توسعه firmware و GUI جهت کنترل مبدل‌های توان STM32G474

در این پروژه هدف طراحی و پیاده‌سازی فریمور برای میکروکنترلر STM32G474 به منظور کنترل و مانیتور انواع مختلف توپولوژی‌های مبدل توان است. علاوه بر فریمور، یک نرم‌افزار رابط گرافیکی بر پایه رایانه (GUI) نیز باید طراحی شود که ارتباط بلادرنگ بین میکروکنترلر و کامپیوتر را فراهم کرده و امکان تنظیم، ثبت داده‌ها، مانیتور وضعیت سیستم و ارسال فرمان‌ها را فراهم کند.فریمور و رابط گرافیکی باید از حداقل ده نوع توپولوژی مختلف مبدل پشتیبانی کرده و قابلیت تنظیم پارامترهای کنترلی، آستانه‌های حفاظتی و پیکربندی بازخوردها را از طریق GUI داشته باشد.خروجی‌ها و وظایف پروژه:توسعه فریمور تعبیه‌شده (Embedded Firmware)توسعه فریمور برای میکروکنترلر STM32G474 جهت کنترل و مانیتور مبدل‌های توان.طراحی ساختار ماژولار برای پشتیبانی از حداقل 10 توپولوژی مبدل مختلف.استفاده از حداکثر 6 جفت HRPWM و 4 جفت PWM معمولی برای مدولاسیون.پیکربندی حداکثر 12 کانال ADC برای اندازه‌گیری ولتاژ و جریان.استفاده از حداکثر 20 پایه GPIO برای آشکارسازی خطا، سیگنال‌های حفاظتی و کنترل منطقی.پیاده‌سازی کنترل‌کننده‌های دیجیتال مرتبه اول و دوم یا PI با قابلیت تنظیم پارامترها.طراحی و پیاده‌سازی حفاظت‌های نرم‌استارت، توقف نرم، مدیریت خطا و سطوح حفاظتی قابل تنظیم.استفاده بهینه از منابع و پریفرال‌های موجود و طراحی تمیز و قابل گسترش.پیاده‌سازی بر پایه RTOS (ترجیحاً FreeRTOS) یا حالت bare-metal با ماشین حالت کارآمد.طراحی نرم‌افزار رابط گرافیکی (GUI)طراحی یک نرم‌افزار GUI (ترجیحاً مبتنی بر Windows) برای ارتباط بلادرنگ با MCU.فراهم‌سازی قابلیت تنظیم پارامترها، مشاهده داده‌ها و ثبت رخدادها و خطاها.امکان پیکربندی ضرایب حلقه کنترل، مقادیر مرجع و آستانه‌های حفاظتی از طریق رابط کاربری.قابلیت تغییر و پیکربندی توپولوژی‌های مختلف از طریق GUI.پشتیبانی از ثبت داده‌ها و مشاهده وضعیت سیستم به‌صورت بلادرنگ.پیاده‌سازی واسط‌های ارتباطیپیاده‌سازی و اعتبارسنجی پروتکل‌های UART، SPI، I2C و CAN.اطمینان از تبادل داده مطمئن و پایدار بین کامپیوتر و میکروکنترلر.مهارت‌ها و تخصص‌های مورد نیاز: تسلط بر توسعه فریمور توکار با میکروکنترلرهای سری STM32 (ترجیحاً STM32G4).مهارت در برنامه‌نویسی زبان C یا C++ برای سامانه‌های نهفته.آشنایی با STM32CubeIDE، HAL/LL و ابزار STM32CubeMX.تجربه در پیاده‌سازی الگوریتم‌های کنترل بلادرنگ برای مبدل‌های توان (DC-DC، DC-AC و غیره).شناخت عمیق از تولید PWM، هم‌زمان‌سازی نمونه‌برداری ADC و زمان‌بندی حلقه‌های کنترل.تسلط بر نظریه کنترل دیجیتال (PI، PID و کنترل‌کننده‌های مرتبه دوم).تجربه در پیکربندی و استفاده از پریفرال‌های سخت‌افزاری (HRPWM، ADC، GPIO، Timer).توانایی طراحی نرم‌افزار GUI با زبان‌هایی مانند Python، C#، یا Qt.آشنایی کامل با پروتکل‌های ارتباطی UART، SPI، I2C و CAN.تسلط بر مفاهیم RTOS (ترجیحاً FreeRTOS) یا طراحی ماشین حالت برای سیستم‌های bare-metal.شناخت اصول حفاظتی، مدیریت خطا و عملکرد سیستم‌های الکترونیک قدرت.مهارت‌ها و امتیازات ترجیحی:سابقه توسعه فریمور برای توپولوژی‌هایی مانند LLC، DAB، PFC، باک، یا بوست.تجربه در ابزارهای ثبت و نمایش داده.آشنایی با استانداردهای مستندسازی و کنترل نسخه (Git). انتظارات نهایی: تحویل کد فریمور کامل و ماژولار همراه با مستندات و فایل‌های پیکربندی نمونه.ارائه نرم‌افزار GUI کاربردی و کاربرپسند.نمایش عملکرد ارتباطی بین GUI و MCU شامل ثبت داده، تنظیم پارامترها و تغییر توپولوژی‌ها.تحویل دفترچه راهنمای جامع شامل ساختار فریمور، پروتکل‌های ارتباطی و روش پیکربندی.