Bài học 1Các thành phần sơ đồ khối cơ bản và kết nối: nguồn, MCU, cảm biến, đầu ra báo động, và giao tiếp tùy chọn (UART/CAN/Ethernet)Phần này xây dựng sơ đồ khối hoàn chỉnh cho nút nhúng, bao gồm nguồn, MCU, cảm biến, đầu ra, và liên kết giao tiếp. Bạn sẽ học cách tín hiệu và nguồn kết nối và cách ghi chép giả định và giao diện rõ ràng.
Power tree and voltage rail definitionMCU, clock, and reset block groupingSensor interfaces and signal conditioningAlarm outputs and user indication pathsOptional UART, CAN, and Ethernet linksBài học 2Tiêu chí chọn vi điều khiển: ngoại vi yêu cầu (I²C/SPI/UART/CAN, ADC, timer), flash/RAM, watchdog phần cứng, phát hiện brown-out, và đóng góiPhần này chi tiết tiêu chí chọn vi điều khiển, bao gồm ngoại vi, bộ nhớ, watchdog phần cứng, phát hiện brown-out, và đóng gói. Bạn sẽ học chuyển đổi nhu cầu firmware và hệ thống thành số phần MCU cụ thể.
Peripheral set: I²C, SPI, UART, CAN, ADCFlash, RAM, and nonvolatile storage sizingWatchdogs, brown-out, and safety featuresClock sources, timers, and low-power modesPackage choice, pinout, and manufacturabilityBài học 3Cảm biến nhiệt độ số: cảm biến I²C so với SPI, ví dụ lớp độ chính xác, nhiệt độ hoạt động tối đa, và cách đọc bảng dữ liệu cho thời gian và ngân sách lỗiPhần này so sánh cảm biến nhiệt độ số I²C và SPI, tập trung vào lớp độ chính xác, giới hạn hoạt động, và thời gian. Bạn sẽ thực hành đọc bảng dữ liệu để xây dựng ngân sách lỗi và chọn linh kiện phù hợp mục tiêu hiệu suất hệ thống.
I²C vs SPI temperature sensor interfacesAccuracy classes and total error budgetMaximum operating temperature and deratingTiming diagrams and bus transaction limitsNoise, filtering, and conversion time tradeoffsBài học 4Thực hành bố trí PCB và nối đất tốt nhất cho môi trường công nghiệp: định tuyến, nối đất sao, vị trí lọc, và chọn đầu nốiPhần này giải thích chiến lược bố trí PCB và nối đất cho vị trí công nghiệp nhiễu. Bạn sẽ học ưu tiên định tuyến, nối đất sao và tách, vị trí lọc, và lựa chọn đầu nối cải thiện EMC, độ vững chắc, và khả năng phục vụ.
Layer stackup and return path planningStar, split, and solid ground strategiesPlacement of filters and protection partsRouting for low-noise analog and fast digitalConnector selection and pinout strategiesBài học 5Thiết kế nguồn cung cấp cho module nhúng: bộ điều chỉnh, thứ tự, lọc, và bảo vệ (TVS, cầu chì, đảo cực)Phần này bao gồm thiết kế nguồn cung cấp cho module nhúng, bao gồm chọn bộ điều chỉnh, thứ tự, lọc, và bảo vệ. Bạn sẽ học thiết kế đường nguồn vững chắc chịu được xung, đảo cực, và nguồn nhiễu công nghiệp.
Selecting linear versus switching regulatorsPower rail sequencing and startup behaviorInput filtering and bulk capacitance sizingTVS diodes, fuses, and reverse polarityEfficiency, thermal limits, and deratingBài học 6Thiết kế cho độ tin cậy trong phần cứng: tụ tách rời và khối, mặt phẳng nối đất, triệt EMI, tùy chọn cách ly, và quản lý nhiệtPhần này tập trung vào thiết kế phần cứng cho độ tin cậy, bao gồm tách rời, mặt phẳng nối đất, triệt EMI, cách ly, và thiết kế nhiệt. Bạn sẽ học dự đoán điều kiện căng thẳng và thiết kế biên cho tuổi thọ hiện trường dài.
Decoupling and bulk capacitor strategiesGround planes and current return controlEMI filters, ferrites, and snubber networksIsolation options and creepage distancesThermal paths, heatsinks, and deratingBài học 7Các lựa chọn cảm biến analog và xem xét đầu cuối: cặp nhiệt điện và RTD với ADC hoặc bộ khuếch đại (khi giới hạn cảm biến số vượt quá)Phần này khám phá cảm biến nhiệt độ analog khi cảm biến số không đủ. Bạn sẽ so sánh cặp nhiệt điện và RTD, bộ khuếch đại đầu cuối, lựa chọn ADC, và thực hành bố trí bảo tồn độ chính xác trong điều kiện khắc nghiệt.
Thermocouple types and cold-junction needsRTD characteristics and wiring configurationsInstrumentation amplifiers and gain settingADC resolution, sampling, and reference designShielding, grounding, and sensor cablingBài học 8Chọn driver đầu ra: rơ le, rơ le trạng thái rắn, driver MOSFET, driver còi và LED; giảm định mức và cách ly cho an toànPhần này bao gồm tùy chọn driver đầu ra như rơ le, rơ le trạng thái rắn, tầng MOSFET, và driver chỉ báo. Bạn sẽ học kích thước linh kiện, áp dụng giảm định mức, và thiết kế cách ly đáp ứng tiêu chuẩn an toàn và độ tin cậy.
Electromechanical relay pros and consSolid-state relays and triac driversLow-side and high-side MOSFET driversBuzzer and LED driver implementationIsolation, creepage, and safety deratingBài học 9Các họ MCU 32-bit phổ biến: tổng quan và so sánh (STM32, NXP LPC/Kinetis, Microchip SAM/PIC32) và cách ánh xạ yêu cầu vào tính năng họPhần này khảo sát các họ MCU 32-bit chính và hệ sinh thái của chúng, sau đó cho thấy cách ánh xạ yêu cầu ứng dụng vào lựa chọn thiết bị cụ thể. Bạn sẽ so sánh ngoại vi, bộ nhớ, công cụ, và ràng buộc sẵn có dài hạn.
STM32 families and ecosystem overviewNXP LPC and Kinetis family characteristicsMicrochip SAM and PIC32 family overviewComparing peripherals, memory, and performanceMapping system requirements to MCU families
