如何学习单片机---朱有鹏物联网大讲堂

2017-5-8 17:00

本帖最后由 21ic大掌柜于 2017-5-9 10:43 编辑

单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域广泛应用。从上世纪80年代，由当时的4位、8位单片机，发展到现在的300M的高速单片机。

一.学习的步骤

当前的单片机种类很多，但是 51 是最基础的，因此单片机的学习最好也是从 51 开始，不仅容易上手，而且相当实用。
单片机的硬件结构首先要有一个基本的了解，最起码要知道各引脚的功能、区别，能自己动手搭一个单片机的最小系统，然后就可以直接从程序入手，程序最好还是用 C 语言编程，从简单的跑马灯做起，逐渐深入，陆续可以做一些数码管、液晶、 DS1302 、 DS18B20 等电子元器件的应用，在深入就可以结合一些具体实例扩展一些中断、串口通讯等功能。还有一点要声明的是单片机里用到的 C 语言其实很有限，课堂上学习 C++ 的很大一部分内容在初期单片机编程中都用不到，因此没必要因为觉的自己的 C 语言基础不是很好而对单片机望而止步。

二.学习的工具

软件方面， 51 单片机用的是 KEIL 软件，这个软件在很多网站上都有，具体用法自己查找相关资料， AVR 的软件就比较多了，另外还有 ICCAVR 等多款编译软件，这要看个人喜好了，建议有了一定的 51 基础再学。另外就是烧写软件，烧写软件的作用就是将编译器生成的 HEX 文件烧写至单片机里，这要配合下载线实用，如果有并口的话最好用并口下载线，软件最好用广州双龙的 SLISP 软件，如果是笔记本没有并口的话则要自己买一个下载器了，名称为 USBASP ，网上电子市场有卖 20 块钱左右，软件会随光盘自带。

硬件方面，首先是要有单片机，对于单片机有一点要注意， 51 单片机最好买 89S51 、 89S52 这两种型号，上面我所说的烧写程序是 ISP 方式，这两种单片机支持 ISP 下载，所以如果买其他型号的烧写程序可能会不太方便， AVR 单片机常用的就是 ATmega16L 其它型号的区别也不是很大，甚至有些兼容。至于单片机开发板，目前的价格都很贵，从一百到几百不等，能买一块当然好，没有的话也不要紧，自己动手买个电路板搭一下也很方便，引出 ISP 接口，烧写程序十分容易，然后将 I/O 口引出扩展也很方便。

三.单片机学习的几个注意点

1.理论与实践并重

对一个初学单片机的人来说，如果按教科书式的学法，上来就是一大堆指令、名词，学了半天还搞不清这些指令起什么作用，也许用不了几天就会觉得枯燥乏味以致半途而废。所以学习与实践结合是一个好方法，边学习、边演练，循序渐进，这样用不了几次就能将所用到的指令理解、吃透、扎根于脑海，甚至 “ 根深蒂固 ” 。也就是说，当你学习完几条指

令后 ( 一次数量不求多，只求懂 ) ，接下去就该做实验了，通过实验，使你感受到刚才的指令产生的控制效果，眼睛看得见 ( 灯光 ) 、耳朵听得到 ( 声音 ) ，更能深刻理解指令是怎样转化成信号去实现控制的，通过实验看到自己所学的成果不仅有一种成就感也能提升你对单片机的兴趣。说句实在话，单片机与其说是学出来的，还不如说是做实验练出来的，何况做实验本身也是一种学习过程。因此边学边练的学习方法，效果特别好。

2.合理安排时间持之以恒

学习单片机不能 “ 三天打鱼、两天晒网 ” ，要有持之以恒的毅力与决 4 心。学习完几条指令后，就应及时做实验，融汇贯通，而不要等几天或几个星期之后再做实验，这样效果不好甚至前学后忘。另外要有打 “ 持久战 ” 的心理准备，不要兴趣来时学上几天，无兴趣时凉上几星期。学习单片机很重要的一点就是持之以恒。

希望大家都能有所收获，有所体会，能做的就只有这些。每天进步一点，你就是他日之星，未来由你掌握！
加油

2017-5-9 13:41

目前单片机的应用可以说是相当的广泛，已经渗透到我们生活中的各个领域。从高端导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制自动控制领域的机器人，以及自动化过程的实时和数据处理，到我们日常生活的各种智能IC卡系统，安全保障系统，录象机，摄象机，手机，电视，全自动洗衣机，以及可控玩具，电子宠物，等等，都是单片机“惹的祸”。而且，目前我国的单片机教育已经向高中教育发展，可见在不久的将来，单片机对于工科学生而言就会象电路基础原理一样成为基础课。

