Карта понимания Как учиться на этом курсе PROCESS DIAGRAM 1 вопрос 2 модель 3 пример 4 проба 5 вывод PROCESS DIAGRAM 1 вопрос 2 модель 3 пример 4 проба 5 вывод Карта темы: от вопроса к самостоятельному выводу
Что рисовать и фиксировать Как учиться на этом курсе STRUCTURAL BLOCK DIAGRAM CENTRAL UNIT понятие схема перенос пример ошибка критерий Структурная схема стрелки показывают поток данных/энергии масштаб и расположение условные Визуальный конспект удерживает понятие, пример, ошибку и критерий
Ритм практики и повторения Как учиться на этом курсе ITERATION CYCLE вспомнить решить проверить исправить Цикл закрепления: извлечь из памяти, применить, проверить и исправить
Состав электронного стека Инженерный практикум: архитектура дрона и электронные узлы STRUCTURAL BLOCK DIAGRAM CENTRAL UNIT Flight stack LiPo BLDC PDB/BEC RX FC + IMU VTX ESC 4-in-1 Структурная схема стрелки показывают поток данных/энергии масштаб и расположение условные Архитектура дрона: питание, контроллер, датчики, ESC, моторы и каналы связи.
Силовая и сигнальная схема подключения Инженерный практикум: архитектура дрона и электронные узлы WIRING DIAGRAM · QUADCOPTER POWER/SIGNAL PDB / AIO АКБ LiPo VBAT+ GND VBAT+ GND Мотор 1 ESC 1 Мотор 2 ESC 2 Мотор 3 ESC 3 Мотор 4 ESC 4 Полётный контроллер (FC) Приёмник (RX) VBAT+ GND сигнал PWM/DSHOT 3 фазы мотора WIRING PWR / SIGNAL GND common
Wiring-схема дрона: силовые линии отделены от сигнальных, а все земли возвращаются контролируемым путём.
Карта платы FC/AIO Инженерный практикум: архитектура дрона и электронные узлы FC / AIO BOARD · PINOUT MCU IMU FRONT VBAT GND 5V 3V3 M1 M2 M3 M4 RX1 TX1 CAM VTX BOOT SWD 30,5 × 30,5 мм Полётный контроллер — распиновка FC/AIO pinout ориентация FRONT обязательна питание, UART, моторные выходы Карта FC/AIO: силовые площадки, моторные выходы, UART, видео и отладочные пины.
DShot/PWM и проверка исполнительных каналов Инженерный практикум: архитектура дрона и электронные узлы Временная диаграмма моторных сигналов: порядок команд и фронты важны для проверки ESC.
Силовая схема: LiPo, ESC, моторы и общая земля Атлас дрона: силовая электроника, полётный контроллер и испытания WIRING DIAGRAM · QUADCOPTER POWER/SIGNAL PDB / AIO АКБ LiPo VBAT+ GND VBAT+ GND Мотор 1 ESC 1 Мотор 2 ESC 2 Мотор 3 ESC 3 Мотор 4 ESC 4 Полётный контроллер (FC) Приёмник (RX) VBAT+ GND сигнал PWM/DSHOT 3 фазы мотора WIRING PWR / SIGNAL GND common
Схема подключения дрона: силовые цепи отделены от сигнальных, общая земля проверяется до запуска.
Плата FC/AIO: пины, UART, IMU, OSD Атлас дрона: силовая электроника, полётный контроллер и испытания FC / AIO BOARD · PINOUT MCU IMU FRONT VBAT GND 5V 3V3 M1 M2 M3 M4 RX TX CAM VTX BOOT SWD 30,5 × 30,5 мм Полётный контроллер — распиновка FC/AIO pinout ориентация FRONT обязательна питание, UART, моторные выходы Карта платы FC/AIO: силовые площадки, UART, видео, моторы и отладочный интерфейс.
Контур управления: IMU → PID → ESC Атлас дрона: силовая электроника, полётный контроллер и испытания ITERATION CYCLE IMU фильтр PID ESC мотор лог Контур управления дроном: измерение, фильтрация, регулятор, исполнительный канал и лог.
MCU, MPU и SoC: инженерное различие Архитектура микроконтроллеров, микропроцессоров и SoC STRUCTURAL BLOCK DIAGRAM CENTRAL UNIT MCU CPU TIM Flash ADC SRAM UART/I2C/SPI GPIO Структурная схема стрелки показывают поток данных/энергии масштаб и расположение условные Микроконтроллер как система на кристалле: ядро, память, периферия и выводы связаны общей картой адресов.
