怎么學習嵌入式和單片機(stm32)
時間：2021-06-03 來源：深圳中心
一、嵌入式簡述
1、從硬件上，“嵌入”將基于CPU的處圍器件，整合到CPU芯片內部，比如早期基于X86體系結構下的計算機，CPU只是有運算器和累加器的功能，一切芯片要造外部橋路來擴展實現，象串口之類的都是靠外部的16C550/2的串口控制器芯片實現，而目前的這種串口控制器芯片早已集成到CPU內部，還有PC機有顯卡，而多數嵌入式處理器都帶有LCD控制器，但其種意義上就相當于顯卡。比較高端的ARM類Intel Xscale架構下的IXP網絡處理器CPU內部集成PCI控制器(可配成支持4個PCI從設備或配成自身為CPI從設備);還集成3個NPE網絡處理器引擎，其中兩個對應于兩個MAC地址， 可用于網關交換用，而另外一個NPE網絡處理器引擎支持DSL，只要外面再加個PHY芯片即可以實現DSL上網功能。IXP系列最高主頻可以達到 1.8G，支持2G內存，1G×10或10G×1的以太網口或Febre channel的光通道。IXP系列應該是目標基于ARM體系統結構下由intel進行整合后成Xscale內核的最高的處理器了。
2、從軟件上前，嵌入就是在定制操作系統內核里將應用一并選入，編譯后將內核下載到ROM中。而在定制操作系統內核時所選擇的應用程序組 件就是完成了軟件的“嵌入”，比如Win在內核定制時，會有相應選擇，其中就是wordpad,PDF,MediaPlay等等選擇，如果我們選擇 了，在CE啟動后，就可以在界面中找到這些東西，如果是以前PC上將的windows操作系統，多半的東西都需要我們得新再裝。
3、把軟件內核或應用文件系統等東西燒到嵌入式系統硬件平臺中的ROM中就實現了一個真正的“嵌入”。
二、如何學習嵌入式系統
嵌入式系統分為4層，硬件層、驅動層、操作系統層和應用層
1、硬件層，是整個嵌入式系統的根本，如果現在單片機及接口這塊很熟悉，并且能用C和匯編語言來編程的話，從嵌入式系統的硬件層走起來相對容易，硬件層也是驅動層的基礎，一個優秀的驅動工程師是要能夠看懂硬件的電路圖和自行完成CPLD的邏輯設計的，同時還要對操作系統內核及其調度性相當的熟悉的。但硬件平臺是基礎，增值還要靠軟件。
硬件層比較適合于，電子、通信、自動化、機電一體、信息工程類專業的人來搞，需要掌握的專業基礎知識有，單片機原理及接口_技術、微機原理及接口_技術、C語言。
2、驅動層，這部分比較難，驅動工程師不僅要能看懂電路圖還要能對操作系統內核十分的精通，以便其所寫的驅動程序在系統調用時，不會獨占操作系統時間片，而導致其它任務不能動行，不懂操作系統內核架構和實時調度性，沒有良好的驅動編寫風格，按大多數書上所說添加的驅動的方式，很多人都能做到，想做個好的驅動人員沒有三、四年功底，操作系統內核不研究上幾編，不是太容易成功的，但其工資在嵌入式系統四層中可 是最高的。
嵌入式的驅動層比較適合于電子、通信、自動化、機電一體、信息工程類專業尤其是計算機偏體系結構類專業的人來搞，除硬件層所具備的基礎學科外，還要對數據結構與算法、操作系統原理、編譯原理都要十分精通了解。
3、操作系統層，對于操作系統層目前可能只能說是簡單的移植，而很少有人來自已寫操作系統，或者寫出缺胳膊少腿的操作系統來，這部分工作大都由驅動工程師來完成。操作系統是負責系統任務的調試、磁盤和文件的管理，而嵌入式系統的實時性十分重要。據說，XP操作系統是微軟投入300人用兩年時間才搞定的，總時工時是600人年，中科院軟件所自己的女媧Hopen操作系統估計也得花遇幾百人年才能搞定。因此這部分工作相對來講沒有太大意義。
4、應用層，相對來講較為容易的，如果會在windows下如何進行編程接口函數調用，到操作系統下只是編譯和開發環 境有相應的變化而已。如果涉及Jave方面的編程也是如此的。嵌入式系統中涉及算法的由專業算法的人來處理的，不必歸結到嵌入式系統范疇內。但如果涉及嵌 入式系統下面嵌入式數據庫、基于嵌入式系統的網絡編程和基于某此應用層面的協議應用開發(比如基于SIP、H.323、Astrisk)方面又較為復雜， 并且有難度了
三、STM32簡介
STM32F103器件采用Cortex-M3內核，CPU最高速度達72 MHz。該產品系列具有16KB ~ 1MB Flash、多種控制外設、USB全速接口和CAN。
ST在后續幾年陸續推出了Cortex-M0+、Cortex-M4內核的芯片，并進行不斷優化。
按內核架構分為不同產品，其中STM32F1系列有：
基本型：STM32F101R6、STM32F101C8、STM32F101R8、STM32F101V8、STM32F101RB、STM32F101VB
增強型：STM32F103C8、STM32F103R8、STM32F103V8、STM32F103RB、STM32F103VB、 STM32F103VE、STM32F103ZE
互聯型：STM32F105、STM32F107
四、STM32學習
學STM32嵌入式，從硬件上講，一方面就是學習接口電路設計，另一方面就是學習匯編和C語言的板級編程。如果從軟件上講，就是要學習基于ARM處理器的操作系統層面的驅動、移植了。硬件的寄存器類的東西還是要能看懂的，掌握基于板級的匯編和C編程。
主要需要學習的有：
基礎操作：GPIO操作，串口操作，定時器操作，NVIC和中斷，看門狗，DMA操作，ADC操作，SPI接口通信，IIC接口通信，CAN總線通信等。
進階操作：低功耗操作，STM32時鐘樹，STM32實現位帶特性，STM32啟動過程詳細分析，環形緩沖期的實現，軟件定時器的設計，IO口模擬IIC的實現。
綜合應用：STM32-IAP的實現，STM32-DAPLink的實現。
帶操作系統的程序學習與開發：可用操作系統分析，rt-thread系統移植與學習，FreeRTOS移植與學習。
