Chào mừng bạn đến với khóa học “Lập Trình Vi Điều Khiển AVR Cơ Bản Cho Cơ Điện Tử”! Vi điều khiển AVR của hãng Atmel (nay thuộc Microchip) là một trong những dòng vi điều khiển 8-bit phổ biến nhất, được ứng dụng rộng rãi trong các thiết bị điện tử, hệ thống nhúng và đặc biệt là trong các ứng dụng cơ điện tử. Khóa học này được thiết kế để cung cấp cho bạn kiến thức nền tảng và kỹ năng thực hành trong việc lập trình vi điều khiển AVR bằng ngôn ngữ C, giúp bạn tự tin thiết kế và triển khai các ứng dụng cơ điện tử, tự động hóa ở mức độ cơ bản.
Cụ thể, trong khóa học này, chúng ta sẽ sử dụng:
Vi điều khiển: ATmega328P (trên board Arduino Uno).
Kit phát triển: Arduino Uno R3.
Môi trường phát triển: Arduino IDE.
Ngôn ngữ lập trình: C/C++ (ngôn ngữ Arduino).
Mạch nạp: Sử dụng bootloader có sẵn trên Arduino Uno thông qua cáp USB.
Phần mềm mô phỏng: Proteus (để hỗ trợ thêm, tùy chọn).
I. NỘI DUNG CHÍNH (MAIN CONTENT):
Khóa học bao gồm các nội dung chính sau:
Phần 1: Tổng Quan về Vi Điều Khiển AVR và Arduino Uno
Phần 2: Lập Trình C/C++ Cơ Bản cho Vi Điều Khiển AVR (Arduino)
Phần 3: Lập Trình Các Ngoại Vi Cơ Bản của AVR (Arduino)
Phần 4: Lập Trình Giao Tiếp Ngoại Vi
Phần 5: Phát Triển Ứng Dụng Cơ Điện Tử với Arduino
II. NỘI DUNG ĐƯỢC HỌC (LEARNING OUTCOMES & SCHEDULE):
Khóa học được thiết kế với thời lượng 40 giờ, bao gồm lý thuyết, bài tập, thực hành trên kit phát triển và các dự án mô phỏng. Dưới đây là nội dung chi tiết và thời gian học dự kiến cho từng phần:
Phần 1: Tổng Quan về Vi Điều Khiển AVR và Arduino Uno (6 giờ)
1.1. Giới Thiệu về Vi Điều Khiển AVR (2 giờ)
Khái niệm về vi điều khiển (Microcontroller) và vi xử lý (Microprocessor).
Giới thiệu về vi điều khiển AVR của Atmel (Microchip).
Phân loại các dòng vi điều khiển AVR (ATtiny, ATmega, XMEGA).
Đặc điểm và ứng dụng của vi điều khiển AVR.
Lựa chọn dòng AVR phù hợp cho ứng dụng.
1.2. Tìm Hiểu về Vi Điều Khiển ATmega328P và Arduino Uno (2 giờ)
Giới thiệu về vi điều khiển ATmega328P.
Cấu trúc, sơ đồ chân và chức năng của ATmega328P.
Các đặc điểm nổi bật của ATmega328P (bộ nhớ, tốc độ, ngoại vi…).
Giới thiệu về Arduino Uno R3 và hệ sinh thái Arduino.
1.3. Môi Trường Phát Triển Arduino IDE (2 giờ)
Giới thiệu về phần mềm Arduino IDE.
Hướng dẫn cài đặt Arduino IDE và các thư viện cần thiết.
Giới thiệu về cấu trúc của một chương trình Arduino (sketch).
Thực hành tạo project mới, viết code, biên dịch, nạp chương trình và debug cho Arduino Uno.
Phần 2: Lập Trình C/C++ Cơ Bản cho Vi Điều Khiển AVR (Arduino) (8 giờ)
2.1. Ngôn Ngữ Lập Trình C/C++ cho Vi Điều Khiển (3 giờ)
Ôn tập về ngôn ngữ lập trình C/C++.
Các kiểu dữ liệu, biến, hằng số, toán tử trong C/C++.
