زبان برنامه نویسی C و نرم افزار STM32CubeIDE

منابعی که در این فصل بررسی میشن:

• STM32F103x Datasheet
• The C Programming Language by Kernighan & Ritchie
• The GNU C Reference Manual
• STM32CubeIDE user guide_UM2609

Datasheet میکروکنترلر stm32f103

• نقشه ی حافظه ( ساختار حافظه ، جایگاه flash ، sram ، stm32 peripheral register ، cortex-m3 peripheral ، system memory )
• پریفرال ها و رجیسترهای STM32
• باسها
• cpu ، instruction set ، رجیسترهای cpu
• بررسی block diagram و نحوه ی عملکرد میکروکنترلر با مثال ، add ldr str instructions
• خوانواده میکروکنترلر : F103 , performance line , low density , medium density , high density
• stm32 Ordering information scheme
• پین ها و شماتیک blue pill : تغذیه ، ریست ، کلاک ، بوت ، پورتها ، پروگرم و دیباگ
• Boot mode STM32F103
• جدول 5 : مشخصات پین ها
• Absolute maximum rating جدول 6 و 7
• sink & source
• injected and leakage current
• Operating condition جدول 9
• I/O port characteristic ، بررسی حد پایین و بالای ولتاژ برای پین های ورودی و خروجی
• CMOS & TTL
• Output driving current ، بررسی جریان پین خروجی در ولتاژ های متفاوت ، جدول 36
• Relaxed Vol/Voh

زبان برنامه نویسی C در برنامه نویسی STM32

• کامنت های یک خطی و چند خطی
• تعریف متغیر
• انواع متغیر اولیه: char , short , int
• ساخت نوع جدید متغیر با typedef
• fixed width data type
• Fixed width integer data types , 8 , 16 , 32 ,64 bits
• Float & double
• Declaration & declaration list & Variable initialization
• Literals and constants
• نوشتن integer literal ها در مبنای 8 و 16 و10 ، نوشتن float literal ها
• Literal postfix : U , UL , ULL , LL , F
• const qualifier
• متغیر های local & global و تفاوت initialization
• Expression ها ، constant & variable
• expression های حاوی operator ها و operand ها
• arithmetic operator : + , – , * , / , % : نوع و مقدار arithmetic expression
• Implicit type conversion : بررسی مثال
• Wider types
• assignment : += , *= , /= , -= , %= , =  : نوع و مقدار assignment expression
• عملگر assignment و integer های با عرض مختلف
• R value & L value
• ++ و — ، تاثیر ++ و – قبل و بعد از expression
• relational : == , != , < , <= , > , >= : نوع و مقدار relational expression
• عملگر تغییر نوع و explicit type conversion
• logical : ! , && , ||  : نوع و مقدار logical expression
• conditional ؟: ، نوع و مقدار conditional expression
• اولویت عملگر ها : precedence and associativity
• شرط if , if – else , if – else if – else
• Compound statement
• while
• حلقه ی for : initialization , condition , increment
• مقایسه while & for
• فرار از حلقه : return
• مکانیزم فرار از حلقه :break
• فرار از حلقه : goto
• حلقه do while
• Switch case
• مقایسه if و switch و موارد استفاده هر کدام
• continue در حلقه for و while
• لیبل گذاری و goto
• کاربرد های goto و محدودیت ها
• معرفی پوینتر ، تعریف پوینتر
• Reference operator & , dereference operator
• پوینتر به پوینتر
• Dangling pointer , wild pointer
• void پوینتر و محدودیت ها
• NULL pointer و کاربرد
• Call by value , call by reference
• نوع void
• معرفی تابع، return type و بررسی فراخوانی تابع توسط cpu
• بررسی متغیر های داخل تابع و آرگومان های ورودی و مکان در stack
• پروتوتایپ تابع و implicit declaration
• نوشتن تابع delay و nested loops
• الگوریتم های iterative و recursive با بررسی مثال فاکتوریل
• بررسی stack و الگوریتم های recursive

نرم افزار STM32CubeIDE

• معرفی و ساخت Workspace
• لغو دانلود های غیر ضروری
• stm32 Target selection
• ساخت پروژه bare metal برای STM32
• تغییر فونت و اندازه
• دسترسی به pdf ها و ویدئو ها در target selection و information center STM32
• Compile , download and debug , elf file, edit launch config
• دیباگ خط به خط کد : step into , step over , step return
• نمای console
• نمای problem
• پرسپکتیو : show text , close , reset , open
• ساخت perspective : perspective save as
• شخصی سازی perspective : customize perspective
• تنظیم toolbars , menu & shortcuts در perspective ها
• Debug tools: resume , terminate , suspend
• مدیریت toolbars و customize perspective و hide/show toolbar
• Show view در perspective های مختلف و دسترسی به تمام view ها
• Whitespace ها و نمایش whitespace
• Clone کردن پنجره
• Toggle split editor, horizontal & vertical
• Full screen , maximize and minimize active view
• منوی help : st-link upgrade
• call hierarchy : show callees , show callers
• type hierarchy
• task
• minimap
• outline
• properties
• template
• bookmark
• Annotation ها : error, warning, bookmark, task, search, breakpoint
• جابجایی بین annotation ها
• Search and replace
• نماهای expression & live expression & variable و تفاوت ها
• Number format in expression & live expression & variable
• expression : detail view
• expression : layout , vertical , horizontal , automatic , expression view only
• expression : show columns , select columns , address column
• expression : add expression group
• expression : number format for each expression , restore to preferences
• expression : find expression
• variable : select columns ، location  و تفاوت با address
• memory : مشاهده متغیرها در حافظه و rendering
• جابجایی نماها در perspective : detach , open new window
• نمای registers : مشاهده ی رجیستر های cpu در هنگام دیباگ STM32
• Break point ها و toggle break point و skip all break point
• Line break : توقف کد در بخش دیباگ بدلیل رسیدن به یک خط از پیش تایین شده.
• Method break point : توقف کد در بخش دیباگ بدلیل رسیدن به تابع
• نمای break point و غیر فعال کردن break point ها
• اضافه کردن watch point با استفاده از نمای expression
• متوقف کردن debug در نتیجه خواندن یا نوشتن در یک آدرس
• Add dynamic printf : پرینت کردن مقدار متغیر در صورت عبور cpu از یک لاین مشخص کد.

