超詳細(xì)的嵌入式學(xué)習(xí)路線圖

那么對于嵌入式這條路線而言，如何建立一個穩(wěn)固的根基？

2.1、學(xué)習(xí)內(nèi)容

• C語言基礎(chǔ)

該部分，主要包括幾個核心知識點：三大語法結(jié)構(gòu)、常用的數(shù)據(jù)類型、函數(shù)、結(jié)構(gòu)體、指針、文件操作等。

• 硬件基礎(chǔ)知識

該部分，核心知識點在于：電路基礎(chǔ)知識、數(shù)電模電基礎(chǔ)知識、常用的電子元器件等。

• 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

核心知識點：數(shù)組、隊列、鏈表、堆棧、樹、圖、散列表等。

• 操作系統(tǒng)

核心知識點：進程管理、內(nèi)存管理、文件管理、輸入輸出管理等。

• 計算機原理

核心知識點：數(shù)據(jù)表示和運算、存儲系統(tǒng)、指令系統(tǒng)、總線系統(tǒng)、中央處理器、輸入輸出系統(tǒng)等。

2.2、學(xué)習(xí)建議

• 對于C語言基礎(chǔ)學(xué)習(xí)，一定要重點熟練掌握，根基的牢固直接決定了我們的代碼質(zhì)量。

• 對于硬件基礎(chǔ)學(xué)習(xí)，要適當(dāng)了解，要能夠看懂一些簡單的電路結(jié)構(gòu)，認(rèn)識常用的電子元器件。

• 對于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)，前五個是必備學(xué)習(xí)的，可能在剛開始學(xué)習(xí)的時候，可能會感覺不到作用在哪里，但是隨著接觸到嵌入式底層設(shè)計以及算法設(shè)計的時候，才會恍然大悟。

• 對于操作系統(tǒng)學(xué)習(xí)，重點學(xué)習(xí)其思想，對相關(guān)知識點有一個大概的了解，后續(xù)接觸到繼續(xù)重點學(xué)習(xí)，這些無論是RTOS，還是Linux，都有涉及到的。

• 對于計算機原理學(xué)習(xí)，可以將其看作是嵌入式系統(tǒng)的各個模塊的詳解，會讓你對嵌入式有一個整體的了解，每一個部分都值得深究。

2.3、學(xué)習(xí)資料

• C語言基礎(chǔ)：推薦經(jīng)典書籍《C語言程序設(shè)計》（第2版）譚浩強版本。

• 硬件基礎(chǔ)：大學(xué)里面的《數(shù)電模電》書籍所涉及的知識即可。

• 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：推薦經(jīng)典書籍《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》——嚴(yán)蔚敏版。

• 操作系統(tǒng)、計算機原理：我用的是《王道》的系列叢書，個人感覺不錯。

計算機組成、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫是嵌入式或者說計算機的入門必讀書籍，并且也被列入高校教材內(nèi)，是真正的基礎(chǔ)知識。

以上，不一定是全部看完才能體驗編程的樂趣，這個基礎(chǔ)是一個循序漸進的過程，也不是一朝一夕就能完成的，可以先有一個大概，后續(xù)做項目時，哪里不懂補哪里！

這里涉及到一個重要的學(xué)習(xí)方法：項目導(dǎo)向的學(xué)習(xí)法。

在上面的基礎(chǔ)知識進行熟悉之后（C語言基礎(chǔ)、計算機組成、硬件基礎(chǔ)必備），我們準(zhǔn)備叩開嵌入式世界的大門。

入門篇，依舊推薦51單片機，當(dāng)然有人會說，直接上STM32豈不更好？

我的看法：建議新手還是以51單片機來入門，因為STM32體系架構(gòu)比51大很多，對于新手剛開始可能會不太容易適應(yīng)。

3.1、學(xué)習(xí)內(nèi)容

該部分，主要在最小嵌入式系統(tǒng)中，實現(xiàn)各種有趣的實驗。通過51單片機的學(xué)習(xí)，我們要做到：

• 軟件類：

主要知識點有：認(rèn)識單片機、熟悉邏輯運算、點亮一顆LED燈、按鍵檢測、串口通信、定時器、中斷等。

• 硬件類：

主要知識點有：電阻元器件了解，基本模塊電路了解，時鐘電路，嘗試?yán)L制51單片機原理圖和PCB

3.2、學(xué)習(xí)建議

• 對于軟件類，我們主要做到：認(rèn)識單片機，熟悉單片機的GPIO的輸入、輸出操作，串口通信協(xié)議掌握等，這些部分都是任何一款嵌入式設(shè)備的必備技能。