在工作中和在校的同学的交流中，听到的最多的是“单片机太难了”。其实不是单片机难学，而是不知道怎么入门。请大家记住一句话“单片机不是学出来的，而是玩出来的”。下面结合自己自学单片机的体会，和大家一起来“玩”单片机。准备好了吗？我现在开始教大家如何学习单片机。

第一步：先读通一本教材
唉！？太没创意了吧，还要看书？不错，第一步还是要通读一遍教材，这样我们才能站在巨人的肩膀上。读了一遍什么感觉，一个字晕。着很正常，不然你就看不到这篇**。很多人在晕了之后就泄气了，或者换教材，接着晕，直至晕倒。不过，现在告诉大家我们要向酒鬼学习，晕了不要紧，嘴上一直说“没醉”，至少有可以多喝半斤。所以信心很重要。

第二：晕着脑袋实践
第一步我们已经晕了，其实，我们是在似醉非醉，似醒非醒的最高境界。趁着这么好的感觉（这种感觉是多少武林高手梦寐以求的），赶快练上几路拳脚。
首先要选好兵器。现在学校实验室都有单片机实验箱，把握好实验的时间，或者和老师搞好关系，有时间就玩两把。不过最好还是有自己的独家装备，一开始装备不要太华丽，能用就行。软件建议用Keil c51，硬件要有pc机和开发板，开发板要求有流水灯、数码管、独立按键、矩阵键盘、ad转换、液晶屏、蜂鸣器，这就差不多了。软件网上有的是，下一个，还是免费的。pc机没有可以先用下同学的。开发板大概在200元左右，这比请朋友吃饭便宜多了。在想想将来我们要靠他来闯荡江湖，这又算得了什么呢？
好！兵器选好了，那就练把！提醒大家一句，降龙十八掌也是从扎马步练起的。即便我们比郭靖聪明，也要先练马步，想想黄蓉就知道了。现在就从最基本的流水灯开始，试着先控制一个发光管，慢慢的变换花样，做出自己的个性来。是不是特有成就感，是不是不吃饭都不知道饿。现在已经有点着迷了吧（个别人除外）。

第三：带着问题解决问题
在实践中我们有很多现象解释不了，怎么办？是自己慢慢参悟呢，还是向高手请教？建议先自己参悟，实在不行在向高手请教，这是**最深刻，效果最好的办法。但不要参悟的时间太长，否则会削减我们刚建立起来的信心；事事都问，**就不深刻，成不了自己的东西，就像练武，只学到了招式，没学到内功。如果这一步能过关，哈哈，相信你已经被单片机迷住了。

第四步：自我修养，不断提高
达到着一步，不论是技术水平，学习方法，还是心理素质都达到一定的境界了，已经入门了。俗话说师傅领进门，修行在个人。到了这一步，下来就要看个人的努力和悟性怎样了，能否创造出自己的“黯然销魂掌”，那要看个人的修为了。

2017-5-9 13:42

单片机是一门实用技术，我们学习它已经不是为了应付考试了，我给大家总结了单片机的学习方法是：一个要领，四个步骤。
学习单片机的要领就是：在实践中成长，InDoingWeLearn!

学射箭，你得去拉弓，整天只摆造型肯定不行；学游泳，你得下水扑腾，整天在岸上做模仿活动不行；学开车，你得坐车上去开，坐沙发上肯定学不会。同样的道理，学单片机，整天盯着单片机看肯定不行，你也必须得亲自动手去练。

没有不下水就学会游泳成为游泳健将的，没有不到车上练就能成为赛车手的，这点大家都清楚，可为什么总是那么多人学单片机的时候，总是要抱着一本书看呢。第一，我们小学中学甚至大学的学习模式都是如此，学什么东西主要都是靠看书；第二，很多人想实践不太清楚该怎么去实践。

不是不让大家看书，而是看了一点以后，要马上去实践验证，然后再回头结合实践的结果，理解书上的内容。从这个地方，大家要得出一个结论来，就是在学实际技术过程中，和应付考试不同，书上的内容不需要你去硬性**，书是用来查的，不是用来**的。遇到问题，你学会翻书，知道该去哪里找，找到相关知识点，分析明白，领悟透彻即可，包括咱这本书也是一样，大家先看完一节课，然后马上就把这节课相应的实验做了，做实验的过程中，哪里有不懂的问题，随时翻阅书籍查找，再实验，再查找，反反复复的过程就可以把本节课的内容掌握。

