單片機很簡單？我們來聊聊如何進階
[導(dǎo)讀]點擊上方“小麥大叔”，選擇“置頂/星標(biāo)公眾號”福利干貨，第一時間送達(dá)大家好，我是小麥，最近有朋友問，已經(jīng)學(xué)過51單片機了，如何進階？問題事情是這樣的，他在本科時期已經(jīng)有相應(yīng)的單片機開發(fā)經(jīng)驗，做過簡單的項目，流水燈，倒計時，紅綠燈，后面該如何提高呢？首先我感覺得給進階下一個定義，也...
問題事情是這樣的，他在本科時期已經(jīng)有相應(yīng)的單片機開發(fā)經(jīng)驗，做過簡單的項目，流水燈，倒計時，紅綠燈，后面該如何提高呢？
- 如果剛開始以51單片機起步，能基于開發(fā)板做簡單的項目，比如搞個流水燈，再復(fù)雜點會做電子萬年歷（DS1302 LCD1602）就挺不錯了；
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如果一開始就上
STM32了，那么能在常用的STM32開發(fā)板上做一些功能，實現(xiàn)一些小的功能，或者能用CubeMX配置和初始化代碼，然后做一些項目；
我認(rèn)為的進階是這樣的，需要掌握這些；
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首先我覺得硬件設(shè)計是必要的，能根據(jù)需求，進行硬件開發(fā)，進行原理圖設(shè)計，PCB的Layout，繪制簡單的雙層PCB板；
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在進行硬件設(shè)計的過程中，可以試著抄一下已經(jīng)開源的原理圖，或者一般集成電路的DataSheet中都有相應(yīng)的參考電路，根據(jù)這些參考電路進行原理圖設(shè)計，后面可能會進行一些修改，在新的改版中進行修改即可。
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焊接技能，如果有最好了，沒有的話，可以在PCB打樣的時候找廠家進行貼片，配套服務(wù)還是很不錯的，節(jié)省了時間成本；
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樣板到了之后，就要動手對板子進行調(diào)試了，這時候會比較復(fù)雜，配套的技能包，比如示波器如何使用？如何捕獲波形？如何使用萬用表？有時候問題會比較玄乎，感覺可能在硬件上，又感覺在軟件上，這里建議最好有一個方案驗證板（至少保證硬件沒問題）；
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最后是編寫安全可靠的代碼，當(dāng)然如果移植性好，代碼框架好最好了；
之前也有朋友問我，自己想做一些DIY項目，軟硬件都自己設(shè)計，該如何學(xué)習(xí)？他是搞互聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的，做嵌入式單純是愛好，享受生命在于折騰的快樂而已；
硬件設(shè)計
新手建議使用Altium Designer，教程比較多，國產(chǎn)軟件立創(chuàng)EDA也不錯，開源的KiCad也可以使用，選一款就行，軟件都大同小異，不要在糾結(jié)選擇哪一款軟件上而浪費時間，我個人建議使用Altium Designer，下面簡稱AD；
網(wǎng)上有很多免費的教程，可以去搜一下，看完教程一定要自己嘗試著設(shè)計一個電路，可以簡單一點，設(shè)計一個單片機的最小系統(tǒng)。
鏈接：https://pan.baidu.com/s/1yKfsttgIBeKKMK65m9H91g
提取碼：pzsz
軟件設(shè)計
單片機的編程開發(fā)是必須要掌握C語言的，匯編語言可以簡單能讀懂就行，調(diào)試的時候能簡單看懂反匯編就行，所以要把主要精力放在C語言上，其實，初期C語言會常用的語法：
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循環(huán)：
for，while
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分支：if else，switch
就可以做很多事情了，但是后面還需要進階，因為寫出健壯高效，可復(fù)用，可移植的程序，只會這些還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。
好了，我們學(xué)習(xí)了C語言是為了開發(fā)單片機的，是要直接對硬件進行操作，直接操作單片機上的外設(shè)寄存器，所以
這里以STM32舉例，通常我們需要熟悉常用的接口和協(xié)議，和一些常用的外設(shè)，后面你會發(fā)現(xiàn)，不論是什么廠家的單片機，其實都大同小異；
比較常用的，我們會遇到GPIO，TIM定時器，systick，UART，I2C，SPI，CAN等；
一般來說，像STM32這種硬件平臺，前期使用的人很多，網(wǎng)絡(luò)資源非常豐富，很多時候會Ctrl C和Ctrl V就行了，另外ST提供了cubeMX這種工具，初始化根本不需要人為干預(yù)，但是有時候過于依賴工具，往往會被工具反噬，我就遇到過用cubeMX配置代碼，遇到問題一臉懵逼，不知道如何下手的朋友。
當(dāng)然我不是提倡大家穿著新鞋走老路，因為時代在發(fā)展，不能還一個寄存器一個寄存器去手?jǐn)]，不過這時候，需要對底層有一個更全面的認(rèn)識了，從單片機內(nèi)核架構(gòu)層面去理解，這需要學(xué)習(xí)其他的體系知識了，比如地址總線，數(shù)據(jù)總線，ARM的架構(gòu)，外設(shè)是如何CPU進行數(shù)據(jù)交換的等等；
比如今年缺芯嚴(yán)重，不得不進行國產(chǎn)替代，不吹不黑，今年換了幾款國產(chǎn)的MCU，資料不太完善，也沒有太多參考的Demo，后來使用固件庫的時候發(fā)現(xiàn)了幾處BUG，最后還是得靠自己參考開發(fā)手冊排查錯誤。
言歸正傳，我們要學(xué)會去官網(wǎng)找資料，有很多應(yīng)用方案，芯片的開發(fā)手冊UM（ user manual），自己搭建開發(fā)環(huán)境，然后找到相應(yīng)的芯片的固件庫，這些都能自力更生，就非常不錯了。
最后
這篇文章里我簡單地聊了一下如何進行單片機進階，個人認(rèn)為需要硬件設(shè)計和軟件設(shè)計兩部分；
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硬件設(shè)計；
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軟件設(shè)計；
如果詳細(xì)展開，每個部分都有很多東西可以學(xué)習(xí)的，其實感覺最初能做簡單的PCB，然后在這硬件基礎(chǔ)上進行相應(yīng)的軟件開發(fā)，就已經(jīng)達(dá)到了一個進階的目的，后續(xù)需要的是不斷在項目中進行提高，可以不斷積累硬件方面的經(jīng)驗，另外還需要系統(tǒng)地學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識，比如計算機系統(tǒng)（微機原理），C語言，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等，軟件部分可以多看一下開源的優(yōu)秀項目，學(xué)習(xí)他們的設(shè)計思想，這樣會提高得很快。
好了，這期先這樣，時間比較趕，簡單地說一下哈，我是小麥，我們下期再見。
—— The End ——
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