کامپایلر GCC

منابعی که در این فصل بررسی میشن:

• Using the GNU Compiler Collection

ورژن های زبان برنامه نویسی  C ، کامپایلر GCC ، فایل ها و کلاس های ذخیره سازی

• معرفی نرم افزار keil و ساخت پروژه خالی در keil
• ورژن های c ، c80 ، c90 ، c99 ، c11 و c17
• محدودویت های ورژن  c89 در مورد for
• ورژن c  در keil
• تغییر ورژن c  در cubeide
• معرفی کامپایلر ARMCC در keil
• کامپایلر GCC در STM32CubeIDE
• معرفی GNU project
• فایلهای .c و .h و اضافه کردن به پروژه
• ساخت کتابخانه
• معرفی مکان فایل های .c و .h به نرم افزار STM32CubeIDE
• بررسی نحوه ی عملکرد و اجزای کامپایلر gcc و وظیفه ی هر بخش
• preprocessor , compiler , assembler , linker , locater
• فایل های .c , .h , .s , .i , .o , .a  در مراحل مختلف کامپایل
• section  ها و ساختار فایل assembly
• .text , .rodata , .data , .bss
• symbol table , import table , export table با مثال
• فرایند relocation در مرحله linker
• بررسی symbol resolution در مرحله linker
• مرحله locater و فایل linker script
• section های ram
• Section های flash
• بررسی تمام storage class ها با مثال
• کلاس ذخیره سازی static برای متغیر های local
• static برای متغیر های global
• کلاس ذخیره سازی static برای متغیر های داخل header file
• static برای توابع محدود به فایل
• کلاس ذخیره سازی extern برای متغیر global
• auto برای متغیر local
• کلاس ذخیره سازی register برای متغیر local

اکستنشن های GCC

• اعداد منفی در مبنای 2 : روش بیت علامت
• روش one’s compliment
• two’s compliment
• مقایسه و بررسی مزایا و معایب روش های مختلف نمایش اعداد منفی در مبنای 2
• مروری بر نمایش integer  ها در مبنای 2
• نمایش اعداد اعشاری در مبنای 2
• تبدیل مبنا با اعشار
• استاندارد ieee 745 و floating point
• معرفی اعداد Fixed point با مکان ممیز ثابت
• نوع های متغیر _Fract  و _Accum و تمام مشتقات
• طراحی چند آزمایش در مورد ویژگی های متغیر های از نوع _Accum
• اعداد fixed point در بخش debug
• اجزای متغیر های fiexed point : integer part , fractional part , sign bit
• مقایسه متغیر های fixed point  و floating point
• منوال Using the GNU Compiler Collection
• پسوند ها برای اعداد fixed point
• اعمال ریاضی روی fixed point
• معرفی extension ها و بررسی Extensions to the C Language Family در using the GCC
• بررسی locally declared labels : لیبل های داخل بلوک کد
• labels as values : مقدار label
• بررسی nested functions : تابع داخل تابع ، توابع local
• typeof
• معرفی GCC Command Options
• Attributes
• roject properties و تنظیمات کامپایلر در stm32cubeide
• آپشن های نوشته شده در MCU GCC Compiler  از داکیومنت Using the GCC
• ARM options
• آپشن -mcpu=name
• option  -mtune=name  
• آپشن های کنترل استاندارد C
• -std=gnu11 ، تنظیم آپشن از تب general
• آپشن های  debug , -g0 , -g3 ، تنظیم آپشن از تب  debugging
• کنترل preprocessor
• آپشن -D ، تنظیم آپشن از تب  preprocessor
• معرفی مکان فایل های header از بخش include path
• مکان فایل های header از بخش path and symbols
• -I برای معرفی مکان فایل های header به کامپایلر
• آپشن های کنترل optimization
• تفاوت آپشن و فلگ
• آپشن -O0 دسترسی از تب optimization
• فلگ های -ffunction-sections -fdata-sections
• آپشن -Wall درخواست warning
• -specs و معرفی کتابخانه های استاندارد به کامپایلر
• آپشن -mfloat-abi و پیاده سازی floating point arithmetic با نرم افرار
• -mthumb و -marm
• آپشن های کنترل خروجی GCC
• -c ، عدم اجرای linker
• آپشن -S ، توقف قبل از assembler
• -E ، فقط preprocessor اجرا شود
• آپشن -x language assembler-with-cpp
• مشخص کردن فایل های ورودی از تب preprocessor

دسترسی به حافظه در زبان برنامه نویسی C

منابعی که در این فصل بررسی میشن:

• STM32F10 Reference manual_RM0008
• Using the GNU Compiler Collection

رفرنس منوال و پریفرال GPIO میکروکنترلر STM32F103

• لیست کلمات اختصاری ویژگی بیت: rw, r, w, rc_w1, rc_w0, rc_r, rs, r_w, t
• Memory and bus architecture 
• بررسی بلوک دیاگرام و نحوه ی عملکرد پریفرال GPIO میکروکنترلر STM32F103
• دیود های محافظت
• Pull up & pull down
• Push pull & open drain
• بیت های MODE و CNF و تنظیمات پین در حالت های مختلف
• رجیستر های IDR , ORD , BSRR , BRR
• مکانیزم قفل کردن تنظیمات GPIO و رجیستر LCKK
• وصل کردن کلاک پریفرال ها ، پریفرال RCC و رجیستر RCC_APB2ENR
• محاسبه آدرس رجیستر های و تنظیمات مورد نیاز برای ال ای دی چشمکزن

ساخت پوینتر در زبان برنامه نویسی C

• نمای SFRs و تغییر مقدار رجیسترها
• Led چشمک بدون کد نویسی با استفاده از قابلیت های debug در cubeide
• ساخت پوینتر برای هر رجیستر با کست کردن آدرس
• Led چشمک زن بدون bitwise operator
• Bitwise operator : and , or , left shift , right shift , xor , not
• ساخت ماسک بیت با left shift
• یک کردن بیت با bitwise or
• صفر کردن بیت با bitwise and  و  not
• تاگل کردن بیت با bitwise xor
• خواندن بیت با bitwise and و right shift
• led چشمک زن با bitwise operator
• استفاده از پوینتر به عنوان آرایه
• ساخت ماشین حساب بیتی در labview

استراکچر و CMSIS استاندارد

• struct تعریف مقداردهی اولیه ، دسترسی به اعضا struct tag , typedef struct
• استراکچر در حافظه
• پوینتر به struct ، کست کردن آدرس و دسترسی به حافظه در قالب استراکچر
• ساخت نوع استراکچر قالب رجیسترهای پریفرال،کست کردن آدرس پریفرال
• دسترسی به رجیسترها درقالب اعضای استراکچر
• Define  ها در پنجره ی define symbols
• اضافه کردن لایه ی نرم افزاری CMSIS
• بررسی فایلh
• فایلh (peripheral access layer) در لایه نرم افزاری CMSIS
• Peripheral structure , peripheral memory map , peripheral declaration bit definition
• Led چشمک زن با CMSIS

بیت فیلد و ساخت فایل های CMSIS جدید

• بیت فیلد ، تعریف ، مقدار دهی اولیه و دسترسی
• one byte , 2 byte and 4 byte boundaries
• جایگیری بیت فیلد در حافظه و boundaries
• اندازه بیت فیلد
• کاربرد بیت فیلد در استفاده بهینه از حافظه
• کست کردن آدرس متغیر ها در قالب پوینتر به بیت فیلد
• بیت فیلد جایگزین bitwise operator
• ساخت بیت فیلد قالب رجیستر CRH ، دسترسی به رجیسترها با بیت فیلد
• نوشتن bit definition های جدید ، متناسب با بیت فیلد
• Led چشمک زن با بیت فیلد
• یکی کردن MODE  و CNF در بیت فیلد
• دانلون فایلsvd با نرم افزار keil
• ساخت فایل device دارای بیت فیلد باexe
• جایگزین کردن فایل هدر جدید
• و اصلاح device peripheral access layer header file

یونیون و کاربردها

• Union تعریف مقداردهی اولیه ، دسترسی به اعضا union , union tag , typedef union
• بررسی مثال خروجی سنسور dht22 و Checksum
• تفکیک integer های بزرگ به کوچک با bitwise operator ها
• اتصال integer های کوچک و ساخت integer های بزرگتر با bitwise operator ها
• کاربرد union برای پردازش داده های سنسور ، آرایه و استراکچر در union ، جایگزینbitwise operator
• نحوه ی ذخیره سازی اعداد در حافظه : big endian & little endian
• ذخیره سازی اعضای union در حافظه و تاثیر little endian بر union
• union برای ساخت بافر های کوچک
• کاربرد union در آرایه های با اعضای متفاوت
• union در دسترسی به رجیسترهای پریفرال ها
• Underlying type
• اصلاح بیت فیلد برای پریفرال های باس AHB

Alignment & packing

• Structure padding
• Alignment و محدودیت های دسترسی cpu  به حافظه
• ldrb strb, Alignment =1 , byte boundaries
• lrdh strh , Alignment = 2 , half word
• ldr str , Alignment = 4 , word boundaries
• strd ldrd , Alignment = 8 , double word 
• alignment و اندازه استراکچر : 5 مثال
• عملگر __alignof__
• __attribute__((aligned())) برای استراکچر
• اصلاح alignment برای بهینه سازی کپی استراکچر
• __attribute__((aligned())) و typedef برای سایر انواع متغیر
• Packing با اصلاح alignment نوع اعضای استراکچر
• __attribute__((aligned())) برای متغیرها
• افزایش alignment اعضای استراکچر
• پک کل استراکچر با استفاده از __attribute__((__packed__))
• Packing انتخابی اعضای استراکچر با __attribute__((packed))
• pragma pack(1)
• pragma pack(1) pack()
• pragma pack(1) pack(push) pack(pop)