下面，就是我总结的跟着我学习单片机的四个步骤。

第一步，鹦鹉学舌。

刚出生的孩子叫“爸爸”“妈妈”的时候，他甚至不知道“爸爸”“妈妈”是什么意思，更不会理解这些声音是什么意思，但是我们带着孩子见到他爸爸就让他喊“爸爸”，见到妈妈就让他喊“妈妈”，见到爷爷就喊“爷爷”……慢慢的你会发现，次数多了，孩子就知道谁是爸爸，谁是妈妈，谁是爷爷，谁是奶奶了。

大家刚开始接触单片机的时候，也属于单片机行业的新生儿。单片机的样子，单片机外围的各种器件，单片机内部的各种结构，单片机用C语言的编程方法，初学者可能都没有见过。没关系，有些概念和方法你不理解也没有关系，甚至不需要你理解，你只需要跟着我去鹦鹉学舌式学习，第一遍学习某一节课的内容时，对于程序，大家就可以完全跟着抄下来，甚至抄两三遍，过一段你会发现，好多东西你也认识了，好多概念你慢慢的也理解清楚了，你也能大概看懂别人的小程序了，切忌觉得自己看会了，而简单复制粘贴。

第二步，照葫芦画瓢。

很多同学学习的时候喜欢看，看我做的视频，看我写的程序，甚至看别人的程序，都能看懂，觉得自己就会了，等到自己写程序的时候，感觉就是老鼠啃天，不知道从哪里下手了，这是初学者很容易犯的“眼高手低”这样一个毛病，所以第二步的内容就非常重要了。

我的要求是，每一位同学，在学完了当前课的内容，把第一步顺利完成以后，然后关掉视频教程，关掉源代码，自己通过看电路图和查找非源代码的其他任何资料，把当节课我写的程序代码重新默写出来，边写边多少理解那么一点点，不是纯粹的背诵，应该说是背诵加理解的结合体。甚至学过几节课以后，可以回头把前边曾经这样实现过的课程，再按照这种方法做一遍。千万不要认为这一步没必要，这一步是你能否学会单片机的一个关键步骤，在学完本教程之前，每一课内容都要这样做，如果每一个程序你都能够完美的完成，那么可以说，当节课的内容，百分之七八十你已经掌握了。

第三步，他山之石可以攻玉。

单片机技术的最大特点就是可以通过修改程序来实现不同的功能，因此举一反三的能力就必不可少了。每一节课的例程后边，我一般都会布置一两个作业，大家尽量去独立完成这个作业。在完成这个作业的过程中，都可以参考我的程序思路，在这个基础上通过动脑思考去构建你自己的程序框架，最终将程序完成。

在我们工程师实际产品研发的时候，很多种情况下也是如此。比如一个产品，我们如果从0开始着手的话，可能会走很多弯路，所以我们通常的做法是寻找购买同类几款产品，然后先研究他们的各自优缺点，学习他们的长处，然后在同类产品基础上在来设计我们的产品，这就是他山之石可以攻玉。

初学者在学习的时候，往往遇到的问题很多，你应该想到，你遇到的问题，可能前辈们早就遇到过了，所以遇到问题后，不要慌张，首先利用谷歌或者百度这些搜索引擎搜索一下，要做什么新东西，先去网上找找相关资料了解一下，不管是编程还是硬件设计，多参考参考别人的东西，只要把别人的东西分析明白了，自己用起来，就可以成为自己的知识了。

第四步，理论实践结合，温故知新。

当大家把所有的课程都按照前边三步完成后，这个时候不妨把书打开，看看书，通过自己实战的经验，再看书的时候，很多知识点会有一种恍然大悟的感觉。甚至视频教程，书籍，都可以反复看两遍，可能有的知识点当时学习的时候不明白，过了一段时间，回过头来再学习的时候，一下就明白了。

2017-5-9 13:44

学习什么单片机

单片机的型号那么多，如何选取一款合适的进行学习？如果身边有比较现成的学习单片机的条件，有什么条件就学习什么型号。比如，你所在的公司刚好用到某个型号单片机，那么就方便多了。开发板不用购买，直接用公司现成的板子，指导老师到处是，公司的工程师，只要你耐心虚心的不耻上问，相信他们都愿意帮你解答问题。或者你跟着学习的导师，正在使用某个型号的单片机开发产品，那么同样的道理，你也会有得天独厚的优势，直接跟着学就行了。单片机型号虽然众多，看起来纷繁复杂，其实它们的基本原理、基本用法都是相通的，只要熟练掌握其中一种，其它的都可以触类旁通，快速上手了。如果你这些条件都没有，那就跟着我学吧，我建议你学习51 单片机。

