背景
寫這篇文章的初衷要從最近帶我一個(gè)朋友入坑學(xué)習(xí)單片機(jī)的經(jīng)歷開始講起;
我要用梁靜茹給我的勇氣寫寫如何入坑單片機(jī);
我的一個(gè)朋友以前是汽車電子技術(shù)專業(yè),畢業(yè)之后去做了和汽車相關(guān)的工作,修了一年車;
其實(shí)干一行愛一行,三百六十行,行行出狀元,確實(shí)挺好的;
不過修車總給他一種一眼看到頭的感覺(子非魚,安知魚之樂?對不起,他自己告訴我的);
于是,他跳槽了,找了一份電子工程師的工作;
工作內(nèi)容和我差不多,平日里打打雜;
平淡的日子就這樣重復(fù)著,直到有一天,他說想學(xué)單片機(jī);我準(zhǔn)備給他支支招。
基礎(chǔ)部分
DAY 1
第一天,幫他整理了整體的學(xué)習(xí)路線,基礎(chǔ)知識篇;
-
C語言是一本必須掌握的編程語言,看視頻的效率相對來說會(huì)高一點(diǎn),所以我給他推薦了B站 浙大翁愷老師的C語言視頻;
因?yàn)橐曨l還挺長的,我只推薦他看了比較基礎(chǔ)的部分,做一下課后習(xí)題,掌握基本的語法,
if
,while
,for
等語句; -
紙上得來終覺淺,學(xué)單片機(jī)還是重在實(shí)踐;為了開源節(jié)流,我把以前吃灰的
STM32
開發(fā)板拿給他,畢竟資料很多嘛,學(xué)起來也方便;理想是很豐滿:原本計(jì)劃用
cubemx
+st官方的HAL庫
來進(jìn)行實(shí)踐,畢竟B站還有之前開發(fā)板的配套資料也不少;現(xiàn)實(shí)卻很骨感:
-
裝
cubemx
軟件就搞的滿頭大汗了,最后是安裝的JDK
版本不對,直接裂開,一個(gè)晚上時(shí)間沒了; -
我給他操作了一遍使用
cubemx
配置自動(dòng)生成代碼,然后點(diǎn)亮一個(gè)LED
,整個(gè)過程很順利,沒有寫一行代碼,但是我給他解釋代碼的時(shí)候,他是完全懵逼的狀態(tài),不知其所以然,這里有十萬個(gè)黑人問號臉?。?!好吧,畢竟HAL庫封裝的很不錯(cuò),感覺對新手不太友好(前面提到他C語言基礎(chǔ)還不是很扎實(shí));
后來我知道他偷偷跑去看結(jié)構(gòu)體和指針的內(nèi)容了。
-
看來還是得用51單片機(jī),因?yàn)楹唵?/strong>,可以先點(diǎn)亮一個(gè)燈,建立起興趣;
給他推薦了某寶的一塊51單片機(jī)開發(fā)板,隨便找的,功能都大同小異;
DAY 2 —DAY N
開發(fā)板隔天就到了,看配套視頻,寫下了單片機(jī)的hello world
,然后燈就亮了;
#include?
sbit?LED=P1^0;
void?main(void){
????
????LED?=?1;
????while(1){
????????
????}
}
同樣是點(diǎn)亮一個(gè)LED,但是這次好像有內(nèi)味道了,看到實(shí)驗(yàn)成果,他笑出了豬叫;
后面給他推薦了郭天祥的視頻《十天學(xué)會(huì)單片機(jī)》;
看視頻,一邊補(bǔ)充C語言知識,一邊對照著每個(gè)單片機(jī)講解視頻進(jìn)行學(xué)習(xí),視頻中的講解大多比較淺顯易懂,對于新手比較友好;
把課后習(xí)題一個(gè)一個(gè)做掉,流水燈,數(shù)碼管,串口,定時(shí)器,外部中斷,初步掌握這些基本的外設(shè)的應(yīng)用之后,
他還嘗試做了一個(gè)循跡小車;雖然循跡小車比較簡單,但是很有里程碑意義的,這里面涉及到傳感器技術(shù),直流電機(jī)的驅(qū)動(dòng),以及微控制器等技術(shù);
雖然《十天學(xué)會(huì)單片機(jī)》的視頻標(biāo)題略顯浮躁,但是作為入門,他花的時(shí)間遠(yuǎn)比十天要長,所以新手千萬不要因?yàn)樽约簩W(xué)得沒有別人快而焦慮,產(chǎn)生挫敗感,從而自我否定,自我懷疑;
但是需要及時(shí)思考和總結(jié)自己的學(xué)習(xí)方法是否高效,是否有辦法優(yōu)化效率;
最后,按照我個(gè)人的觀點(diǎn)(如有偏駁,請輕拍),對于零基礎(chǔ)的新手,方法策略是實(shí)踐;
-
剛開始要避免學(xué)習(xí)冗雜的理論,選擇簡單友好的開發(fā)環(huán)境,不是一上來就是啃厚厚的理論書,學(xué)習(xí)工具鏈,學(xué)習(xí)Linux環(huán)境,匯編,這樣學(xué)習(xí)曲線太陡峭,容易產(chǎn)生挫敗感; -
設(shè)置階段性的學(xué)習(xí)目標(biāo),可以拆分成容易完成的小任務(wù),每完成一個(gè)任務(wù)都能形成正向反饋,增加信心,從而堅(jiān)信自己能學(xué)好,能繼續(xù)學(xué)下去; -
掌握對單片機(jī)進(jìn)行應(yīng)用的方法之后,可以以點(diǎn)帶面,再對知識盲區(qū)進(jìn)行掃盲,從而拓寬知識的廣度同時(shí),增加深度;
回歸正題
好了,下面言歸正傳,問題是如何系統(tǒng)地學(xué)習(xí)單片機(jī),所以本文著眼于討論如何系統(tǒng)地學(xué)習(xí)單片機(jī),而單片機(jī)這門技術(shù)是否有前景,則不做闡述。
如何系統(tǒng)地學(xué)習(xí)單片機(jī)?我感覺很難系統(tǒng)學(xué)習(xí),因?yàn)檫@是一個(gè)多學(xué)科交叉的技術(shù);
