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使用ARM Mbed设计嵌入式系统和物联网
200 次浏览  2 次
John老师
嵌入式专家,工学博士学历
 
时间地点: 北京、上海、深圳根据报名开班
课程费用:5000元/人
 
企业内训:可以根据企业需求,定制内训,详见 内训学习手册



认证方式:
培训前了解能力模型。
培训后进行能力评测:
  • 在线考试
  • 能力分析,给出学习建议
  • 合格者颁发证书,作为职业技能资格证明


    ARM mbed 操作系统是一种专为物联网 (IoT) 中的“物体”设计的开源嵌入式操作系统。 该操作系统包含您基于 ARM Cortex-M 微控制器开发连接产品所必需的全部功能,非常适合涉及智能城市、智能家庭和穿戴式设备等领域的应用程序。功能方面包含了开发物联终端软件需要考虑的操作系统、安全性、连接性和联网以及可管理性。另外因为是ARM公司主导的开源项目,代码的管理、代码编写、以及编译设置,也用到了一些小技巧。分析其代码实现,可以提升在嵌入式方面开发软件的能力,也为以后的产品开发提供参考和借鉴。mbed就是一个开发平台,一个面向ARM处理器的原型开发平台,它具体包括免费的软件库(SDK),硬件参考设计(HDK)和在线工具(Web)三部分内容,各个部分的具体介绍如下:

    SDK:mbed设计了一个硬件抽象层,从而屏蔽了不同mcu厂商提供了微处理之间的差异,对于用户来说,他只需要和这个硬件抽象层打交道即可,也就是说,用户基于mbed开发的应用可以很方便地更换使用不同厂商的arm微处理器,从而留给用户更多的选择。

    HDK:HDK是mbed提供的硬件参考设计,它是面向用户开发设计的,所以HDK提供了统一了程序上载接口,单步调试接口,串口调试接口,用户无需购买其它硬件就可以开始软件开发工作。

    WEB:为了省去用户开发环境安装的麻烦,mbed提供了一个完备的基于浏览器的微处理器软件开发环境,包括代码编写,程序编译,版本控制等功能,用户只要上网就可以开发,编译结果只要下载保存到mbed开发板上即可工作,非常方便。

    培训目标:
    • 通过mbed介绍嵌入式系统设计的所有主要议题,便于学员快速掌握嵌入式系统的设计方法。
    • 从基本的原理和简单的项目入手,使用mbed项目示例提供一套完整的嵌入式系统设计入门课程,旨在揭示如何使用mbed快速地设计嵌入式系统。
    • 逐渐深入到更专业的领域,阐述嵌入式系统的设计精髓,为学员学习更高级的课程打基础。
    培训对象:嵌入式系统开发工程师
    学员基础:熟悉嵌入式系统架构,了解arm架构
    授课方式:定制课程 + 案例讲解 + 小组讨论,60%案例讲解,40%实践演练
    培训内容:3天

    第一部分 嵌入式系统与玩转mbed
    嵌入式系统、微控制器与ARM 嵌入式系统简介
  • 什么是嵌入式系统
  • 嵌入式系统示例

  • 微处理器与微控制器
  • 计算机主要组件
  • 微控制器

  • 嵌入式系统的开发流程
  • 程序语言:C/C++有什么特别之处
  • 开发周期

  • 进入ARM世界
  • 关于ARM的历史
  • 技术细节:RISC的意义
  • Cortex内核
  • mbed开发板 mbed简介
  • mbed体系结构
  • 微控制器

  • mbed入门教程
  • 步骤1:连接mbed到PC
  • 步骤2:创建mbed账户
  • 步骤3:运行程序
  • 步骤4:编译程序
  • 步骤5:下载程序二进制代码
  • 步骤6:修改程序代码

  • 开发环境
  • mbed编译器和API
  • C/C++的使用
  • 数字输入和输出 开始编写程序
  • 思考第一个程序
  • 了解mbed的API函数
  • 分析while循环