Cấu trúc điều khiển (if-else, switch-case, for, while, do-while).
Hàm (function) và cách định nghĩa, sử dụng hàm.
Thực hành lập trình C/C++ cơ bản.
2.2. Làm Quen với Lập Trình Vi Điều Khiển AVR trên Arduino (2 giờ)
Cấu trúc chương trình C/C++ cho vi điều khiển AVR (Arduino).
Khai báo và sử dụng các chân I/O (Input/Output).
Thao tác với các chân digital và analog.
Thực hành lập trình điều khiển LED đơn, LED 7 đoạn, nút nhấn.
2.3. Sử Dụng Thư Viện Hỗ Trợ và Các Hàm Cơ Bản (3 giờ)
Giới thiệu về các thư viện hỗ trợ cho vi điều khiển AVR (Arduino).
Sử dụng các hàm cơ bản để cấu hình và điều khiển các ngoại vi.
Thực hành lập trình điều khiển các thiết bị ngoại vi đơn giản với Arduino Uno:
Điều khiển LED đơn (sáng, tắt, nhấp nháy).
Đọc trạng thái nút nhấn.
Hiển thị số lên LED 7 đoạn.
Phần 3: Lập Trình Các Ngoại Vi Cơ Bản của AVR (Arduino) (10 giờ)
3.1. Lập Trình GPIO (General Purpose Input/Output) (2 giờ)
Cấu hình chân I/O là input hoặc output.
Đọc trạng thái logic từ chân input.
Xuất tín hiệu logic ra chân output.
Thực hành điều khiển LED, nút nhấn, relay… qua GPIO của Arduino Uno.
3.2. Lập Trình Timer/Counter (3 giờ)
Giới thiệu về các bộ Timer/Counter trong vi điều khiển ATmega328P.
Cấu hình và sử dụng Timer ở chế độ định thời (Timer Mode).
Cấu hình và sử dụng Timer ở chế độ đếm xung (Counter Mode).
Ứng dụng Timer/Counter trong tạo thời gian trễ, đo tần số, đếm sự kiện.
Thực hành lập trình Timer/Counter trên Arduino Uno.
3.3. Lập Trình Bộ Chuyển Đổi ADC (Analog-to-Digital Converter) (3 giờ)
Giới thiệu về bộ chuyển đổi ADC và các thông số kỹ thuật.
Cấu hình và sử dụng ADC để đọc giá trị điện áp tương tự.
Chuyển đổi giá trị số sang giá trị điện áp tương ứng.
Thực hành lập trình ADC và đọc giá trị từ biến trở, cảm biến tương tự (ví dụ: cảm biến nhiệt độ LM35) với Arduino Uno.
3.4. Lập Trình Điều Chế Độ Rộng Xung PWM (Pulse Width Modulation) (2 giờ)
Khái niệm về PWM và ứng dụng trong điều khiển.
Cấu hình và sử dụng bộ PWM trong vi điều khiển ATmega328P.
Điều khiển độ sáng đèn LED, tốc độ động cơ DC bằng PWM.
Thực hành lập trình PWM trên Arduino Uno.
Phần 4: Lập Trình Giao Tiếp Ngoại Vi (8 giờ)
4.1. Lập Trình Giao Tiếp UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter) (3 giờ)
Nguyên lý hoạt động của giao tiếp UART.
Cấu hình và sử dụng module UART trong ATmega328P.
Lập trình gửi và nhận dữ liệu qua UART.
Thực hành giao tiếp giữa Arduino Uno và máy tính qua UART.
4.2. Lập Trình Giao Tiếp I2C (Inter-Integrated Circuit) (3 giờ)
Nguyên lý hoạt động của giao tiếp I2C.
Cấu hình và sử dụng module I2C trong ATmega328P.
Lập trình giao tiếp với các thiết bị ngoại vi hỗ trợ I2C (như cảm biến nhiệt độ, độ ẩm, cảm biến gia tốc, EEPROM…).
Thực hành giao tiếp I2C với cảm biến MPU6050.
4.3. Giới Thiệu về Giao Tiếp SPI (Serial Peripheral Interface) (2 giờ)
Nguyên lý hoạt động của giao tiếp SPI.