为什么要学习51单片机

虽然现在单片机种类和型号非常多，每个型号都有一定的市场份额，但是哪个型号也没有早期 51单片机那般风光和火爆，虽然现在地位不是那么高了，但是因为 51 单片机积累的资料非常多，大家学起来就会拥有众多的参考资料，所以上手肯定比其他型号的要快一些。如果你学习稍微偏门的单片机，可能一个简单的软件问题就要折腾你好长时间，不仅仅浪费了你的学习时间，更重要的是打击了学习单片机的信心。

那么是不是每种单片机我们都要学一遍呢？答案当然是否定的。大家跟着我来学习 51单片机，必须得跟着学会举一反三和融会贯通的能力。单片机型号那么多，挨个学下来估计头发白了也学不完，所以大家跟着我学 51 单片机，不能仅仅当做 51 来学习，更重要的是要当做“单片机”来学，要通过我们的这个教程，把所有的单片机的内部资源都搞清楚弄明白，每个内部模块的用法理解透彻，这样当你遇到一个从没有用过的单片机，也就知道如何下手去使用它进行开发了。

如何学习单片机

前边提到过，单片机是一门实用技术，我们学习它已经不是为了应付考试了，我给大家总结了单片机的学习方法是：一个要领，四个步骤。

学习单片机的要领就是：在实践中成长，In Doing We Learn!

学射箭，你得去拉弓，整天只摆造型肯定不行；学游泳，你得下水扑腾，整天在岸上做模仿活动不行；学开车，你得坐车上去开，坐沙发上肯定学不会。同样的道理，学单片机，整天盯着单片机书看肯定不行，你也必须得亲自动手去练。

没有不下水就学会游泳成为游泳健将的，没有不到车上练就能成为赛车手的，这点大家都清楚，可为什么那么多人学单片机的时候，总是只抱着一本书看呢。第一，我们小学中学甚至大学的学习模式都是如此，学什么东西主要都是靠看书，应付书面考试；第二，很多人想实践却不太清楚该怎么去实践。

遇到问题查下书比直接看书的效果要好过百倍。不是不让大家看书，而是看了一点以后，要马上去实践验证，然后再回头结合实践的结果，理解书上的内容。从这个地方，大家要得出一个结论来，就是在学实际技术的过程中，和应付考试不同，书上的内容不需要你去硬性**，书是用来查的，不是用来背的。

下面，就是我总结的跟着我学习单片机的四个步骤。
1) 鹦鹉学舌

刚出生的孩子叫“爸爸”“妈妈”的时候，他甚至不知道“爸爸”“妈妈”是什么意思，更不会理解这些声音是什么意思，但是我们带着孩子见到他爸爸就让他喊 “爸爸”，见到妈妈就让他喊“妈妈”，见到爷爷就喊“爷爷”„„慢慢的你会发现，次数多了，孩子就知道谁是爸爸，谁是妈妈，谁是爷爷，谁是奶奶了。

大家刚开始接触单片机的时候，也属于单片机行业的新生儿。单片机的样子，单片机外围的各种器件，单片机内部的各种结构，单片机使用 C 语言的编程方法，初学者可能都没有见过，脑子里全无概念。没关系，有些概念和方法你不理解也没有关系，甚至不需要你去理解，你只需要跟着我去鹦鹉学舌式的学习，第一遍学习某一节课的内容时，对于程序，大家就可以完全跟着抄下来，甚至抄两三遍，过一段你会发现，好多东西你也认识了，好多概念你也慢慢的理解清楚了，你也能大概看懂别人的小程序了，切忌觉得自己看会了，而简单复制粘贴。
2) 照葫芦画瓢

很多同学学习的时候喜欢看，看我做的视频，看我写的程序，甚至看别人的程序，都能看懂，觉得自己就会了，等到自己写程序的时候，感觉就是老鼠啃天，不知道从哪里下手了，这是初学者很容易犯的“眼高手低”的毛病，所以第二步的内容就非常重要了。

我的要求是，每一位同学，在学完了当前课的内容，把第一步顺利完成以后，然后关掉视频教程，关掉源代码，自己通过看电路图和查找非源代码的其他任何资料，把当节课我写的程序代码重新默写出来，边写边多少理解那么一点点，不是纯粹的背诵，应该说是背诵加理解的结合体。甚至学过几节课以后，可以回头把前边曾经这样实现过的课程，再按照这种方法做一遍。千万不要认为这一步没必要，这一步是你能否真正学会单片机的一个关键，在学完本教程之前，每一课内容都要这样做，如果每一个程序你都能够完美的完成，那么可以说，当节课的内容，百分之七八十你已经掌握了。
3) 他山之石，可以攻玉

单片机技术的最大特点就是可以通过修改程序来实现不同的功能，因此举一反三的能力就必不可少了。每一节课的例程后边，我一般都会布置几个作业，大家尽量去独立完成这个作业。在完成这个作业的过程中，都可以参考我的程序思路，在这个基础上通过动脑思考去构建你自己的程序框架，最终将程序完成。