  • 用电压表示逻辑值
    mbed数字输出
  • 发光二极管的使用
  • mbed外部引脚的使用

  • mbed数字输入
  • 开关与数字系统的连接
  • Digital In API
  • 用if语句响应开关输入

  • 简单的光电设备接口
  • 光敏反射和透射传感器
  • 光敏传感器与mbed开发板的连接
  • 七段数码管显示
  • 七段数码管与mbed开发板的连接

  • 驱动大型直流负载
  • 使用晶体管驱动
  • 用mbed进行电机驱动控制
  • 驱动多个七段数码管

  • 小项目:字母计数器
    模拟输出 数据转换简介
    mbed开发板上的模拟输出
  • 产生恒定的输出电压
  • 锯齿波
  • 测试DAC分辨率
  • 产生正弦波

  • 另一种形式的模拟量输出:脉冲宽度调制
    mbed开发板上的脉冲宽度调制
  • 使用mbed的PWM信号源
  • 一些PWM输出实验
  • 控制小电机的速度
  • 用软件方式产生PWM
  • 伺服控制
  • 输出到一个压电转换器
  • 模拟输入 数模转换
  • 模—数转换器
  • 范围、分辨率和量化
  • 采样频率
  • mbed开发板上的模拟输入
  • 演示实验:系统同步SDR接口时序设计和源同步DDR接口时序设计-使用时序分析器查找时序失败原因,修改设计以满足时序要求

  • 模拟输入和输出混合应用
  • 用可变电压控制LED亮度
  • 用PWM控制LED亮度
  • PWM频率控制

  • 模拟输入数据的处理
  • 在计算机屏幕上显示数值
  • 将ADC输出调整到识别范围内
  • 采用平均值降低噪声

  • 一些简单的模拟传感器
  • 光敏电阻
  • 集成电路温度传感器

  • 分析数据转换时间
    小项目:二维光跟踪
    高级编程技术 思考程序设计和程序结构带来的好处
    函数
    程序设计
  • 使用流程图定义代码结构
  • 伪代码

  • 在mbed开发板上使用函数
  • 实现七段数码管计数器
  • 函数重用
  • 一个使用函数且更复杂的程序

  • 在C/C++中使用多个文件
  • C/C++程序编译过程概述
  • C/C++预处理器和预处理器指令
  • #ifndef伪指令

  • 模块化程序示例
    串行通信 同步串行通信简介
    串行外围接口
  • SPI简介
  • mbed开发板上的SPI
  • 设置mbed SPI主设备
  • 创建SPI数据链路

  • 智能仪表和SPI加速器
  • ADXL345加速器简介
  • 简单ADXL345程序开发

  • SPI评估
    I2C总线
  • I2C总线简介
  • mbed开发板上的I2C总线
  • 设置I2C数据链路

  • 用I2C总线标准的温度传感器通信
    SRF08超声波测距仪的使用
    I2C总线评估
    异步串行数据通信
  • 异步串行通信简介
  • mbed开发板上的异步串行通信应用
  • 同宿主计算机的同步串行通信应用

  • 小项目:多节点I2C总线
    液晶显示器 显示技术
  • 液晶技术简介
  • 液晶字符显示

  • 使用PC1602F LCD
  • PC1602F显示器简介
  • 连接PC1602F到mbed开发板
  • LCD接口的模块化编程
  • 初始化显示
  • 向LCD发送显示数据
  • 完整的LCP.cpp定义
  • 使用LCD函数
  • 向指定位置添加数据

  • 使用mbed开发板的TextLCD库
    在LCD上显示模拟输入数据
    更先进的LCD
  • 彩色LCD
  • 控制SPI标准的LCD手机显示屏