Giới thiệu cách cấu hình và sử dụng module SPI trong ATmega328P.
Phần 5: Phát Triển Ứng Dụng Cơ Điện Tử và Tự Động Hóa với AVR (8 giờ)
5.1. Thiết Kế và Lập Trình Hệ Thống Điều Khiển Động Cơ (3 giờ)
Sử dụng Arduino Uno để điều khiển tốc độ, chiều quay của động cơ DC (thông qua module cầu H L298N).
Giới thiệu về điều khiển động cơ bước, động cơ servo (tùy chọn, nếu có thời gian).
Thực hành thiết kế và lập trình hệ thống điều khiển động cơ.
5.2. Thiết Kế và Lập Trình Hệ Thống Thu Thập Dữ Liệu (3 giờ)
Sử dụng Arduino Uno để thu thập dữ liệu từ các cảm biến (nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng, khoảng cách…).
Lưu trữ dữ liệu (tùy chọn sử dụng thẻ nhớ SD nếu cần).
Truyền dữ liệu lên máy tính qua UART.
Thực hành thiết kế và lập trình hệ thống thu thập dữ liệu.
5.3. Thiết Kế và Lập Trình Hệ Thống Điều Khiển và Giám Sát Dùng LCD, Keypad (2 giờ)
Kết nối và lập trình hiển thị thông tin lên LCD 16×2.
Kết nối và lập trình đọc dữ liệu từ Keypad.
Thiết kế giao diện người dùng đơn giản trên LCD và Keypad.
Thực hành thiết kế và lập trình hệ thống điều khiển và giám sát.
III. BẠN SẼ BIẾT GÌ SAU KHI HỌC XONG? (KNOWLEDGE GAINED):
Sau khi hoàn thành khóa học, học viên sẽ có khả năng:
Hiểu rõ kiến trúc và nguyên lý hoạt động của vi điều khiển AVR, đặc biệt là ATmega328P.
Sử dụng thành thạo môi trường phát triển Arduino IDE.
Lập trình thành thạo vi điều khiển ATmega328P bằng ngôn ngữ C/C++.
Cấu hình và sử dụng các ngoại vi cơ bản của AVR (GPIO, Timer, Interrupt, ADC, PWM).
Lập trình giao tiếp UART, I2C.
Thiết kế và lập trình các ứng dụng cơ điện tử và tự động hóa sử dụng vi điều khiển AVR.
Kết nối và điều khiển các thiết bị ngoại vi (động cơ, cảm biến, LCD, Keypad…).
Phát triển các hệ thống nhúng dựa trên nền tảng vi điều khiển AVR.
Gỡ lỗi và tối ưu hóa chương trình cho vi điều khiển.
Có nền tảng vững chắc để tiếp tục nghiên cứu và phát triển trong lĩnh vực vi điều khiển, hệ thống nhúng và cơ điện tử.
IV. THỜI GIAN (DURATION):
Thời lượng: 40 giờ (bao gồm lý thuyết, bài tập, thực hành trên kit phát triển và các dự án mô phỏng).
Hình thức: Online/Offline/Blended (tùy chọn).
Lịch học: Linh hoạt, phù hợp với nhu cầu học viên.
V. YÊU CẦU (PREREQUISITES):
Có kiến thức cơ bản về điện tử số và mạch điện.
Có kiến thức cơ bản về lập trình, ưu tiên ngôn ngữ C/C++.
Sử dụng thành thạo máy tính và các phần mềm văn phòng.
Có tinh thần ham học hỏi, chủ động nghiên cứu và giải quyết vấn đề.
VI. ĐỐI TƯỢNG PHÙ HỢP (TARGET AUDIENCE):
Sinh viên các ngành cơ điện tử, tự động hóa, điện – điện tử, CNTT muốn trang bị kỹ năng lập trình vi điều khiển AVR.
Kỹ sư, kỹ thuật viên đang làm việc trong các lĩnh vực thiết kế, chế tạo, vận hành và bảo trì các hệ thống cơ điện tử, tự động hóa, hệ thống nhúng.