پریپراسسور در زبان برنامه نویسی C

منابعی که در این فصل بررسی میشن:

• Using the GNU Compiler Collection
• The C Preprocessor

پریپراسسور دیرکتیوها در زبان برنامه نویسی سی

• معرفی پریپراسسور directives
• Object like macros
• نوشتن bit definition
• نوشتن peripheral declaration
• #include & #import
• #ifndef و header guard
• #pragma once
• ifdef و فایل های config
• #if , #else , #elif
• #error , #warning
• عملگر defined
• تعریف و نحوه ی استفاده از Function like macros
• نحوه عملکرد پریپراسسور، اسم ماکرو و expansion ماکرو
• استفاده از ماکرو های set , clear , toggle , read , modify برای تغییر رجیسترها

مقایسه ماکرو و تابع و بررسی مدیریت استک در اسمبلی

• مقایسه تابع و ماکرو با بررسی اسمبلی کد در محیط دیباگ
• دریافت ورودی ها در ماکرو و تابع
• تفاوت ماکرو و تابع در دیباگ
• بررسی اهمیت پرانتز برای ورودی های ماکرو
• تاثیر پرانتز روی اسمبلی کد اکسپنشن ماکرو
• مقایسه عملگر ++ در ورودی ماکرو و تابع با بررسی کد اسمبلی
• بررسی خروجی تابع به عنوان ورودی ماکرو و تابع
• فراخوانی تابع و ماکرو با ماکرو، مثال ماکرو call
• کجا از ماکرو و کجا از تابع استفاده کنیم
• معرفی داکیومنت The C Preprocessor
• بررسی دام های ماکرو از داکیومنت The C Preprocessor
• Misnesting و دلایل پرهیز از آن
• بالانس نبودن پرانتز ها در ماکرو
• Operator precedence problem
• بررسی duplication of side effect
• self-referential macro
• بررسی اسکوپ متغیرهای داخل بلوک کد
• بلوک کد به عنوان ماکرو و نوشتن ماکرو در برکت
• ماکرو ، compound statement و سمی کالن اضافه
• مقایسه جایگیری متغیرهای ماکرو و تابع در استک با بررسی خط به خط اسمبلی و حافظه
• بررسی قدم به قدم استک و رجیستر استک پوینتر و r7
• اینستراکشن push
• کاربرد رجیستر r7 در مدیریت استک
• آدرس دهی متغیرهای local در اسمبلی
• بررسی اسمبلی اینستراکشن های خروج متغیرهای local از استک
• نوشتن compound statement در چند خط
• ماکرو با do{}while(0) و مزایا
• اصلاح side effect های ماکرو ، دریافت متغیر در ماکرو
• بررسی امکان gcc ،statement and declarations in expressions
• ماکرو compound statement  با مقدار،statement در پرانتر
• تعریف توابع inline و مقایسه ماکرو و تابع inline
• بررسی ارور لینکر در مورد کلمه کلیدی inline و دو راه حل
• تنظیمات optimization و تاثیر بر inline شدن ماکرو
• معرفی attribute های توابع از داکیومنت using gcc
• نحوه معرفی ویژگی های توابع به کامپایلر و کلمه کلیدی __attribute__
• ویژگی always_inline برای inline کردن ماکرو به اجبار

آرایه ها، رشته ها، الگوریتم های سرچ و سورت ، swv و printf

منابعی که در این فصل بررسی میشن:

• Using the GNU Compiler Collection
• The Red Hat newlib C Library
• STM32cubeide user guide_UM2609

مقدمه آرایه و رشته در زبان برنامه نویسی سی

• تعریف آرایه ، بررسی آرایه در حافظه ، بررسی کد اسمبلی دسترسی به اعضای آرایه
• تفاوت آرایه و پوینتر ، ایدنکس آرایه و *pointer
• ایندکس آرایه و pointer arithmetic در اسمبلی
• پوینتر و آرایه ورودی تابع
• عملگر sizeof و اندازه آرایه
• کاراکترها و جدول اسکی
• تعریف و مقداردهی رشته

تابع printf در دیباگ میکروکنترلر STM32

• معرفی پریفرال ITM
• بررسی سخت افزار و نرم افزار مورد نیاز برای serial wire viewer STM32
• بررسی تابع write  و تابع ITM_SendChar
• تنظیمات مورد نیاز printf
• استفاده از تابع printf  با SWV
• مقایسه اسکیپ سیکوئنس \n و \r
• اسکیپ سیکوئنس \” , \’ , \t , \? , \\
• \ooo , \xhh
• معرفی منوال the red had newib C library
• ورودی ها و خروجی های printf
• بررسی کامل format specifier ها با مثال
• تایپ ها %% ، پرینت درصد
• i , %d , %u , %p  ، پرینت اینتیجر در مبنای 10 و پوینتر
• f , %e , %g  ، پرینت اعشاری
• c , %s  ، پرینت کاراکتر و رشته
• x , %o  ، پرینت در مبنای 8 و 16
• تاثیر سایز های hh , h , ll , l روی تایپ i  و d
• سایز های hh , h , ll , l روی تایپ x
• روش های متفاوت نوشتن precision در format specifier
• مشخص کردن تعداد ارقام اعشار با precision برای تایپ های e , f , g
• تعداد کاراکتر ها در رشته با precision
• عرض در format specifier برای تایپ d
• استفاده از فلگ minus
• فلگ zero
• استفاده از فلگ پرانتز
• فلگ کاما
• plus
• استفاده از فلگ # برای نوع های o , x
• فلگ اسپیس
• تغییر ترتیب ورودی های تابع printf با پارامترها