• 對于硬件類：我們主要做到：能看懂電路圖，熟悉一些簡單模塊的設(shè)計電路，了解Altium Designer的使用方法。

3.3、學(xué)習(xí)資料

51單片機：郭天祥的51單片機教程，經(jīng)典著作，經(jīng)久不衰，強烈推薦。

莊子說：“水之積也不厚，則其負(fù)大舟也無力?！?/span>

該部分，是嵌入式領(lǐng)域的基石，只有將基礎(chǔ)打牢，才能負(fù)得起Linux泰坦號。

STM32是C51的進階版，擁有C51的基礎(chǔ)知識，開發(fā)STM32會得心應(yīng)手。

STM32的系統(tǒng)架構(gòu)以及硬件設(shè)計相比于C51來說，都是上升了一個維度的，這也是為什么我推薦入門學(xué)習(xí)C51的原因。

以STM32F407平臺為基礎(chǔ)，去學(xué)習(xí)目前嵌入式主流的一些技術(shù)，探尋底層的原理，做到不同平臺，都能夠得心應(yīng)手。

4.1、學(xué)習(xí)內(nèi)容

• 基礎(chǔ)練習(xí)

該部分，主要練習(xí)：點亮LED燈、GPIO的輸入輸出操作、中斷操作、UART通信、IIC通信等

• 進階練習(xí)

該部分，主要練習(xí)：DMA通信、SPI通信、CAN通信、LCD顯示屏，ADC等

• 高階練習(xí)

該部分，主要學(xué)習(xí)：STM32時鐘架構(gòu)、總線架構(gòu)、電源管理、代碼框架、SDIO通信、USB通信等。

4.2、學(xué)習(xí)建議

• 對于基礎(chǔ)練習(xí)，主要目的是為了方便讓我們從C51到STM32環(huán)境的過渡。

• 對于進階練習(xí)，主要練習(xí)一些通信類相關(guān)的協(xié)議，可以結(jié)合一些傳感器進行開發(fā)。

• 對于高階練習(xí)，主要目的是為了熟悉單片機的設(shè)計架構(gòu)，編程的框架，以及一些更復(fù)雜的通信技術(shù)。

另外，STM32會有寄存器和庫函數(shù)兩個版本，建議交叉學(xué)習(xí)，理解會更加深刻。

4.3、學(xué)習(xí)資料

STM32單片機：推薦正點原子、野火的STM32F103或者STM32F407系列。

兩家的學(xué)習(xí)資料都非常豐富，既有詳細(xì)的文檔說明，也有完整的學(xué)習(xí)視頻教程，非常適合新手入門學(xué)習(xí)。

俗話說：“有道無術(shù)，術(shù)尚可求，有術(shù)無道，止于術(shù)”。要明白道和術(shù)的區(qū)別，不要本末倒置。

RTOS，實時操作系統(tǒng)，可以理解為STM32與Linux之間的橋梁，由于其實現(xiàn)思想大都取之于Linux，所以也稱之為精簡版的Linux。

我們常用的有實時操作系統(tǒng)有：UCOS，VxWork，FreeRtos，近些年RT-Thread也異軍突起。

學(xué)習(xí)這些簡單的嵌入式系統(tǒng)，一來能夠幫助我們?yōu)閷W(xué)習(xí)Linux操作系統(tǒng)打下基礎(chǔ)，二來也能夠擴寬我們的職業(yè)道路。

前面也說過了，無論是UCOS、FreeRtos、Rt-thread，其內(nèi)部的設(shè)計思想大同小異，下面主要以Ucos為例。

5.1、學(xué)習(xí)內(nèi)容

• 實時系統(tǒng)學(xué)習(xí)

該部分，主要學(xué)習(xí)：移植Ucos系統(tǒng)、多任務(wù)管理、調(diào)度算法、消息隊列、信號量互斥量、事件、內(nèi)存管理等。

5.2、學(xué)習(xí)建議

• 對于實時系統(tǒng)學(xué)習(xí)，除了上述的那些核心知識點外，還要結(jié)合2.1 基礎(chǔ)必備知識的操作系統(tǒng)書籍加深理解。

5.3、學(xué)習(xí)資料

RTOS的學(xué)習(xí)：依舊推薦正點原子，野火，因為這些實時操作系統(tǒng)開發(fā)，可以基于STM32開發(fā)板，同時也有非常詳細(xì)的文檔和視頻教學(xué)。