另外,如果你用單片機(jī)做不同的項(xiàng)目,應(yīng)用到不同的領(lǐng)域,那有可能會(huì)涉及新的知識盲區(qū);
所以是掌握好單片機(jī)這個(gè)技術(shù)的理論知識作為基礎(chǔ)支撐,然后不斷拓展自己的知識面,不斷提高知識深度;
下圖是我平時(shí)整理的思維導(dǎo)圖,做的不是很好,都是每次想到一些就補(bǔ)充一些,所以還有些凌亂;
如果覺得對你有幫助,可以在[小麥大叔]公眾號后臺回復(fù)[技術(shù)思維導(dǎo)圖]領(lǐng)取xmind
格式的文件;
貼這張圖的目的是什么呢?只是想說明和單片機(jī)相關(guān)的技術(shù)會(huì)涉及到很多東西,所以著眼點(diǎn)應(yīng)該是加強(qiáng)基礎(chǔ)知識的建設(shè);
基礎(chǔ)編程
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C語言必須精通,但絕非一朝一夕的事情,需要大量時(shí)間去實(shí)踐,去寫代碼,去調(diào)試,去做項(xiàng)目,同時(shí)還得學(xué)習(xí)理論,通過實(shí)踐加深理解,推薦書籍《C 和指針》,《C 陷阱與缺陷》等;
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語言只是工具,學(xué)會(huì)了C語言,你已經(jīng)知道如何砌磚了,但是如何把樓蓋高,蓋牢,蓋的好看呢?
這時(shí)候,就需要學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),算法和設(shè)計(jì)模式,這里推薦《算法導(dǎo)論》,《代碼大全》都不錯(cuò),也是經(jīng)典了,而且這兩本書也會(huì)長期陪伴著你;
-
再到后面,發(fā)現(xiàn)裸機(jī)編程已經(jīng)很難滿足學(xué)習(xí)欲望了,這時(shí)候可能會(huì)學(xué)習(xí)實(shí)時(shí)系統(tǒng)了,F(xiàn)reeRTOS,RTThread,都是十分優(yōu)秀的項(xiàng)目;
慢慢地學(xué)會(huì)讀這些項(xiàng)目的源碼,讀優(yōu)秀項(xiàng)目的源碼,這是提高很快的途徑;
這時(shí)候,還不夠,操作系統(tǒng),微機(jī)原理(EE)/計(jì)算機(jī)組成原理(CS),這些書可以操作起來了;
后來還可能會(huì)接觸到Linux,這是個(gè)龐然大物,LKD,LDD,ULK,這三本書,就夠啃了;當(dāng)然前提還得學(xué)會(huì)Linux環(huán)境下編程,shell腳本,makefile等等等,內(nèi)容太多了,我對Linux涉獵不是很深入,如果是做應(yīng)用的話,AUPE啃一下,一定會(huì)受益匪淺的;
硬件部分
-
模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù),如果是EE科班都會(huì)開設(shè)這兩門課程的,如果是非科班,零基礎(chǔ),可以自學(xué)一下;
推薦麻省理工的公開課《電路與電子學(xué)》,教授講得很好,里面已經(jīng)涵蓋了模電和數(shù)電的內(nèi)容;
-
原理圖設(shè)計(jì),能看懂?dāng)?shù)據(jù)手冊,根據(jù)項(xiàng)目需求進(jìn)行電子元器件的選型;
前提是,熟悉最基本的電子元器件,阻容,磁珠,MOS管,二極管等等;
另外還有功能元器件也需要了解,運(yùn)放,數(shù)字IC,存儲芯片等等;
但是這還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,可能還要板載電源,用LDO,還是DCDC,如果是DCDC還得考慮紋波,噪聲等等,不過這好像和單片機(jī)又扯遠(yuǎn)了(通常會(huì)有專門電源工程師),如果沒有,那你上;
-
PCB的Layout,需要學(xué)習(xí)一款EDA軟件,Altium designer用的比較多,Pads,開源的KiCad也不錯(cuò),多用用就熟練了,不懂的多問搜索引擎;
Layout的設(shè)計(jì)規(guī)范可以參考一下華為的設(shè)計(jì)規(guī)范,注意一下板機(jī)的EMC,布線,鋪銅,接地方式以及回流面積,如果是低速板,相對難度會(huì)小一點(diǎn),硬件的坑很深,甚踩;
最后我想說的是最重要的還是實(shí)踐,實(shí)踐,實(shí)踐,自己做個(gè)板子,發(fā)出去打樣,現(xiàn)在打樣還是很便宜了,甚至連SMT都包了,軟件靠精力,硬件靠經(jīng)歷,多爬坑,學(xué)的就多了,會(huì)的也就多了,技術(shù)在于積累。
總結(jié)
本文簡單介紹了學(xué)習(xí)單片機(jī)的技術(shù)路線,分別從軟件角度和硬件角度給出了簡單的方法,單片機(jī)開發(fā)是軟硬結(jié)合的,所以軟件的學(xué)習(xí)和硬件的學(xué)習(xí),缺一不可;
筆者能力和水平有限,文中難免存在錯(cuò)誤和紕漏,請大佬不吝賜教。
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