在我们工程师实际产品研发的时候，很多种情况下也是如此。比如一个产品，我们如果从零起步的话，可能会走很多弯路，遭遇很多前人已曾遭遇过的挫折，所以我们通常的做法是寻找购买几款同类产品，然后先研究他们的各自优缺点，学习他们的长处，然后在同类产品基础上再来设计我们自己的产品，这就是“他山之石，可以攻玉”。

初学者在学习的时候，往往遇到的问题很多，你应该想到，你遇到的问题，可能前辈们早就遇到过了，所以遇到问题后，不要慌张，首先利用谷歌或者百度这些搜索引擎在网上搜一下，要做什么新东西，先去网上找相关资料了解一下，不管是编程还是硬件设计，多多参考别人的东西，只要把别人的东西分析明白了，自己用起来了，也就成为自己的知识了。
4) 理论实践结合，温故知新

当大家把所有的课程都按照前边三步完成后，这个时候不妨再把书打开，再看看书，经过了自己的实战经历，再看书的时候，对很多知识点会有一种恍然大悟的感觉。甚至视频教程、书籍都可以反复看几遍，可能有的知识点当时学习的时候不明白，过了一段时间，回过头来再学习的时候，一下就明白了。

2017-5-9 13:45

主要从三个方面上来理解。
1、从硬件上，将基于CPU的处围器件，整合到CPU芯片内部，比如早期基于X86体系结构下的计算机，CPU只是有运算器和累加器的功能，一切芯片要造外部桥路来扩展实现，象串口之类的都是靠外部的16C550/2的串口控制器芯片实现，而目前的这种串口控制器芯片早已集成到CPU内部，还有PC机有显卡，而多数嵌入式处理器都带有LCD控制器，但其种意义上就相当于显卡。比较高端的ARM类IntelXscale架构下的IXP网络处理器CPU内部集成PCI控制器（可配成支持4个PCI从设备或配成自身为CPI从设备）；还集成3个NPE网络处理器引擎，其中两个对应于两个MAC地址，可用于网关交换用，而另外一个NPE网络处理器引擎支持DSL，只要外面再加个PHY芯片即可以实现DSL上网功能。IXP系列最高主频可以达到1.8G，支持2G内存，1G×10或10G×1的以太网口或Febrechannel的光通道。IXP系列应该是目标基于ARM体系统结构下由intel进行整合后成Xscale内核的最高的处理器了。

2、从软件上前，就是在定制操作系统内核里将应用一并选入，编译后将内核下载到ROM中。而在定制操作系统内核时所选择的应用程序组件就是完成了软件的“嵌入”，比如WinCE在内核定制时，会有相应选择，其中就是wordpad,PDF,MediaPlay等等选择，如果我们选择了，在CE启动后，就可以在界面中找到这些东西，如果是以前PC上将的windows操作系统，多半的东西都需要我们得新再装。

3、把软件内核或应用文件系统等东西烧到嵌入式系统硬件平台中的ROM中就实现了一个真正的“嵌入”。

以上的定义是我在6、7年前给嵌入式系统下自话侧重于理解型的定义，书上的定义也有很多，但在这个领域范围内，谁都不敢说自己的定义是十分确切的，包括那些专家学者们，历为毕竟嵌入式系统是计算机范畴下的一门综合性学科

二、嵌入式系统的分层与专业的分类。

嵌入式系统分为４层，硬件层、驱动层、操作系统层和应用层。

1、硬件层，是整个嵌入式系统的根本，如果现在单片机及接口这块很熟悉，并且能用C和汇编语言来编程的话，从嵌入式系统的硬件层走起来相对容易，硬件层也是驱动层的基础，一个优秀的驱动工程师是要能够看懂硬件的电路图和自行完成CPLD的逻辑设计的，同时还要对操作系统内核及其调度性相当的熟悉的。但硬件平台是基础，增值还要靠软件。
硬件层比较适合于，电子、通信、自动化、机电一体、信息工程类专业的人来搞，需要掌握的专业基础知识有，单片机原理及接口技术、微机原理及接口技术、C语言。

