怎樣學(xué)會(huì)單片機(jī)

大一學(xué)的單片機(jī)，做過智能家居，智能小車，示波器，開關(guān)電源等等，后來工作(本人芯片行業(yè))以后就沒搞了，但是這段時(shí)間積累的經(jīng)驗(yàn)，可以讓整個(gè)職業(yè)生涯受益。

單片機(jī)相對來說更容易了解計(jì)算機(jī)底層的東西，還有硬件什么的，玩過單片機(jī)的人對IT產(chǎn)業(yè)上下游的理解不是一般軟件專業(yè)出來可以比的。以下介紹學(xué)習(xí)路線。

學(xué)嵌入式最大的樂趣在于，我搞出來一個(gè)東西，清楚里面的每一處細(xì)節(jié)，整個(gè)人是通透的。不像寫應(yīng)用軟件或者做web開發(fā)，底層全都給你包好了，你只是個(gè)用戶罷了。。。

但是如果過于追求啥細(xì)節(jié)都清楚，你會(huì)死的很慘。。。因?yàn)槟阕龅暮芏喙ぷ鳑]有任何價(jià)值，只是在重復(fù)造輪子，別人比你做的更好，更有魯棒性。

所以搞明白自己學(xué)習(xí)的目標(biāo)很重要。不要太過分追求搞清楚每一個(gè)細(xì)節(jié)。。。學(xué)會(huì)站在巨人的肩膀上，這點(diǎn)很重要。

另外，切記，不要試圖去背會(huì)每一個(gè)"知識(shí)點(diǎn)"，你需要做的是深入理解它，整理并歸納，可以嘗試去寫寫blog。IT領(lǐng)域沒有人可以記得每一個(gè)技術(shù)細(xì)節(jié)，但你要能夠在需要它的時(shí)候以最快的速度查閱到相關(guān)資料，所以經(jīng)常的整理歸納是很有必要的。推薦微軟的onenote。

針對答主的具體問題，可以直接翻到最后。。。

另外玩嵌入式要準(zhǔn)備好人民幣，買開發(fā)板想省錢的話可以去閑魚二手市場看看，一般配套的資料網(wǎng)上都有，不要買太多，買了就一定要學(xué)會(huì)，畢竟用的都是爹媽的辛苦錢。

另外如果遇到配套軟件安裝的問題，一定要纏著淘寶客服幫你搞定，或者百度報(bào)錯(cuò)信息，總有辦法的，千萬別放棄。所以建議最好找配套資料全，有售后的商家買開發(fā)板。

一、軟件應(yīng)用

0、學(xué)單片機(jī)首先要明白，一個(gè)單片機(jī)啥也干不了，學(xué)單片機(jī)的目的是學(xué)習(xí)怎么用單片機(jī)驅(qū)動(dòng)外部設(shè)備，比如數(shù)碼管，電機(jī)，液晶屏等，這個(gè)需要外圍電路的配合，所以學(xué)習(xí)單片機(jī)在這個(gè)層面上可以等同為學(xué)習(xí)單片機(jī)的開發(fā)板怎么用，也就是學(xué)習(xí)怎么寫單片機(jī)上面跑的軟件

1、剛開始學(xué)51單片機(jī)就可以了，看郭天祥十天學(xué)會(huì)單片機(jī)視頻，網(wǎng)上一大把，跟著學(xué)就行了，c語言不會(huì)也沒太大關(guān)系，學(xué)完就會(huì)了，注意買開發(fā)板不要買跟郭天祥視頻里面引腳一模一樣的，給自己制造一點(diǎn)困難，這樣學(xué)到的更扎實(shí)，主要就是了解外設(shè)如何驅(qū)動(dòng)和單片機(jī)的功能寄存器如何配置,如何使用中斷，如何在while(1)里面進(jìn)行任務(wù)調(diào)度和時(shí)間片分配。