  • 小项目:数字水平仪
    中断、定时器和任务 嵌入式系统中的定时和任务
  • 定时器和中断
  • 任务
  • 事件触发任务和时间触发任务

  • 响应事件触发的事件
  • 轮询
  • 中断简介

  • 简单的mbed中断
    深入理解中断
  • 中断
  • 测试中断延迟
  • 禁用中断
  • 模拟输入中断
  • 中断总结

  • 定时器
  • 数字计数器
  • 使用计数器作为定时器
  • mbed上的定时器

  • 使用mbed定时器
  • 使用多个mbed定时器
  • 测试定时器延迟

  • 使用mbed超时
  • 超时应用简单示例
  • 超时进阶应用
  • 用超时测试反应时间

  • 使用mbed断续装置
  • 节拍器中使用断续装置
  • 思考多任务节拍器程序

  • 实时时钟
    开关去除抖动
    小项目
  • 独立节拍器
  • 加速度计阈值中断
  • 存储器与数据管理 存储器综述
  • 存储器功能类型
  • 基本电子存储器类型

  • 使用mbed的数据文件
  • 回顾部分所需的C/C++库函数
  • 定义mbed的本地文件系统
  • 打开和关闭文件
  • 写入和读取文件数据

  • mbed数据文件存取示例
  • 文件存取
  • 字符串文件存取
  • 使用格式化数据
    使用mbed的外部存储器
    指针简介
    小项目:加速度计阈值的记录
  • 第二部分 高级和专家级应用
    数字信号处理 数字信号处理器简介
    数字滤波示例
    mbed DSP示例
  • 数字数据的输入和输出
  • 信号重构
  • 添加一个数字低通滤波器
  • 添加一个激活按钮
  • 数字高通滤波器

  • 延迟/回声效果
    使用wave音频文件
  • 波形信息的头部
  • 用mbed读取wave文件的头部
  • 读取、输出单声道wave数据

  • DSP小结
    小项目:立体声播放器
  • 基本功能的立体声播放器
  • 拥有PC接口的立体声播放器
  • 拥有手机显示接口的便携式立体声播放器
  • 高级串行通信 高级串行通信协议简介
    蓝牙串行通信
  • 蓝牙简介
  • 蓝牙模块RN—41和RN—42的接口
  • 通过蓝牙发送mbed数据
  • 从主机终端应用程序接收的蓝牙数据
  • 两个mbed之间通过蓝牙通信

  • USB简介
  • 使用mbed模拟USB鼠标
  • 从mbed端发送USB MIDI数据

  • 以太网简介
  • 以太网概述
  • 实现简单的mbed以太网通信
  • mbed之间的以太网通信

  • 用mbed进行本地网络和Internet通信
  • 用mbed作为HTTP客户端
  • 用mbed作为HTTP文件服务器
  • 用远程过程调用修改mbed输出
  • 用远程JavaScript接口控制mbed
  • 控制系统 控制系统简介
  • 闭环和开环控制系统
  • 闭环巡航控制示例
  • 比例控制
  • PID控制

  • 闭环数字罗盘示例
  • HMC6352数字罗盘的使用
  • 360°旋转伺服系统的实现
  • 闭环控制算法的实现
    基于控制器局域网控制数据通信
  • 控制器局域网
  • mbed上的CAN总线
  • mbed库函数 控制寄存器概念
    数字输入/输出
  • mbed数字输入/输出控制寄存器
  • 数字输出的应用
  • 添加第二个数字输出
  • 数字输入

  • 深入了解控制寄存器
  • 引脚功能选择寄存器和引脚模式寄存器
  • 功率控制寄存器和时钟选择寄存器

  • 使用DAC
  • mbed DAC控制寄存器
  • DAC的应用

  • 使用ADC
  • mbed ADC控制寄存器
  • ADC应用
  • 改变ADC转换速度

  • 控制寄存器使用小结
    项目扩展 去往何方
    mbed Pololu机器人
    高级音频项目
    物联网
    mbed LPC11U24
    从mbed到实际生产
     
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