2、驱动层，这部分比较难，驱动工程师不仅要能看懂电路图还要能对操作系统内核十分的精通，以便其所写的驱动程序在系统调用时，不会独占操作系统时间片，而导至其它任务不能动行，不懂操作系统内核架构和实时调度性，没有良好的驱动编写风格，按大多数书上所说添加的驱动的方式，很多人都能做到，但可能连个初级的驱动工程师的水平都达不到，这样所写的驱动在应用调用时就如同windows下我们打开一个程序运行后，再打开一个程序时，要不就是中断以前的程序，要不就是等上一会才能运行后来打开的程序。想做个好的驱动人员没有三、四年功底，操作系统内核不研究上几编，不是太容易成功的，但其工资在嵌入式系统四层中可是最高的。
驱动层比较适合于电子、通信、自动化、机电一体、信息工程类专业尤其是计算机偏体系结构类专业的人来搞，除硬件层所具备的基础学科外，还要对数据结构与算法、操作系统原理、编译原理都要十分精通了解。

3、操作系统层，对于操作系统层目前可能只能说是简单的移植，而很少有人来自已写操作系统，或者写出缺胳膊少腿的操作系统来，这部分工作大都由驱动工程师来完成。操作系统是负责系统任务的调试、磁盘和文件的管理，而嵌入式系统的实时性十分重要。据说，XP操作系统是微软投入300人用两年时间才搞定的，总时工时是600人年，中科院软件所自己的女娲Hopen操作系统估计也得花遇几百人年才能搞定。因此这部分工作相对来讲没有太大意义。

4、应用层，相对来讲较为容易的，如果会在windows下如何进行编程接口函数调用，到操作系统下只是编译和开发环境有相应的变化而已。如果涉及Jave方面的编程也是如此的。嵌入式系统中涉及算法的由专业算法的人来处理的，不必归结到嵌入式系统范畴内。但如果涉及嵌入式系统下面嵌入式数据库、基于嵌入式系统的网络编程和基于某此应用层面的协议应用开发（比如基于SIP、H.323、Astrisk）方面又较为复杂，并且有难度了。

三、目标与定位。

先有目标，再去定位。

学ARM，从硬件上讲，一方面就是学习接口电路设计，另一方面就是学习汇编和C语言的板级编程。如果从软件上讲，就是要学习基于ARM处理器的操作系统层面的驱动、移植了。这些对于初学都来说必须明确,要么从硬件着手开始学，要么从操作系统的熟悉到应用开始学，但不管学什么，只要不是纯的操作系统级以上基于API的应用层的编程，硬件的寄存器类的东西还是要能看懂的，基于板级的汇编和C编程还是要会的。因此针对于嵌入式系统的硬件层和驱动程的人，ARM的接口电路设计、ARM的C语言和汇编语言编程及调试开发环境还是需要掌握的。

因此对于初学者必然要把握住方向，自己的目标是什么，自己要在那一层面上走。然后再着手学习较好，与ARM相关的嵌入式系统的较为实际的两个层面硬件层和驱动层，不管学好了那一层都会很有前途的。

如果想从嵌入式系统的应用层面的走的话，可能与ARM及其它体系相去较远，要着重研究基嵌入式操作系统的环境应用与相应开发工具链，比如WinCe操作系统下的EVC应用开发（与windows下的VC相类似），如果想再有突破就往某些音视频类的协议上靠，比如VOIP领域的基于SIP或H.323协议的应用层开发，或是基于嵌入式网络数据库的开发等等。

对于初学者来讲，要量力而行，不要认为驱动层工资高就把它当成方向了，要结合自身特点，嵌入式系统四个层面上那个层面上来讲都是有高人存在，当然高人也对应的高工资，我是做硬件层的，以前每月工资中个人所得税要被扣上近3千大元，当然我一方面充当工程师的角色，一方面充当主管及人物的角色，两个职位我一个人干，但上班时间就那些。硬件这方面上可能与我PK的人很少了，才让我拿到那么多的工资。

四、开发系统选择。

很多ARM初学者都希望有一套自己能用的系统，但他们住住会产生一种错误认识就是认为处理器版本越高、性能越高越好，就象很多人认为ARM9与ARM7好，我想对于初学者在此方面以此入门还应该理智，开发系统的选择最终要看自己往嵌入式系统的那个方向上走，是做驱动开发还是应用，还是做嵌入式系统硬件层设计与板级测试。如果想从操作系统层面或应用层面上走，不管是驱动还是应用，那当然处理器性能越高越好了，但这个东西自学，有十分大的困难，不是几个月或半年或是一年二年能搞定的事。

在某种意义上请，ARM7与9的差别就是在某些功能指令集上丰富了些，主频提高一些而已，就比如286和386。对于用户来讲可能觉查不到什么，只能是感觉速度有些快而已。
ARM7比较适合于那些想从硬件层面上走的人，因为ARM7系列处理器内部带MMU的很少，而且比较好控制，就比如S3C44B0来讲，可以很容易将Cache关了，而且内部接口寄存器很容易看明白，各种接口对于用硬件程序控制或AXD单步命令行指令都可以控制起来，基于51单片机的思想很容易能把他搞懂，就当成个32位的单片机，从而消除很多51工程师想转为嵌入式系统硬件ARM开发工程师的困惑，从而不会被业界某此不是真正懂嵌入式烂公司带到操作系统层面上去，让他们望而失畏，让业界更加缺少这方面的人才。