2、然后是學(xué)習(xí)STM32，更高端一點(diǎn)的單片機(jī)，有個(gè)叫正點(diǎn)原子的出的教程不錯(cuò)，跟著學(xué)，軟件水平能有很大提升，自己想個(gè)項(xiàng)目做，比如智能家居，智能小車，很簡單，做完了就感覺單片機(jī)都差不多，差別只在功耗和性能。進(jìn)階的話可以買一些電路模塊來學(xué)習(xí)，比如液晶屏，步進(jìn)電機(jī)，紅外，語音，以太網(wǎng)等等，理論上，學(xué)習(xí)任何一款單片機(jī)產(chǎn)品的使用，只要能點(diǎn)亮流水燈(使用GPIO)，就算半只腳進(jìn)門了，剩下的就是學(xué)一學(xué)那些外設(shè)的寄存器如何使用，常見的有UART,i2c,spi,Adc/dac,Dma，usb，以太網(wǎng)，外部總線等等，其中uart就是串口必須掌握，其他用到啥臨時(shí)學(xué)都可以。當(dāng)然如果能都掌握也是極好的ヾ ^_^?

3、學(xué)習(xí)ucos-ii，首先別管里面是怎么實(shí)現(xiàn)的，先會(huì)用，學(xué)會(huì)寫task，最后再去了解這個(gè)系統(tǒng)怎么實(shí)現(xiàn)的，讀一下作者的經(jīng)典著作，受益終生

4、學(xué)習(xí)嵌入式linux，linux開發(fā)有兩種，一種是在開發(fā)用戶程序，比如騰訊qq啥的，這一種與win下面寫程序差不多，也可以使用c++或者java ，一種是開發(fā)內(nèi)核驅(qū)動(dòng)，只能用c寫，比如usb驅(qū)動(dòng)或者攝像頭驅(qū)動(dòng)啥的，這個(gè)就分別去學(xué)就好了。

linux開發(fā)和單片機(jī)的開發(fā)完全是兩碼事，單片機(jī)借用的是底層協(xié)議，比如i2c，uart，spi，沒有協(xié)議就自己用gpio搞一個(gè);但是linux下面的開發(fā)大多是使用通用的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，這些都是建立在一堆軟件庫之上的，比如tcpip，ssh，telnet，ftp，http等，學(xué)linux應(yīng)用開發(fā)基本就是純軟件的，放到哪個(gè)linux下面都可以跑，單片機(jī)就不行了，與硬件緊耦合。

linux如果只是玩玩應(yīng)用開發(fā)的話可以入手樹莓派，學(xué)一學(xué)shell，python，linux下的c開發(fā)，makefile等，不想花錢就用虛擬機(jī)裝個(gè)ubuntu好了。如果是學(xué)習(xí)內(nèi)核驅(qū)動(dòng)開發(fā)，想了解uboot和內(nèi)核底層的話，可以買個(gè)linux開發(fā)板，500大洋左右就行。可以用linux寫個(gè)流水燈的驅(qū)動(dòng)入個(gè)門。內(nèi)核驅(qū)動(dòng)是和硬件緊耦合的，同事也得了解內(nèi)核調(diào)度機(jī)制，難度略大。這個(gè)時(shí)候其實(shí)你已經(jīng)登堂入室了，應(yīng)該可以找到后面的路怎么走

5、c語言! c語言! c語言!真的很重要，好好學(xué)，夠你吃半輩子了。當(dāng)然如果能學(xué)一門腳本語言就更好了，比如python 人工智能時(shí)代的不二之選，學(xué)會(huì)c語言基本上花個(gè)半天天就能簡單上手python了。忠告：初學(xué)者不要糾結(jié)學(xué)單片機(jī)是匯編語言好還是c語言好，各有各的用處，現(xiàn)在用python都可以做單片機(jī)開發(fā)。