Lập trình viên muốn phát triển kỹ năng lập trình nhúng cho vi điều khiển AVR.
Nhà phát triển, nhà sáng chế muốn tạo ra các sản phẩm điện tử thông minh sử dụng vi điều khiển AVR.
Bất kỳ ai quan tâm đến lĩnh vực vi điều khiển, hệ thống nhúng và muốn làm chủ công nghệ lập trình vi điều khiển AVR.
VII. MÔ TẢ (DESCRIPTION):
Khóa học “Lập Trình Vi Điều Khiển AVR Cơ Bản Cho Cơ Điện Tử” là khóa học nhập môn cung cấp cho học viên kiến thức và kỹ năng nền tảng về lập trình vi điều khiển AVR, đặc biệt là ATmega328P, bằng ngôn ngữ C/C++ và sử dụng môi trường phát triển Arduino IDE. Chương trình học được thiết kế từ cơ bản đến nâng cao, kết hợp giữa lý thuyết và thực hành, giúp học viên nắm vững kiến thức và phát triển kỹ năng lập trình vi điều khiển một cách hiệu quả.
Khóa học sử dụng kit phát triển Arduino Uno R3 để thực hành, giúp học viên dễ dàng tiếp cận và làm quen với vi điều khiển AVR. Thông qua các ví dụ minh họa, bài tập thực hành và các dự án mô phỏng, học viên sẽ từng bước làm chủ được vi điều khiển ATmega328P và tự tin ứng dụng vào các hệ thống cơ điện tử và tự động hóa đơn giản.
VIII. LỢI ÍCH (BENEFITS):
Nắm vững kiến thức nền tảng về vi điều khiển AVR và ứng dụng trong cơ điện tử.
Phát triển kỹ năng lập trình vi điều khiển bằng ngôn ngữ C/C++.
Tự tin thiết kế và triển khai các ứng dụng cơ điện tử đơn giản sử dụng vi điều khiển AVR.
Nâng cao năng lực cạnh tranh trên thị trường lao động trong lĩnh vực cơ điện tử, tự động hóa và hệ thống nhúng.
Được học tập với đội ngũ giảng viên là các chuyên gia đầu ngành, giàu kinh nghiệm thực tế và nghiên cứu.
Giáo trình được biên soạn khoa học, cập nhật và bám sát xu hướng công nghệ.
Môi trường học tập chuyên nghiệp, trang thiết bị hiện đại (đối với học offline).
Hỗ trợ kỹ thuật sau khóa học, giải đáp thắc mắc và tư vấn hướng nghiệp.
IX. CAM KẾT (COMMITMENT):
Cung cấp kiến thức nền tảng, cập nhật và thực tiễn về lập trình vi điều khiển AVR cơ bản cho cơ điện tử.
Đảm bảo học viên thành thạo kỹ năng lập trình, cấu hình, kết nối và ứng dụng vi điều khiển AVR sau khi hoàn thành khóa học.
Hỗ trợ học viên tối đa trong suốt quá trình học tập và thực hành.
Cung cấp môi trường học tập chuyên nghiệp, thân thiện và hiệu quả.
Luôn cập nhật kiến thức và công nghệ mới nhất về vi điều khiển AVR và các công cụ phát triển.
Cam kết mang lại giá trị thiết thực cho học viên, giúp học viên ứng dụng kiến thức vào công việc hiệu quả, nâng cao năng lực cạnh tranh trong thị trường lao động.
X. KẾT THÚC (CONCLUSION):
Khóa học “Lập Trình Vi Điều Khiển AVR Cơ Bản Cho Cơ Điện Tử” là bước khởi đầu lý tưởng cho những ai muốn bước chân vào lĩnh vực lập trình vi điều khiển và phát triển các ứng dụng trong ngành cơ điện tử, tự động hóa. Hãy đăng ký ngay hôm nay để trang bị cho mình những kiến thức và kỹ năng cần thiết, sẵn sàng cho hành trình chinh phục công nghệ vi điều khiển và tạo ra những sản phẩm cơ điện tử thông minh, góp phần nâng cao hiệu quả hoạt động và sức cạnh tranh trong thời đại công nghiệp 4.0!