而嵌入式系统不管硬件设计还是软件驱动方面都是十分注重接口这部分的，选择平台还要考察一个处理器的外部资源，你接触外部资源越多，越熟悉他们那你以后就业成功的机率就越高，这就是招聘时所说的有无“相关技能”，因为一个人不可能在短短几年内把所有的处理器都接触一遍，而招聘单位所用的处理器就可能是我们完全没有见过的，就拿台湾数十家小公司（市价几千万）的公司生产的ARM类处理器，也很好用，但这些东西通用性太差，用这些处理器的公司就只能招有相关工作经验的人了，那什么是相关工作经验，在硬件上讲的是外围接口设计，在软件上讲是操作系统方面相关接口驱动及应用开发经验。我从业近十年，2000年ARM出现，我一天始做ARM7,然后直接跑到了Xscale（这个板本在ARM10-11之间），一做就是五年，招人面试都不下数百人，在这些方面还是深有体会的。

我个人认为三星的S3C44b0对初学者来说比较合适，为什么这么说哪？因为接口资源比较丰富，技术成熟，资料较多，应该十分适合于初学者，有问题可能很容易找人帮且解决，因为大多数人都很熟悉，就如同51类的单片机，有N多位专家级的人物可以给你帮忙，相关问题得以很快解答，所然业界认为这款ARM都做用得烂了，但对于初学者来，就却是件好事。
因此开发系统的选择，要看自己的未来从来目标方向、要看开发板接口资源、还要看业界的通用性。

五、如何看待培训。

首先说说我自己，我目前从业近十年，与国内嵌入式系统行业共同起步，一直站在嵌入式系统行业前沿，设计过多款高端嵌入式系统平台产品并为众多公司提供过解决方案，离职前为从事VOIP的美资公司设计IP-PBX，历任项目经理、项目主管、技术总监、部门经理，积累众多人脉，并集多年经验所得，考虑到学生就业与公司招人的不相匹配，公司想招人招不到，而学生和刚毕业的工程师想找份工作也不太容易，于此力创知天行科技有限公司，开展嵌入式系统教育培训。

因一线的科研人员和一线的教师不相接触，导至国内嵌入式人才缺乏，国外高校的技术超前于业界公司，而国内情况是业界公司方面的嵌入式系统技术要远远领先于高校。为架构业界与高校沟通的桥梁，把先进技能带给高校学子，为学生在就业竞争中打造一张王牌，并为业界工程师快速提升实现自我创造机遇，我就这样辞去了外企年薪20多万的职位，做嵌入式系统方面的培训了。

对于培训来讲，是花钱来买时间，很多工程师都喜欢自己学，认为培训不值，这也是有可能的，纯为赚钱的培训当然不会太有价值，但对于实力型的培训他们可能就亏大了，有这样一笔帐不知他们算过没有，如果一个一周的培训，能带给他们自学两年后才能掌握的知识，在培训完后他们用三个月到半年时间消化培训内容，这样他会省约至少一年半的时间来学其它的或重新站在另一个高度上工作，那么他将最迟一年后会拿到他两年后水平所对应的工资，就是在工资与水平对应的关系上比同批人缩短一年，每月按最少1千计，再减去培训费用至少多1.0万，同时也省了一年时间，不管是休闲也好，再继续提高也好，总之是跑到了队伍的前面了。

另一层面上讲，对于新人的培训相当于他们为自己提前买了份失业保险，有师傅会带领他们入道，我今年暑假时班里最年轻的一个学生是大二的，今年才上大三，这学期才刚学单片机，但现在ARM方面的编程工作已经搞得有声有色了，再过一年多毕业，他还会失业吗？
再者通过培训，你可以知道很多业界不为常人所知的事，同时也为自己找了个师傅，就比如说，两个工程师分别用S3C2410和PXA255来做手持设备，同样两人都工作四年，再出去找工作，两人工资可能最多可相差一倍，为什么？这就是业界不为常人所知的规则，2410属于民品，被业界用烂了，做产品时成本特敏感，当然也对人才成本敏感了，PXA255是intel的东西，一个255CPU能买三个2410，一直被业界定义为贵族产品，用的公司都是大公司或为军方服务的公司，不会在乎成本，只要把东西做好，一切都好说，但这方面做的人也少啊，因为开发系统贵啊。