學(xué)習(xí)完RTOS后，基本嵌入式所涉及的技術(shù)已經(jīng)掌握一半了，你也可以獨立完成一些小的項目，也可以找到一個不錯的工作，但是一定不要自我滿足，有機會一定要接觸Linux。

還是那句話：ARM+Linux，也是最為復(fù)雜的東西，如果你不去接觸Linux，你永遠(yuǎn)不知道嵌入式的魅力。

Linux開發(fā)又分為驅(qū)動開發(fā)，內(nèi)核開發(fā)，應(yīng)用開發(fā)，每一個方向都需要幾年甚至幾十年的積累。

作為初學(xué)者，我們要做的就是宏觀了解，擴大我們的知識面，然后去選擇自己感興趣的方面。

6.1、學(xué)習(xí)內(nèi)容

• Linux基礎(chǔ)篇

該部分主要學(xué)習(xí)：Linux常用命令、VIM學(xué)習(xí)、Linux的Shell編程、Gcc編譯、Makefile等。

• 驅(qū)動篇

該部分主要學(xué)習(xí)：內(nèi)核模塊編譯原理、字符設(shè)備驅(qū)動框架、平臺設(shè)備驅(qū)動、設(shè)備樹、Pinctrl子系統(tǒng)、I2C子系統(tǒng)、中斷子系統(tǒng)、塊設(shè)備驅(qū)動框架、Bootloader等

• 內(nèi)核篇

該部分主要學(xué)習(xí)：系統(tǒng)調(diào)用、存儲管理、進程管理、內(nèi)存管理、文件管理等。

• 應(yīng)用篇

該部分主要學(xué)習(xí)：QT編程、TCP/IP協(xié)議、HTTP協(xié)議等。

6.2、學(xué)習(xí)建議

• 對于基礎(chǔ)學(xué)習(xí)，剛接觸到Linux，一般比較難上手，與之前的單片機完全不同，需要一個熟悉環(huán)境的過程。

• 對于驅(qū)動學(xué)習(xí)，重要在于明白“如何在Linux環(huán)境下編寫驅(qū)動程序”，驅(qū)動的底層原理還是那樣，加了一層層的框架，需要我們?nèi)ナ煜ぁ?/span>

• 對于內(nèi)核學(xué)習(xí)，上述也是系統(tǒng)的幾大核心特色，重點在于"如何使Linux性能最優(yōu)"

• 對于應(yīng)用學(xué)習(xí)，上述的幾個方面也是基礎(chǔ)，重點還在于開發(fā)什么應(yīng)用，去學(xué)習(xí)哪方面的知識，沒有定論。

對于Linux，有句老話“學(xué)習(xí)Linux，3年才算入門，5年才勉強算Linux工程師，對于不太熟悉的領(lǐng)域，博主也不敢妄加斷言?！?/span>

6.3、學(xué)習(xí)資料

• 對于基礎(chǔ)學(xué)習(xí)，推薦《鳥哥的Linux私房菜》，《Unix環(huán)境高級編程》等入門書籍。

• 對于驅(qū)動開發(fā)，推薦《Linux設(shè)備驅(qū)動開發(fā)詳解》，Linux內(nèi)核源碼詳解等。

• 對于內(nèi)核學(xué)習(xí)，推薦《Linux Shell腳本攻略》、《深入理解Linux內(nèi)核》等。

• 對于應(yīng)用開發(fā)，推薦《嵌入式Linux應(yīng)用開發(fā)完全手冊》、《Unix網(wǎng)絡(luò)編程》等。

• 另外，推薦正點原子，野火，韋東山三個Linux開發(fā)教程，韋老師的課程好評居多，但還是看哪個更適合自己。

全文整體的學(xué)習(xí)路線：嵌入式基礎(chǔ)學(xué)習(xí) -> 51單片機 -> STM32單片機 -> RTOS篇 -> ARM+Linux

每一個部分，也都從學(xué)習(xí)內(nèi)容，學(xué)習(xí)建議，學(xué)習(xí)資料三個方面來展開，層層深入，步步指引。

文章既是我的學(xué)習(xí)歷程，又結(jié)合了一些大佬的學(xué)習(xí)分享，不斷調(diào)整總結(jié)出來的，如有異同，可以討論。

全文3000余字，耗時1周，如有幫助，望不吝點贊關(guān)注。

最后，文章所涉及的學(xué)習(xí)資料以及整理的思維導(dǎo)圖全盤奉上：【底部菜單欄】中獲??！