嵌入式非常廣,如果將嵌入式看一個框,那真的是什么都可以往里面裝:電子、機械、計算機、自動化、測控、通信、物聯(lián)網(wǎng)......很多專業(yè)都和嵌入式沾邊,硬件、驅(qū)動、操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡、應用、算法。
這就導致不少接觸嵌入式的同學,越學越迷糊。學嵌入式,最重要一點大家要牢記:先觀其廣,再究其深。
黑馬程序員今天給大家捋一捋,想要學嵌入式并且可以找到工作的話,應該如何學習。
一、基礎內(nèi)容
重點說幾個特別需要重視的基礎課:英語、高數(shù)、數(shù)電/模電。
英語方面,對編程有過一定了解的,大多數(shù)都知道不少官方文檔都是英文的,學好對于閱讀文檔來說很收益。其次就是可以搜索一本Datasheet背背單詞。
高數(shù):算法和控制等對高數(shù)有一些要求,要好好學。
數(shù)電、模電:嵌入式一定要學習的內(nèi)容,就算是未來做軟件、驅(qū)動、上層應用,也得有基本的電路知識。
二、C語言能力
C語言是嵌入式工程師的基本能力,可以說C語言算是嵌入式的地基。
起碼要對指針有清晰的了解,數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法、軟件方向都要過一遍。
推薦書籍
The C programming language 《C程序設計語言》
Pointers on C 《C和指針》
C traps and pitfalls 《C陷阱與缺陷》
Expert C Lanuage 《專家C編程》
三、單片機
了解MCU開發(fā)過程是嵌入式系統(tǒng)學習的重要一環(huán)。從0開始理解和實踐單片機開發(fā)與調(diào)試過程,是建立堅實基礎的關鍵步驟。隨后,通過實踐開發(fā)常見外設協(xié)議,如LED燈、溫濕度傳感器等,可以加深對通信協(xié)議原理的理解,并學會合適的協(xié)議應用。另外,掌握邏輯分析工具的應用能力,有助于快速定位和分析總線中的信號問題,提高開發(fā)調(diào)試效率。
先學51,把基礎內(nèi)容學好就會發(fā)現(xiàn)51很簡單??梢宰鰝€貪吃蛇、調(diào)溫、測距類似的小東西之后再去學習STM32。
四、藍牙和Wifi
學習藍牙和WiFi的基本原理、通信協(xié)議以及在嵌入式系統(tǒng)中的應用。這包括使用藍牙和WiFi模塊進行無線通信,實現(xiàn)設備之間的數(shù)據(jù)傳輸和遠程控制等功能。通過實際的案例項目,我們將掌握藍牙和WiFi開發(fā)的技能。
五、上位機開發(fā)
這個階段主要是學習嵌入式系統(tǒng)上位機,掌握通訊協(xié)議的封裝和多任務調(diào)度是嵌入式上位機開發(fā)非常重要的內(nèi)容。Python編程語言,可以幫助我們的代碼更簡潔。另外要掌握PyQt GUI庫,熟練掌握Qt圖形用戶界面庫,我們就可以根據(jù)需求自定義上位機的界面了。最后就是面向?qū)ο笈c控制版本,掌握版本管理以及面向?qū)ο笏枷?,可以提高程序的可讀性和可維護性。
六、機器視覺
圖像基本參數(shù)與變換:掌握圖像處理的基本知識,為機器視覺開發(fā)夯實基礎;
圖像高級變換算法:掌握高級變換技術,熟悉算法原理,可以完成更高級的需求;
圖像案例實操:通過案例實操可以掌握如何去組合應用圖像處理技術;
機器學習與深度學習:理解機器學習與深度學習的理論基礎和算法;
智能機器視覺實戰(zhàn):掌握機器視覺人工智能模型的應用。
最后,學習Linux驅(qū)動開發(fā),也是嵌入式系統(tǒng)當中重要組成部分。了解Linux內(nèi)核的工作原理,學習如何編寫和調(diào)試Linux驅(qū)動程序,并掌握與硬件交互的方法。通過實際項目的開發(fā),可以提高linux驅(qū)動開發(fā)能力。
嵌入式的知識實在是很廣,每個人的學習經(jīng)歷是有限的??梢韵扔^其廣,再究其深。這里的深度指的是實際生活中,根據(jù)工作具體方向不斷的深入。
入式學習(以STM32為例),主要集中在以下幾個方面:
(1)硬件基礎:學習STM32的硬件架構(gòu)、引腳功能、時鐘系統(tǒng)、存儲器結(jié)構(gòu)等。理解硬件平臺是嵌入式開發(fā)的基礎,它決定了軟件如何與硬件進行交互。