語言只是工具，就好比用鋤頭和拖拉機(jī)都可以耕地，拖拉機(jī)效率是高，但是犄角旮旯的地方還得用鋤頭，各有各的妙用，只要能把地耕好，用什么工具看心情，先認(rèn)真學(xué)好c語言，有承上啟下的作用，以后學(xué)習(xí)匯編和高級語言都是很easy的事情。學(xué)匯編同事最好也順帶學(xué)習(xí)下計(jì)算機(jī)原理，掌握地址譯碼、二進(jìn)制、cpu結(jié)構(gòu)等基礎(chǔ)知識(shí)。

6、進(jìn)階：LWip(嵌入式輕量級tcpip協(xié)議棧實(shí)現(xiàn))，ucgui嵌入式圖形界面實(shí)現(xiàn)，QT(linux下的圖形界面設(shè)計(jì))，javascript/html/css(web界面設(shè)計(jì))，php動(dòng)態(tài)網(wǎng)站建設(shè)，sql數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)，git版本管理等等，軟件的道路無止境 本條所列內(nèi)容就是你實(shí)在沒得學(xué)的時(shí)候的努力方向。。。

二、硬件電路

1、如果把單片機(jī)看作是電腦的cpu的話，單片機(jī)的開發(fā)板大約是相當(dāng)于電腦主板吧，那么這個(gè)主板是怎么設(shè)計(jì)出來的?

2、首先要具備一定的電子電路的基礎(chǔ)知識(shí)，比如數(shù)電、模電，不需要精通，但是基本的要懂，比如組合電路，時(shí)序電路，二極管，三極管的常用經(jīng)典電路，好像有個(gè)日本人寫的電子電路叢書，各種插圖比較好理解，忘記名字了。。。

3、要了解基本元件的特性，電阻、電容、二極管、三極管、74系列芯片，了解都有哪些種類，有哪些參數(shù)，不知道請?zhí)詫毩私?，大把的電子元件商?

4、以上都是基本的電路知識(shí)，單片機(jī)的開發(fā)板當(dāng)然也需要了解單片機(jī)的典型外圍電路的設(shè)計(jì)，一般datasheet上面都有畫，照著連就好了

5、軟件工具：設(shè)計(jì)電路板首先要畫電路圖，然后設(shè)計(jì)PCB板，最后交給工廠制作(請?zhí)詫?，可以學(xué)習(xí)protel99，aultim designer，candence之一，難度順序遞增。。。

6、如果對畫板子不感興趣，可以使用洞洞板(請?zhí)詫?焊接，或者面包板直接連線，焊接的話請去優(yōu)酷看視頻了解學(xué)習(xí)，焊功很重要，請注意安全

7、進(jìn)階：高頻電路設(shè)計(jì)，抗干擾電路設(shè)計(jì)，極低成本電路設(shè)計(jì)

三、芯片設(shè)計(jì)

0、等等，咱不是再說怎么學(xué)單片機(jī)嗎，咋扯到學(xué)芯片設(shè)計(jì)了，這是因?yàn)楹枚嗳寺犎撕鲇疲瑢W(xué)完了單片機(jī)要學(xué)習(xí)FPGA，更厲害的單片機(jī)，這基本是在瞎扯。。。完全是兩個(gè)領(lǐng)域的事情

1、先說說芯片(soc)是怎么弄出來的，首先需要設(shè)計(jì)電路，現(xiàn)在基本上數(shù)字電路都是verilog實(shí)現(xiàn)的，模擬電路基本上就是AD，DA，一萬年不變的，所以現(xiàn)在的芯片設(shè)計(jì)公司大量的人都是數(shù)字電路設(shè)計(jì)工程師，設(shè)計(jì)完了需要有人給他做下檢查，這就是驗(yàn)證，保證電路能實(shí)現(xiàn)即定的規(guī)格，驗(yàn)證完了就給后端做綜合布局布線，最后把結(jié)果給到foundry去代工，生產(chǎn)好了以后還有封測。