الگوریتم های سرچ و سورت آرایه در زبان برنامه نویسی سی

• تابع rand  و تولید اعداد رندوم
• تابع برای پر کردن آرایه ، کپی آرایه ، پیدا کردن مینیمم و ماکزیمم
• الگوریتم selection sort  و پیاده سازی
• bubble sort  و پیاده سازی
• بهبود الگوریتم bubble sort  و پیاده سازی
• الگوریتم insertion sort  و پیاده سازی
• گپ و اضافه کردن گپ به الگوریتم selection sort  و پیاده سازی
• الگوریتم shell sort  و پیاده سازی
• quick sort  و پارتیشن بندی آرایه
• پیاده سازی الگوریتم پارتیشن بندی آرایه
• quick sort  با دو روش
• معرفی تابع qsort (gcc sort)  وپیاده سازی
• سورت کردن آرایه ی استراکچری
• مقایسه عملکرد الگوریتم های selection  و bubble  و insertion و shell و quick و qsort با مقایسه cpu cycle

پریفرال های RCC ، EXTI ، NVIC ، SYSTICK در میکروکنترلر STM32F1

منابعی که در این فصل بررسی میشن:

• cortex-m3 programming manual
• STM32F1 reference manuaul

پریفرال RCC در میکروکنترلر های STM32F1

• مدار reset در میکروکنترلر های STM32F1
• معرفی Clock tree
• منابع کلاک، کریستال ها و مدارهای RC
• تفاوت ماژول منبع کلاک و کریستال
• کلاک HSI و بیت های HSION و HSIRDY در رجیستر RCC_CR
• فعال کردن کلاک HSE و بیت های HSEON و HSERDY در رجیستر RCC_CR
• استفاده از منبع کلاک بجای کریستال و بیت HSEBYP در رجیستر RCC_CR
• تقسیم کلاک HSE بر دو در ورودی PLL و بیت PLLXTPRE در رجیستر RCC_CFGR
• معرفی PLL
• مشخص کردن ورودی PLL با بیت PLLSRC در رجیستر RCC_CFGR
• ضریب PLL در بیت PLLMUL در رجیستر RCC_CFGR
• تنظیم AHB Prescaler با بیت HPRE در رجیستر RCC_CFGR
• کلاک پریفرال های باس APB1 با بیت PPRE1 در رجیستر RCC_CFGR
• تنظیم کلاک پریفرال های باس APB2 با بیت PPRE2 در رجیستر RCC_CFGR
• کلاک ADC با بیت ADCPRE در رجیستر RCC_CFGR
• تنظیم کلاک USB با بیت USBPRE در رجیستر RCC_CFGR
• روشن کردن PLL با بیت های PLLON و PLLRDY در رجیستر RCC_CR
• منبع SYSCLK با بیت های SW و SWS در رجیستر RCC_CFGR
• فعال کردن Prefetch در بیت PRFTBE در رجیستر FLASH_ACR
• تنظیم two wait state در بیت های LATENCY رجیستر FLASH_ACR
• نوشتن تابع تنظیم کلاک میکروکنترلر با رجیسترها
• پین MCO و خروجی کلاک ، بیت های MCO در رجیستر RCC_CFGR
• تنظیم پین MCO و اندازه گیری کلاک PLL/2 با اسیلوسکوپ
• بررسی نحوه ی تنظیم کلاک توسط کتابخانه HAL
• ماکروهای فعالسازی کلاک در کتابخانه HAL
• نوشتن تابع فعالسازی کلاک پریفرال ها با پوینتر void

پریفرال EXTI، شمردن تعداد دفعات فشرده شدن کلید با Polling در STM32

• سون سگمنت کاتد مشترک و انتخاب مقاومت ها
• مشخص کردن اعدادی که در رجیستر BSRR باید نوشته بشن برای نمایش اعداد 0 تا 9 در سون سگمنت
• انجام پروژه ی نمایش اعداد در سون سگمنت
• تنظیم پین در حالت ورودی دیجیتال ، راه اندازی Push button و مدار Debouncing
• بررسی interrupt و polling
• لاین های اینتراپت خارجی و ساختار پریفرال EXTI
• اینتراپت در لبه ی بالارونده، رجیستر EXTI_RTSR
• اینتراپت در لبه ی پایین روند، رجیستر EXTI_FTSR
• فعال کردن نرم افزاری اینتراپت های خارجی با رجیستر EXTI_SWIER
• فعال سازی اینتراپت های خارجی در رجیستر EXTI_IMR
• Pending request register
• تفاوت اینتراپت و ایونت
• فعال سازی event در رجیستر EXTI_EMR
• اتصال پین ها به لاین های اینتراپت با رجیستر های EXTICR در پریفرال AFIO
• پروژه شمردن تعداد دفعات فشرده شدن Push button و نمایش در Seven segment با برنامه نویسی رجیستری

پوینتر به تابع در زبان C

• معرفی ، تعریف و مقدار دهی پوینتر به تابع
• فراخوانی تابع با استفاده از پوینتر به تابع
• کاربرد های پوینتر به تابع
• پوینتر به تابع عضوی از استراکچر
• Object oriented programming در زبان سی با پوینتر به تابع
• تعریف و مقدار دهی اولیه ی آرایه ای از پوینتر ها به تابع
• آرایه از پوینترها به تابع برای انتخاب توابع ، جایگزین if

