如何學習嵌入式系統（硬件篇）

hmf

這段時間很多關注者問起怎樣學習嵌入式，對于一個剛開始接觸嵌入式的朋友來說，這的確是個問題。怎樣學習嵌入式系統，可以加QQ交流下2685896890，學習嵌入式之前我們需要了解什么是嵌入式。
（官方說法）嵌入式系統是一種專用的計算機系統，作為裝置或設備的一部分。國內普遍認同的嵌入式系統定義為：以應用為中心，以計算機技術為基礎，軟硬件可裁剪，適應應用系統對功能、可靠性、成本、體積、功耗等嚴格要求的專用計算機系統。舉些例子，手機、電子時鐘、智能報警裝置、自動監控器、出租車計費器等等都屬于嵌入式系統。
嵌入式系統是硬件和軟件的綜合體，這里來看看嵌入式系統的具體框圖，以手機為例吧。

（硬件篇）
1、基本電路知識
嵌入式硬件也是需要許多電路搭建起來的，學習嵌入式之前必須對電路基本知識有一定基礎。了解常用的基本器件，基本儀器使用，具有一定的電路分析能力。這樣你才能看得懂嵌入式系統的硬件電路圖，才能為后續開發奠定基礎。


2、基本語言知識
嵌入式驅動程序編寫需要用到C語言，因此在學習嵌入式之前還必須熟練C語言基本語法，并能編寫些普通程序代碼。這里需要提醒，在學習C語言時養成規范的編程習慣，如添加備注、注意排版等，這將對以后的程序準確性有很大影響。
3、單片機（51單片機）
初學者首次接觸嵌入式處理器一般都是51單片機，51單片機入門相對簡單，并且通用度比較高，可以購買開發板動手學習。如學習編寫流水燈、按鍵掃描、數碼管、液晶顯示、AD/DA采樣等簡單程序。
4、基于單片機的電子系統自設計
有了前面的學習經歷，可自己脫離開發板，自己設計并繪制電路圖，自己焊接或者生產PCB板，設計小型的電子系統。如設計一個尋線小車，溫度采集、時鐘顯示等嵌入式系統。
5、430、STM32、Cortex-M3（可選）
430單片機、STM32以及Cortex-M3處理器作為學習嵌入式操作系統前的過渡階段，各位朋友可以自行選擇學習。為什么需要用他們來過渡呢？
因為51單片機內部寄存器很少，編寫程序時不需要對GPIO口進行配置，默認就已經是輸入或者輸出。而當處理器功能強大之后，往往一個GPIO可實現多種功能，如USB功能、IIC功能、UART功能。在使用這種GPIO時就必須先進行配置，才能滿足需求。因此在學習后面操作系統之前，有時間的同學可以從這些單片機過渡，這樣不至于后續學習摸不到頭腦。
6、ARM9/ARM11裸機學習
裸機程序編寫，即不帶操作系統的程序編寫，其作用和上面430單片機的作用相似，目地就是為了熟悉ARM架構，對ARM寄存器有深入的了解，這將對以后的驅動程序編寫帶來很大的方便。同樣，裸機程序學習可像51單片機一樣，購買開發板，在開發板上進行一些中斷、GPIO、UART的操作。

7、Linux系統移植&BOOTLOADER
嵌入式系統學習特別注意又特別難的地方就是Linux系統移植，對于系統的移植、系統的裁剪是學習的難點。搭建嵌入式操作系統的開發環境，即交叉編譯環境也比較麻煩，因此在學習過程中一定要一步一步動手實踐操作。
BOOTLOADER是操作系統啟動前，進行硬件初始化以及搭建操作系統運行環境的一段代碼，有點類似于PC機的BIOS程序。BOOTLOADER主要與硬件關系很大，需對處理器寄存器相當的熟悉，因此在初期學習的時候可以參考U-boot等學習。

8、基于Linux的底層驅動編寫
上面學習了Linux系統移植，就可以編寫底層驅動程序了，通過交叉編譯環境將驅動程序編譯并下載到目標板上，并且編寫一段小測試程序驗證驅動的正確性。如在Linux下實現流水燈，實現按鍵功能。

9、基于操作系統的電子設計
學習到這一步，就可以稱得上嵌入式硬件高手了，因為你已經具備獨自設計嵌入式系統的能力了，現在就來小試牛刀。可以設計一些基于操作系統的攝像頭驅動、按鍵驅動、紅外驅動等。