(2)嵌入式C語言編程:C語言是嵌入式開發(fā)的主要編程語言。需要掌握C語言的基本語法、數(shù)據(jù)類型、函數(shù)、指針等,以及如何在嵌入式環(huán)境中使用C語言進行編程。
(3)STM32外設驅(qū)動開發(fā):學習如何配置和使用STM32的各種外設,如GPIO、UART、SPI、I2C、ADC、DAC等。這涉及到對外設寄存器的操作和對中斷、DMA等機制的理解。
(4)實時操作系統(tǒng)(RTOS)與多任務編程:了解RTOS的基本原理,學習如何在STM32上實現(xiàn)多任務編程,提高系統(tǒng)的實時性和可靠性。
(5)調(diào)試與優(yōu)化:掌握嵌入式開發(fā)的調(diào)試技巧,如使用JTAG/SWD進行調(diào)試,以及性能優(yōu)化方法,如代碼優(yōu)化、內(nèi)存管理等。
C語言
(1)開發(fā)環(huán)境:嵌入式C語言的開發(fā)環(huán)境通常包括集成開發(fā)環(huán)境(IDE)、編譯器、鏈接器、調(diào)試器等工具。對于STM32,常用的開發(fā)環(huán)境有Keil MDK、IAR Embedded Workbench等。這些環(huán)境提供了代碼編輯、編譯、鏈接、調(diào)試等一站式服務,方便開發(fā)者進行嵌入式C語言的開發(fā)。
(2)C語言入門:入門階段需要掌握C語言的基本語法、數(shù)據(jù)類型、運算符、流程控制等基礎知識。同時,還需要了解C語言在嵌入式系統(tǒng)中的應用特點,如內(nèi)存管理、中斷處理等。通過編寫簡單的程序,如LED閃爍、按鍵檢測等,加深對C語言的理解。
(3)C語言提高:在掌握了C語言的基礎知識后,需要進一步提高編程能力。這包括學習指針、結(jié)構(gòu)體、聯(lián)合體等高級特性,掌握函數(shù)指針、回調(diào)函數(shù)等編程技巧。此外,還需要了解C語言與硬件的交互方式,如內(nèi)存映射、寄存器操作等。通過編寫更復雜的程序,如串口通信、文件系統(tǒng)等,提高C語言的編程水平。
STM32
(1)STM32基礎:在基礎階段,需要了解STM32的硬件架構(gòu)、引腳功能、時鐘系統(tǒng)等基本知識。同時,需要掌握如何使用開發(fā)環(huán)境進行STM32的編程和調(diào)試。通過編寫簡單的程序,如LED閃爍、按鍵檢測等,熟悉STM32的基本操作和外設驅(qū)動開發(fā)流程。
(2)STM32進階:在進階階段,需要深入學習STM32的中斷處理、DMA傳輸、串口通信等高級功能。此外,還需要了解如何優(yōu)化STM32的性能,如降低功耗、提高實時性等。通過編寫更復雜的程序,如實現(xiàn)串口通信協(xié)議、使用DMA進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)龋由顚TM32的理解和應用能力。
(3)STM32深入:在深入階段,需要研究STM32的底層驅(qū)動開發(fā)和實時操作系統(tǒng)(RTOS)的應用。這包括了解STM32的啟動流程、中斷處理機制、內(nèi)存管理等底層知識,以及如何在STM32上實現(xiàn)多任務編程和實時調(diào)度。通過參與實際項目或研究案例,提高STM32的深入應用能力和系統(tǒng)設計能力。
對于STM32的學習方法,我認為可以從以下幾個方面入手:
(1)理論與實踐相結(jié)合:在學習STM32的過程中,要注重理論與實踐的結(jié)合。通過編寫實際程序、操作實際硬件來加深對理論知識的理解和應用。
(2)查閱官方文檔和參考手冊:STM32的官方文檔和參考手冊是學習的寶貴資源。要仔細閱讀并理解這些文檔,掌握STM32的硬件特性和編程接口。
(3)參與項目和案例實踐:參與實際項目或研究案例是提高STM32應用能力的有效途徑。通過解決實際問題,可以加深對STM32的理解和掌握。
(4)持續(xù)學習和積累經(jīng)驗:嵌入式技術是一個不斷發(fā)展的領域,需要持續(xù)學習和積累經(jīng)驗。要關注最新的技術動態(tài)和行業(yè)動態(tài),不斷提高自己的技術水平和應用能力。