پریفرال NVIC ، فایل core_cm3.h و تنظیم اینتراپت ها

• حالت کاری thread mode و handler mode
• اینتراپت های CPU و اینتراپت های device
• جدول vector table و آدرس توابع IRQ
• فراخوانی تابع روتین اینتراپت
• بررسی وضعیت pending و active
• معرفی cortex-m3 technical reference manual
• معرفی cortex-m3 programming manual
• اولویت و شماره اینتراپت ها
• فعال کردن اینتراپت های در رجیستر های ISERx در پریفرال NVIC
• غیر فعال کردن اینتراپت ها در رجیسترهای ICERx در پریفرال NVIC
• فعال کردن Pending در رجیسترهای ISPRx در پریفرال NVIC
• غیر فعال کردن Pending در رجیستر های ICPRx در پریفرال NVIC
• خوندن وضعیت Active در IABRx در پریفرال NVIC
• اولویت بندی اینتراپت ها در رجیسترهای IPRx در پریفرال NVIC
• بیت های Preemption priority و Sub-priority
• تنظیم گروه بندی اولویت در بیت های PRIGROP
• بررسی IRQn_Type ، شماره گزاری اینتراپت ها در لایه ی نرم افزاری CMSIS
• معرفی فایلh
• بررسی استراکچر قالب رجیسترهای پریفرال NVIC در فایلh
• توابع فایلh برای تنظیم پریفرال NVIC
• بررسی تابع NVIC_EnbleIRQ
• محاسبه ی باقیمانده تقسیم بر 32 با AND کردن شماره اینتراپت با 0x1F
• خارج قسمت تقسیم بر 32 با شیفت راست شماره اینتراپت
• پروژه تنظیم اینتراپت خارجی با استفاده از توابع فایلh
• گروه بندی اولیت با تابع NVIC_SetPriorityGrouping
• اولویت اینتراپت با تابع NVIC_SetPriority
• انکود کردن گروه بندی با تابع NVIC_EncodePriority
• خوندن Priority group با تابع NVIC_GetPriorityGrouping
• صفر کردن Flag interrupt
• vector table در فایل startup
• نوشتن توابع IRQHandler در فایلc
• تعریف آرایه ی از پوینترها به توابع برای مدیریت توابع callback اینتراپت های EXTI
• نوشتن تابع callback اینتراپت پین PB6 و مقدار دهی پوینتر به تابع
• تابع برای مدیریت اینتراپت های پریفرال EXTI
• ماکرو برای فراخوانی پوینترها به توابع callback
• پروژه اینتراپت خارجی پین PB6 و افزایش عدد نمایش داده شده در سون سگمنت با فشردن کلید

حافظه ی فلش، رم و لینکر اسکریپت

منابعی که در این فصل بررسی میشن:

• stm32 flash memory programming manual
• Using ld

نوشتن در فلش میکروکنترلر STM32F1 بصورت رجیستری

• معرفی منوال stm32 flash memory programming manual
• روش های ICP و IAP در پروگرم کردن فلش
• بررسی ساختار فلش main memory , information block و صفحه ها
• خوندن flash
• پریفرال flash program and erase controller
• مقدار رجیستر های کلید
• باز کردن قفل فلش ، رجیستر FLASH_KEYR و مقادیر کلید 1 و کلید 2
• پیاده سازی الگوریتم پاک کردن یک صفحه در فلش
• یک کردن بیت PER ، نوشتن آدرس در FAR ، بیت STRT
• چک کردن بیت lock ، یک کردن بیت PG ، نوشتن داده ها با دسترسی 16 بیتی در فلش
• بیت bsy
• فرایند باز کردن قفل option byte و رجیستر FLASH_OPTKEYR ، چک کردن بیت OPTWRE
• الگوریتم پاک کردن option byte ، بیت OPTER
• نوشتن در option bytes و بیت OPTPG
• آپشن بایت RDP  و محافظت فلش در برابر خوانده شدن
• مقدار 0xff و RDPRT و سایر مقادیر در آپشن بایت RDP
• بررسی نقشه رجیسترهای flash
• بایت کم ارزش و پر ارزش option byte
• تنظیمات آپشن بایت USER
• آپشن بایت های Data0 و Data1
• WRP0  تا WRP4 برای محافظت هر 4 صفحه در برابر نوشتن
• اصلاح بیت فیلد های فلش
• نوشتن کد باز کردن قفل فلش ، پاک کردن فلش و نوشتن در فلش با رجیسترها
• پاک کردن صفحه آخر فلش و ذخیره اعداد دلخواه ، بررسی حافظه در دیباگ
• ساخت آرایه در نمای expression برای مشاهده فلش در دیباگ
• پوینتر و استراکچر برای دسترسی به آپشن بایت ها
• نوشتن کد باز کردن قفل آپشن بایت ها ، پاک کردن آپشن بایت ها و نوشتن با رجیسترها
• ساخت متغیر کمکی برای دسترسی به بیت های آپشن بایت ها
• تنظیمات محافظت در برابر خواندن با RDP
• محافظت در برابر نوشتن با WRP
• تغییر آپشن بایت های RDP و WRP و باز کردن قفل فلش با نرم افزارst link utility

بوت لودر STM32

• معرفی منوال AN2606
• بررسی سخت افزار مورد نیاز برای استفاده از bootloader ، پینهای PA9 و PA10
• اتصالات مبدل usart to usb برای استفاده از stm32 bootloader
• تنظیمات نرم افزار STM32CubeProgrammer برای استفاده از bootloader
• بررسی تنظیمات پین های bootmode برای استفاده از bootloader