对于说为自已找了个好师傅，我想是这样的，因为同级工程师间存在着某此潜在的竞争关系，有很多人不愿意把自己知道的东西教给别人，这意味着他将要失业，就是所说的教会徒弟，饿死师傅，但对于我们这些人就不存在这样的关系了，我是在嵌入式系统平台设计上走到了一定程序，目前在国内这块的技术上已经是自己很难再突破自己，因此很多东西我对大家都是OPEN的，就比如说下面那部分关于接口设计中所提到的时序接口东西，我要是不讲，却使是高级硬件工程师我想也几乎只有10%的人能知道吧。

六、成为高级嵌入式系统硬件工程师要具备的技能。

对于硬件来讲有几个方向，就单纯信号来分为数字和模拟，模拟比较难搞，一般需要很长的经验积累，单单一个阻值或容值的精度不够就可能使信号偏差很大。因此年轻人搞的较少，随着技术的发展，出现了模拟电路数字化，比如手机的Modem射频模块，都采用成熟的套片，而当年国际上只有两家公司有此技术，自我感觉模拟功能不太强的人，不太适合搞这个，如果真能搞定到手机的射频模块，只要达到一般程度可能月薪都在15K以上。

另一类就是数字部分了，在大方向上又可分为51/ARM的单片机类，DSP类，FPGA类，国内FPGA的工程师大多是在IC设计公司从事IP核的前端验证，这部分不搞到门级，前途不太明朗，即使做个IC前端验证工程师，也要搞上几年才能胜任。DSP硬件接口比较定型，如果不向驱动或是算法上靠拢，前途也不会太大。而ARM单片机类的内容就较多，业界产品占用量大，应用人群广，因此就业空间极大，而硬件设计最体现水平和水准的就是接口设计这块，这是各个高级硬件工程师相互PK，判定水平高低的依据。而接口设计这块最关键的是看时序，而不是简单的连接，比如PXA255处理器I2C要求速度在100Kbps，如果把一个I2C外围器件，最高还达不到100kbps的与它相接，必然要导致设计的失败。这样的情况有很多，比如51单片机可以在总线接LCD，但为什么这种LCD就不能挂在ARM的总线上，还有ARM7总线上可以外接个Winband的SD卡控制器，但为什么这种控制器接不到ARM9或是Xscale处理器上，这些都是问题。因此接口并不是一种简单的连接，要看时序，要看参数。一个优秀的硬件工程师应该能够在没有参考方案的前提下设计出一个在成本和性能上更加优秀的产品，靠现有的方案，也要进行适当的可行性裁剪，但不是胡乱的来，我遇到一个工程师把方案中的5V变1.8V的DC芯片，直接更换成LDO，有时就会把CPU烧上几个。前几天还有人希望我帮忙把他们以前基于PXA255平台的手持GPS设备做下程序优化，我问了一下情况，地图是存在SD卡中的，而SD卡与PXA255的MMC控制器间采用的SPI接口，因此导致地图读取速度十分的慢，这种情况是设计中严重的缺陷，而不是程序的问题，因此我提了几条建议，让他们更新试下再说。因此想成为一个优秀的工程师，需要对系统整体性的把握和对已有电路的理解，换句话说，给你一套电路图你终究能看明白多少，看不明白80%以上的话，说明你离优秀的工程师还差得远哪。其次是电路的调试能力和审图能力，但最最基本的能力还是原理图设计PCB绘制，逻辑设计这块。这是指的硬件设计工程师，从上面的硬件设计工程师中还可以分出ECAD工程师，就是专业的画PCB板的工程师，和EMC设计工程师，帮人家解决EMC的问题。硬件工程师再往上就是板级测试工程师，就是C语功底很好的硬件工程师，在电路板调试过程中能通过自已编写的测试程序对硬件功能进行验证。然后再交给基于操作系统级的驱动开发人员。

总之，硬件的内容很多很杂，硬件那方面练成了都会成为一个高手，我时常会给人家做下方案评估，很多高级硬件工程师设计的东西，经常被我一句话否定，因此工程师做到我这种地步，也会得罪些人，但硬件的确会有很多不为人知的东西，让很多高级硬件工程师也摸不到头脑。

那么高级硬件件工程师技术技能都要具备那些东西哪，首先要掌握EDA设计的辅助工具类如ProtelORCADPowperPCBMaplux2ISE、VDHL语言，要能用到这些工具画图画板做逻辑设计，再有就是接口设计审图能力，再者就是调试能力，如果能走到总体方案设计这块，那就基本上快成为资深工程师了。

硬件是要靠经验，也要靠积累的，十年磨一剑，百年磨一针。

2017-11-29 15:31

2017-11-29 21:13

不错，感谢分享

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