Thiết lập system clock và một cấu trúc dự án rõ ràng.
Từ đó, chúng ta xây dựng project theo từng bước:
- ✓ Viết tmột GPIO driver sạch và các non-blocking, UART, SPI & I2C driver sử dụng FreeRTOS semaphore để đồng bộ hóa.
- ✓ Phát triển các FreeRTOS task cấp ứng dụng để xử lý việc thu thập, xử lý và truyền dữ liệu.
- ✓ Thêm phần cứng bên ngoài: Cảm biến môi trường Sensirion (ví dụ: SHT3x, SGP40) và một FRAM driver tùy chỉnh qua SPI để lưu trữ dữ liệu.
- ✓ Tích hợp một Modbus RTU framework tùy chỉnh, sau đó xây dựng các task cấp ứng dụng hỗ trợ giao tiếp và xử lý dữ liệu.
Mỗi phần được thêm vào từng bước một để bạn không chỉ thấy code mà còn thấy lý do đằng sau các lựa chọn thiết kế.
Kết quả mong muốn:
Vào cuối khóa học, bạn sẽ có:
- ✓ Một project Air Quality Sensor hoạt động hoàn chỉnh chạy trên một STM32 MCU.
- ✓ Khả năng viết các register-level driver bằng CMSIS.
- ✓ Kinh nghiệm áp dụng các cơ chế đồng bộ hóa FreeRTOS (queue, semaphore, mutexes & task notification).
- ✓ Kiến thức thực tế về tích hợp và triển khai Modbus RTU.
- ✓ Hiểu rõ cách xây dựng và phát triển các dự án nhúng chuyên nghiệp.
Đây không phải là về các demo riêng lẻ. Đây là về việc học cách xây dựng phần mềm nhúng theo cách thực hiện trong môi trường phát triển thực tế.
Những điểm nổi bật đáng chú ý khác:
- ✓ Phong cách lập trình chuyên nghiệp, theo module được sử dụng xuyên suốt.
- ✓ Các I2C, SPI & UART driver được triển khai với tính năng FreeRTOS synchronization cho non-blocking operation.
- ✓ Error Handling, System Health Monitor, Sensor Data Acquisition, Modbus Slave & Modbus Data Manager được triển khai dưới dạng các FreeRTOS task.
- ✓ Phát triển dự án theo từng bước tăng dần.
- ✓ Tích hợp cảm biến và bộ nhớ ngoài trong thế giới thực.
Phần cứng:
STM32F446RE Nucleo Board (khuyến nghị):
- ✓ Bạn có thể hoàn thành phần lớn khóa học chỉ bằng board này, vì vậy bạn có thể bắt đầu ngay.
- ✓ Các cảm biến bên ngoài (I2C temperature/humidity & VOC Index) và SPI FRAM có thể được tích hợp khi bạn mua chúng.
Phần mềm:
- ✓ STM32CubeIDE.
- ✓ Một Modbus master tool (ví dụ: Simply Modbus Master) để testing communication.
Mục lục:
- ✓ 01. Giới thiệu.
- ✓ 02. Download Tài liệu & Software.
- ✓ 03. Download và Cài đặt STM32 CubeIDE.
- ✓ 04. Setup Project - Tích hợp & Cấu hình CMSIS, FreeRTOS và Testing.
- ✓ 05. Source Code khóa học.
- ✓ 06. Khởi tạo & Cấu hình Clocks.
- ✓ 07. GPIO Driver.
- ✓ 08. Error Handling & Error Handler FreeRTOS Task.
- ✓ 09. System Health Monitor Task.
- ✓ 10. Sensors Task.
- ✓ 11. Modbus Primer & Giới thiệu Ứng dụng.
- ✓ 12. Modbus Slave Task.
- ✓ 13. Modbus Data Manager Task.
Khóa học này dành cho ai:
- ✓ Các Embedded developer muốn tiến xa hơn các demo đơn giản và tìm hiểu cách xây dựng một dự án STM32 chuyên nghiệp.
- ✓ Các kỹ sư có kiến thức cơ bản về STM32 và FreeRTOS muốn tích hợp các driver, task & communication protocol vào ứng dụng thực tế.
- ✓ Người học muốn xây dựng một dự án nhúng hoàn chỉnh (Cảm biến chất lượng không khí trong nhà) trong khi vẫn thành thạo CMSIS-based driver, FreeRTOS synchronization và tích hợp Modbus.