داینامیک مموری آلوکیشن 

• dynamic memory allocation و منطقه heap
• مقایسه دینامیک و استاتیک memory allocation
• کتابخانهh از فایل the red hat newlib C library
• ورودی و خروجی و نحوه عملکرد تابع malloc
• نوع متغیر size_t
• مثال کلاس دانشجویان ( آرایه ای از آدرس های استراکچرهای مربوط به دانشجو)
• ساخت آرایه ای از پوینتر ها برای ذخیره سازی دانشجویان
• آرایه ای از پوینترها ورودی به تابع ، دو روش
• پرینت کلاس دانشجویان
• نحوه صحیح مقدار دهی به رشته با تابع strcpy
• محاسبه تعداد اعضای آرایه با sizeof
• کاربرد null pointer  در مثال دانشجویان
• استفاده از تابع malloc برای ذخیره دانشجویان جدید
• چک کردن خروجی تابع malloc
• حافظه heap در دیباگ
• ورودی ها و خروجی های تابع calloc
• تفاوت کاربرد calloc  و malloc
• صفر کردن حافظه توسط تابع calloc
• اهمیت تابع calloc برای آرایه ای از پوینترها
• ساخت آرایه با طول متغیر
• ذخیره سازی اندازه آرایه با طول متغیر
• ورودی ها ، خروجی ها و نحوه عملکرد realloc
• تابع realloc و آرایه با طول متغیر
• نوشتن تابع برای صفر کردن حافظه بعد از realloc
• ورودی ها و خروجی ها تابع free و نحوه ی عملکرد
• استفاده از تابع free برای آزاد کردن حافظه

زبان لینکر کامند و فایل لینکر اسکریپت

• فایل لینکر اسکریپت و زبان برنامه نویسی linker command language
• کامنت در لینکر اسکریپت
• مروری بر وظایف ، ورودی های لینکر و خروجی لینکر
• وظایف فایل لینکر اسکریپت
• معرفی منوال using ld
• داکیومنت using ld : فصل اول مقدمه
• command line option  های لینکر اسکریپت در تنظیمات پروژه در STM32CubeIDE
• فراخوانی نرم افزار لینکر با کامند ld
• بررسی آپشن -o برای تغییر نام فایل .o خروجی
• آپشن -Wl برای آپشن های لینکر در زمان فراخوانی غیر مستقیم
• ورودی های فراخوانی نرم افزار linker
• آپشن -T برای معرفی فایل linker script به لینکر
• –gc-sections برای پاک کردن سکشن های استفاده نشده
• آپشن –start-group و –end-group برای معرفی فایل های آرشیو کتابخانه های استاندارد
• -lc و -lm
• ویژگی های loadable , allocatable , readable , executable  برای سکشن ها
• آدرس های VMA و LMA برای هر سکشن
• بررسی آدرس های VMA و LMA برای سکشن .data
• فرمت لینکر اسکریپت ، ساختار کلی فایل لینکر اسکریپت
• کامند ها در لینکر اسکریپت ، کلمات کلیدی و مقدار دهی به سمبل
• بررسی یک فایل linker script ساده
• حداقل ها در کامند SECTIONS
• کاربرد سمبل location counter در کامند SECTIONS
• سمبل ها در لینکر اسکریپت ، تعریف و مقدار دهی سمبل
• نوع اکسپرشن ها در لینکر اسکریپت
• ثابت ها در لینکر اسکریپت
• پسوند های k و m
• استفاده از توابع لینکر اسکریپت داخل اکسپرشن
• ORIGIN
• تابع LENGTH
• تعریف مناطق حافظه با کامند memory
• مشخص کردن اسم ، مبدا و حجم منطقه های حافظه
• ویژگی های حافظه در کامند memory : executable , read-only , writable
• اصلاح حجم flash در پنجره build analyzer با اصلاح کامند memory
• کامند ENTRY و مشخص کردن تابع Reset_Handler به عنوان نقطه شروع برنامه
• سایر روش های مشخص کردن نقطه ی شروع برنامه
• کامند SECTIONS و وظایف
• sections-command ها
• توضیحات سکشن خروجی
• output-section-command
• توضیحات سکشن ورودی
• الگوهای رشته ها ، wildcard patterns
• کاراکتر استریسک و wildcard patterns
• علامت سوال و wildcard patterns
• استفاده از wildcard در توضیحات سکشن ورودی
• مثال اول تغییر لینکر اسکریپت: قرار دادن تابع در منطقه جدید حافظه فلش
• پاتیشن بندی فلش و اضافه کردن سکشن جدید در کامند مموری
• تعریف سکشن خروجی جدید در کامدن سکشن برای تابع
• قرار دادن تابع در سکشن ورودی دلخواه با اتربیوت سکشن
• مثال دوم تغییر لینکر اسکریپت: قرار دادن ثابت در منطقه جدید حافظه فلش
• پاتیشن بندی فلش و اضافه کردن سکشن جدید در کامند مموری
• تعریف سکشن خروجی جدید در کامند سکشن برای ثابت
• قرار دادن ثابت در سکشن ورودی دلخواه با اتربیوت سکشن

 اسمبلی ARM

منابعی که در این فصل بررسی میشن:

• ARM®v7-M Architecture Reference Manual
• Using as
• Cortex-m3 programming manual_PM0056