2、這里重點(diǎn)說說數(shù)字電路設(shè)計(jì)，所謂soc基本上就是把cpu和一堆外設(shè)，比如uart，spi，以太網(wǎng)，usb，等外設(shè)IP掛在apb/ahb/axi或者其他總線上，分好地址，再加上一些片上ram就構(gòu)成了一個(gè)soc。那么做芯片設(shè)計(jì)的話基本上就是設(shè)計(jì)外設(shè)，各種功能的外設(shè)，這個(gè)就是學(xué)習(xí)數(shù)字電路設(shè)計(jì)和verilog語言，深了就是狀態(tài)機(jī)，低功耗，異步電路等

3、那么fpga咋回事，這個(gè)大黑塊就是一個(gè)萬能的芯片 你可以把verilog寫的電路燒寫到fpga上，這樣fpga就跟你寫的電路是一樣的功能了，主要用來做芯片驗(yàn)證，也有用來做硬件加速的。

四、回答下題主的小問題

1.怎樣動(dòng)手從頭開始?

下載《郭天祥十天學(xué)會(huì)單片機(jī)》，淘寶買一塊51單片機(jī)開發(fā)板(帶文檔和代碼例程的)，看郭天祥視頻的每一課，聽不懂就反復(fù)播，每一課學(xué)完把那個(gè)功能/代碼移植到你的開發(fā)板上(中間的編譯下載需要看下開發(fā)板自帶的文檔)。初學(xué)的話主要學(xué)會(huì)這幾個(gè)功能，流水燈(GPIO)，數(shù)碼管，外部中斷，UART，I2C，AD/DA，任務(wù)調(diào)度(時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度)

2.怎樣理解晶振/中斷/存儲(chǔ)器等?

這個(gè)涉及到計(jì)算機(jī)原理，簡單說下，晶振就是單片機(jī)系統(tǒng)的心臟，心臟(晶振)不斷的跳動(dòng)才能驅(qū)動(dòng)大腦(單片機(jī))工作，晶振的頻率決定了單片機(jī)的運(yùn)算速度。中斷的話就是單片機(jī)可以臨時(shí)去響應(yīng)一些預(yù)定的事件，這種事件是突發(fā)到來的，所以需要一個(gè)觸發(fā)機(jī)制，讓cpu知道，我現(xiàn)在有個(gè)緊急事務(wù)要處理，這個(gè)時(shí)候就進(jìn)了中斷服務(wù)程序。存儲(chǔ)器就是用來存數(shù)據(jù)的硬件，種類有很多包括 SRAM、DRAM、DDR、FLASH、硬盤，讀寫速度依次增加，成本依次降低。一般讀寫速度越快的存儲(chǔ)器越貴，在系統(tǒng)中的容量也越小。

3.怎樣記住單片機(jī)匯編指令?

記這個(gè)沒意義，匯編是一種思維模式，會(huì)寫一款單片機(jī)的匯編就可以給所有單片機(jī)寫匯編，匯編指令寫的時(shí)候查閱就好了，而且當(dāng)前開發(fā)人員很少有直接裸寫匯編的，編碼效率太低了。

4.怎樣看懂單片機(jī)外圍電路?

這個(gè)請學(xué)習(xí)郭天祥的十天學(xué)會(huì)單片機(jī)，完全零基礎(chǔ)教學(xué)。

5.為什么都說用C比匯編好?

c對人類友好，匯編對機(jī)器友好，你是愿意花一天時(shí)間一個(gè)人寫匯編，還是愿意花半天用c寫，剩下的半天陪女友逛街?

6.需要些什么前置知識(shí)

看郭天祥視頻，缺啥補(bǔ)啥就好了。高中畢業(yè)看這個(gè)基本沒問題。玩嵌入式，最重要的是學(xué)習(xí)能力，要有觸類旁通的悟性，否則基本沒有出頭之日，因?yàn)闁|西太多了，你不可能都學(xué)會(huì)，也不可能都學(xué)完。