Карта памяти, регистры и memory-mapped периферия Архитектура микроконтроллеров, микропроцессоров и SoC STRUCTURAL BLOCK DIAGRAM CENTRAL UNIT Code registers circuit bus GPIO/TIM/ADC pin Структурная схема стрелки показывают поток данных/энергии масштаб и расположение условные Путь команды от firmware до физического сигнала: регистр периферии изменяет состояние узла на плате.
Datasheet, reference manual и errata Архитектура микроконтроллеров, микропроцессоров и SoC PROCESS DIAGRAM 1 pinout 2 power 3 clock/reset 4 peripheral 5 errata 6 test PROCESS DIAGRAM 1 pinout 2 power 3 clock/reset 4 peripheral 5 errata 6 test Маршрут чтения документации: от физики корпуса к режимам периферии и проверке на стенде.
GPIO как электрический узел GPIO, электрические уровни и прерывания ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА +5 В R1 330 Ом HL1 I = (5 − 2) / 330 ≈ 9 мА me_edu Лист 1 Учебн. GPIO-выход со светодиодом: ток задаётся резистором, а допустимость проверяется по datasheet микроконтроллера.
EXTI, NVIC, ISR и задержка реакции GPIO, электрические уровни и прерывания ITERATION CYCLE event pending vector ISR clear flag main loop Событие проходит через флаг и таблицу векторов; короткий ISR возвращает управление основной логике.
Кнопка, дребезг и аппаратно-программная фильтрация GPIO, электрические уровни и прерывания Сигнал кнопки после фильтрации даёт один устойчивый фронт вместо серии дребезжащих импульсов.
Clock tree: источник времени всей системы Clock tree, таймеры, PWM и watchdog STRUCTURAL BLOCK DIAGRAM CENTRAL UNIT HSE/HSI PLL TIM/ADC/UART SYSCLK AHB APB Структурная схема стрелки показывают поток данных/энергии масштаб и расположение условные Clock tree распределяет частоты по CPU, шинам и периферийным блокам.
Таймеры: счётчик, prescaler, compare и capture Clock tree, таймеры, PWM и watchdog Таймер сравнивает счётчик с регистром compare и формирует прерывание или PWM без постоянной работы CPU.
PWM, управление мощностью и watchdog Clock tree, таймеры, PWM и watchdog ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА +12 В Реле K1 VD1 VT1 BC547 / 2N2222 R1 1 кОм Сигнал МК (GPIO) me_edu Лист 1 Учебн. PWM с GPIO управляет нагрузкой через ключ; индуктивная нагрузка требует защиты и тепловой проверки.
ADC: разрешение, опора, шум и sampling time ADC, DAC, датчики и аналоговый фронтенд ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА ВХОДНОЙ УЗЕЛ AFE / ADC XS1 SENSOR R1 1 кОм C1 100 нФ R2 100 кОм VD1 +3V3 VD2 TP1 DD1 MCU PA0/ADC UART_TX GPIO Контроль: TP1, диапазон ADC 0…3,3 В, выбросы ограничены VD1/VD2. me_edu Лист 1 Учебн. Перед ADC ставят защиту и RC-фильтр; sampling time выбирают по сопротивлению источника и требуемой точности.
Цепочка измерения: датчик -> AFE -> ADC -> фильтр ADC, DAC, датчики и аналоговый фронтенд STRUCTURAL BLOCK DIAGRAM CENTRAL UNIT sensor AFE calibration filter units ADC DSP Структурная схема стрелки показывают поток данных/энергии масштаб и расположение условные Измерительный канал связывает датчик, аналоговую схему, АЦП и цифровую обработку.
DAC и PWM как аналоговый выход ADC, DAC, датчики и аналоговый фронтенд BODE MAGNITUDE · LOW-PASS FILTER 0 dB -3 dB log f |H(jw)|, dB cutoff fc -20 dB/dec actual response asymptote RC-фильтр сглаживает PWM, но создаёт компромисс между пульсациями и скоростью реакции.
UART: framing, уровни и типовые ошибки UART, I2C, SPI, CAN и диагностические приборы UART-кадр читается по времени: старт, биты данных, стоп; приём часто обслуживается interrupt или DMA.
I2C и SPI: топология, фронты и выбор интерфейса UART, I2C, SPI, CAN и диагностические приборы I2C требует подтяжек и проверки формы фронта; ACK подтверждает, что адресованное устройство ответило.