اسمبلی ARM

• معرفی inline assembly ، نوشتن اسمبلی اینستراکشن ها در فایل .c
• Basic asm و extended asm
• معرفی و نوشتن اینستراکشن ، نمانیک و آپراند ها
• منوال architecture arm v7
• آرکیتکچر پروفایل ها A , R , M
• اینستراکشن ست arm , thumb
• انواع متغیر برای cpu
• بررسی مقدار اینستراکشن mov و انکودینگ
• محاسبه ی کد باینری اینستراکشن mov
• اینستراکشن immediate و register
• بررسی تفاوت انکودینگ ها در اینستراکشن mov
• عملیات اینستراکشن ، سودو کد و سودو فانکشن
• سودو کد اینستراکشن mov
• imm32 و zeroextend
• رجیستر Rd در انکودینگ های mov
• فیلد qualifier
• رجیستر APSR و وضعیت اجرای برنامه
• تعریف و کاربرد فلگ ها
• n ، شناسایی عدد منفی
• فلگ z ، شناسایی صفر
• آپدیت کردن فلگ با S ، بررسی setflag در انکودینگ های mov
• تست آپدیت کردن فلگ های N و Z با اینستراکشن mov
• نوشتن عدد منفی در رجیستر cpu
• اینستراکشن mvn
• اجرای شرطی اینستراکشن ها
• کاربرد اینستراکشن if then و it block
• شرایط اینستراکشن های it block ،x , y , z
• بررسی انکودینگ اینستراکشن it
• کاندیشن ها و نمانیک اکستنشن ، کاندیشن اول در it block
• T وe در it instruction
• شرطی اجرا کردن اینستراکشن mov
• فیلد کاندیشنال
• کاندیشن ها در it block
• اینستراکشن cmp و انکودینگ ها
• cmp و فلگ z
• بررسی عملکرد و انکودینگ اینستراکشن add(immediate)
• عملکرد و انکودینگ اینستراکشن add(register)
• شیفت در اینستراکشن add
• انکودینگ شیفت ، نوع و مقدار شیفت
• انواع شیفت ها با مثال lsl , lsr , asr
• carry در add
• فلگ over flow در add

اینستراکشن های Load و Store

• معرفی اینستراکشن ldrb , ldrh , ldr
• عملوند های اینستراکشن ldr ( immediate )
• اینستراکشن ldr ( literal )
• حالت آدرس دادن PC relative
• label در اینستراکشن ldr ( literal )
• معرفی رفرنس منوال Using as
• معرفی دیرکتیو ها
• سینتکس و کاربرد دیرکتیو .equ
• لود کردن اعداد 32 بیتی در رجیسترهای CPU 
• بخش literal pool برای ذخیره سازی ثابت ها بعد از توابع
• بررسی کد نوشته شده توسط کامپایلر برای مقدار دهی متغیر ها
• اینستراکشن str ( immediate )
• بررسی اینستراکشن str (register )
• دسترسی به اعضای آرایه و استراکچر و محاسبه آدرس در اسمبلی
• اینستراکشن ldr و str از نوع immediate برای دسترسی به اعضای آرایه و استراکچر در زبان اسمبلی

کد اسمبلی در فایل های .c همراه با ورودی و خروجی ، extended asm

• بررسی سینتکس extended asm در منوال using the gnu compiler 
• عملوند های خروجی در extended asm
• عملوند های ورودی در extended asm
• نوشتن مثال های extended asm
• دسترسی به متغیر های زبان سی از اسمبلی با آدرس
• asm symbolic name
• قید های ورودی های extended asm
• قید های خروجی های extended asm
• قید رجیستر r
• constraint modifier های = و +
• expression  در عملوند های ورودی
• مفهوم constraint
• قید whitespace
• قید m ، memory operand
• o constraint
• دسترسی به متغیر های زبان سی از اسمبلی بصورت مستقیم
• قید های اختصاصی خانواده ARM
• I constraint برای ثابت های هشت بیتی

اینستراکشن های branch و push ، pop

• اینستراکشن B ، جامپ به label
• بررسی اسمبلی کد if else if نوشته شده توسط کامپایلر
• پیاده سازی if else if در اسمبلی با cmp و b
• conditional branch و beq
• اینستراکشن شرطی bpl
• تاثیر اینستراکشن های cmp و subs روی فلگ carry
• تفریق در اینستراکشن های cmp و subs
• شرط hi و اینستراکشن شرطی bhi
• بررسی شرط ls و اینستراکشن شرطی bls
• do{}while در زبان اسمبلی آرم
• while{} در زبان اسمبلی آرم
• switch case در زبان اسمبلی آرم
• اینستراکشن branch with link ، bl 
• بررسی کاربرد اینستراکشن bl در فراخوانی توابع
• عملکرد اینستراکشن bl و link register
• اینستراکشن branch and exchange ، bx
• تغییر instruction execution state
• کاربرد bx در برگشت از توابع
• بررسی مدیریت استک در اسمبلی
• اینستراکشن push
• رجیستر stack pointer
• نقش رجیستر r7 در مدیریت استک
• اینستراکشن pop
• جامپ با تغییر رجیستر program counter با استفاده از اینستراکشن pop
• بررسی ترتیب قرار گیری و خروج مقدار رجیستر های cpu در حافظه استک با اینستراکشن های push و pop
• bitcount در عملیات push و pop
• MemA در عملیات push و pop
• link register در استک