CAN, RS-485 и связь в шумной среде UART, I2C, SPI, CAN и диагностические приборы STRUCTURAL BLOCK DIAGRAM CENTRAL UNIT MCU transceiver logger bus node terminator Структурная схема стрелки показывают поток данных/энергии масштаб и расположение условные Дифференциальная шина требует трансивера, терминаторов, защиты и протокола диагностики.
Startup, vector table и linker script Firmware: C, startup, DMA, RTOS и тестирование PROCESS DIAGRAM 1 Reset 2 vector 3 startup 4 .data/.bss 5 SystemInit 6 main PROCESS DIAGRAM 1 Reset 2 vector 3 startup 4 .data/.bss 5 SystemInit 6 main Путь запуска embedded-программы до main(): таблица векторов, память, clock и системная инициализация.
HAL, LL и bare metal Firmware: C, startup, DMA, RTOS и тестирование STRUCTURAL BLOCK DIAGRAM CENTRAL UNIT application HAL/LL registers peripheral pin Структурная схема стрелки показывают поток данных/энергии масштаб и расположение условные Слой firmware должен быть связан с регистрами и физическим состоянием вывода.
DMA, ring buffer и RTOS Firmware: C, startup, DMA, RTOS и тестирование STRUCTURAL BLOCK DIAGRAM CENTRAL UNIT ADC/UART DMA logger ring buffer task queue Структурная схема стрелки показывают поток данных/энергии масштаб и расположение условные DMA и RTOS разделяют сбор данных, буферизацию, обработку и диагностику.
Питание, decoupling и reset Плата: питание, reset, SWD/JTAG, PCB и EMC ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА U_вх 9–12 В + C1 100 мкФ DA1 7805 IN OUT + C2 10 мкФ +5 В me_edu Лист 1 Учебн. Узел питания: регулятор, входные/выходные конденсаторы и контроль допустимых режимов.
PCB layout: от принципиальной схемы к плате Плата: питание, reset, SWD/JTAG, PCB и EMC 93 мм 56 мм MCU board TP1 +5V TP2 GND TP3 OUT analog keep-out MCU LDO DD2 XS1 1 2 3 4 5 +5 + 0 XS2 OUT GND +5 R5 R9 R6 R10 R8 R2 R2 C2 C1 C5 + VD1 VD2 VT4 E B C VT5 E B C VT1 E B C VT2 E B C VT3 E B C ЖАЛПТЧ К частотомеру К нагревателю Layers Top Cu GND DRC clearance tracks TP: +5V / GND / OUT Монтажный чертёж платы: питание, МК, разъём отладки, интерфейсы и тестовые точки. Монтажный чертёж платы: питание, МК, разъём отладки, интерфейсы и тестовые точки.
Bring-up, EMC и производственный тест Плата: питание, reset, SWD/JTAG, PCB и EMC PROCESS DIAGRAM 1 inspect 2 current limit 3 rails 4 clock 5 SWD 6 GPIO 7 interfaces 8 load PROCESS DIAGRAM 1 inspect 2 current limit 3 rails 4 clock 5 SWD 6 GPIO 7 interfaces 8 load Bring-up идёт от безопасного включения к проверке clock, отладки, периферии и нагрузки.
Когда MCU уже недостаточно Микропроцессоры, внешняя память и embedded Linux STRUCTURAL BLOCK DIAGRAM CENTRAL UNIT MPU/SoC DRAM drivers PMIC MCU co-processor bootloader Linux Структурная схема стрелки показывают поток данных/энергии масштаб и расположение условные Микропроцессорная система добавляет DRAM, PMIC, boot chain, ядро ОС и драйверы.
Boot chain, обновления и отказоустойчивость Микропроцессоры, внешняя память и embedded Linux PROCESS DIAGRAM 1 ROM 2 bootloader 3 verify 4 app/kernel 5 health check 6 fallback PROCESS DIAGRAM 1 ROM 2 bootloader 3 verify 4 app/kernel 5 health check 6 fallback Надёжная загрузка проверяет образ и умеет вернуться к рабочей версии.
Системная архитектура embedded-устройства Микропроцессоры, внешняя память и embedded Linux STRUCTURAL BLOCK DIAGRAM CENTRAL UNIT sensors MCU comms MPU diagnostics power actuators Структурная схема стрелки показывают поток данных/энергии масштаб и расположение условные Системная архитектура связывает датчики, контроллеры, питание, исполнительные узлы и диагностику.