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「干货分享」嵌入式怎么学?听听大佬怎么说

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知乎问题:

求问如何学习嵌入式开发?

本人电气小白,目前正在自学嵌入式软件开发,对单片机不甚了解,只知道二进制0和1,也能理解程序说白了就是无数个选择(既0和1)组成的,但单片机内部电路长什么样子,程序写进去后又变成了什么样子,单片机c语言程序的组成有哪些(如控制逻辑,存放地址等等),完全一模一样的c语言程序能否写入不同的单片机中,求大佬们解答一二。

下面是答主“cdfarsight”的高赞回答,让我们一起来学习一下圈内大佬是怎么学习嵌入式的吧!

01

前言

近几年,嵌入式系统产品渐渐完善,并在全世界各行业得到广泛应用。2004年,全球嵌入式系统产品的产值已达2000亿美元,国内嵌入式软件的产值也达到600亿人民币。目前,嵌入式系统产品的研制和应用已经成为我国信息化带动工业化、工业化促进信息化发展的新的国民经济增长点。

随着消费家电的智能化,普及化,嵌入式应用逐渐凸显。日常生活离不开的的手机、平板、智能音响、数字相机、机顶盒、穿戴设备、智能玩具也在不断地推陈出新;汽车电子、智能家电、医疗器械等领域也是竞争激烈。据预测,随着Internet的迅速发展和廉价微处理器的出现,嵌入式领域将获得飞速的发展。

02

学习路线

对于入门不久的新人来说,好的学习路线往往能事半功倍。排除掉专业领域的深耕式学习,那么一个合格的嵌入式软件工程师应当具备哪些技能亦或者素质呢?笔者觉得可以从以下几个方面入手:

A 嵌入式软件编程的基础

这一阶段重点打好嵌入式软件编程的基础,包括学习Linux系统的基本应用,Linux的常用命令、C语言编程基础、常用的数据结构。

特别是C语言中对指针的理解和应用。这一阶段的主要目的是学习编程语言、开发环境、和培养自己的编程思维,为进一步学习嵌入式开发打下良好的基础。必学内容有:Linux Ubuntu操作系统安装、使用、Linux常用命令、samba服务器、SSH远程登录GCC编译器、GDB调试器、VI编辑器

1)嵌入式C语言基本语法,指针及数组操作;

2)C语言高级语法:结构体、共用体、宏、枚举;

3)数据结构;

4)Linux系统基本使用及配置;

5)Linux下Makefile工作原理及其编写;

6)Linux下shell脚本相关知识及其编写;

推荐的嵌入式学习书籍:《C程序设计语言》《大话数据结构》《Linux与Unix Shell 编程指南》《Linux就该这么学》

B 嵌入式Linux高级程序设计

这一阶段主要学习上层的嵌入式Linux应用程序开发,包括基于Linux多进程、多线程、文件与目录。掌握进程和线程编程思想才是打开技术学习的大门,不然永远是停留在语法、算法层面,无法深入解决众多实际问题。

1)Linux系统调用概念;

2)文件I/O操作相关函数使用;

3)进程相关概念、及基本控制函数;

4)无名管道、命名管道、信号、消息队列、共享内存、信号量集合;

5)多进程、多线程实现多任务开发;

6)多任务的同步互斥开发:互斥锁、自旋锁、读写锁、信号量、条件变量;

这一阶段推荐书籍:《UNIX环境高级编程》《嵌入式Linux应用程序开发详解》

C Linux高级网络程序设计

这一阶段主要掌握网络应用的CS架构编程方法,套接字编程接口及框架;同时掌握必要的数据库操作及函数,具备系统编程的综合素质。这一阶段的主要内容有:

1)网络相关概念及网络发展

2)socket编程、TCP网络编程、UDP网络编程、Web编程开发等

3)Linux网络应用程序开发,和并发CS服务器的实现

4)熟悉UDP广播、多播的原理及编程方法;

5)网络原始套接字概念及编程接口,及套接字属性设置;

6)HTTP协议及其实现方法;

6)数据库概念、数据库类型、常见数据库

7)SQLite数据库介绍及其安装与移植

这一阶段推荐的书籍:《TCP-IP详解卷》《UNIX环境高级编程》、《Unix网络编程》

D C++面向对象高级语言程序设计

这个阶段主要学习C++思想及项目框架相关知识,C++语言作为一门高级语言,其语法复杂度比较复杂,学好并不是件容易的事情。此外、其编程思想是其精华所在,融会贯通后有无招胜有招的特效。

1)熟悉面向对象的语言概述

2)熟练掌握C++基本语法

3)封装、继承、多继承;

4)多态:虚函数、抽象类、模板;

5)标准模板库STL的使用及原理;

6)UML建模及设计模式;

7)各种网络库、数据库、IO库、线程库的使用;

8)Qt对C++的扩展及使用;

这一阶段推荐书籍:《C++ Primer》《The Standard C Library》《大话设计模式》《Qt Creator快速入门》《Qt5开发及实例》

E ARM结构及驱动开发

这阶段主要了解芯片程序开发相关内容,包含STM32开发、汇编指令、ARM处理器工作原理等底层编程内容,学习这一阶段有助于理解内存、寄存器、系统、任务机制等底层概念,提高程序员的编程修养,属于点睛之笔。这阶段的学习内容包括:

1)单片机基础(汇编指令、时钟、GPIO、定时器、中断);

2)A53开发板介绍、设备使用、交叉编译

3)Keil下汇编指令编写;

3)通信总线UART、IIC、SPI及传感器模块的使用;

4)STM32开发流程;

5)uCos微型系统移植及使用;

6)Linux系统移植及使用;

这个阶段推荐书籍:《Linux内核设计与实现》《Linux设备驱动程序》《Linux设备驱动开发详解》

F 常用通信模块学习

这个阶段需要学习现有的工程模块的使用及原理,涉及RFID、红外、2.4G、Bluetooth、ZigBee、NB-IOT、Lora等。当然不要求全部完全的掌握,起码能达到会用的状态。具体来说这个阶段包含的内容有:

1)RFID工作原理,以及读卡器原理与通信过程;

2)红外遥控的原理及使用;

3)2.4G无线模块的配对及使用;

4)Bluetooth模块通信原理及使用;

5)TI的CC2530的基本应用,Zibgee相关微控制处理芯片;

6)NB-IOT基本概念及熟悉CoAP协议在中的应用;

7)Lora模块的使用;

8)掌握温度、湿度、光照、PH值、二氧化碳等传感器的工作原理及通信接口;

这个阶段没有推荐技术书籍,但感兴趣可以看一下传感器技术相关的书籍通信原理相关书籍,或者一些官方的介绍手册;

03

推荐嵌入式项目

嵌入式技术关键在于理论和实践的结合,要能够学以致用,完成了以上的所有阶段的知识点学习后,到底有没有学会,会不会用,能不能应用所学知识来解决实际开发中的问题,我们需要来完成一个综合的嵌入式实训项目,例如:

项目一:智能家居项目

本项目实现设备的本地控制与远程控制,对开关量设备,能够实现信息采集类设备的控制如温湿度,能够实现监控类设备的控制如视频监控,安全系统如外人入侵能够自动通过GPRS报警。项目涉及技术c语言、多任务开发、网络socket开发、boa网络服务器、CGI编程、html网页设计等

项目二:智能人脸识别项目

本项目首先通过opencv库的使用来实现人脸基本训练模型检测、再深入学习通过人脸识别以及实时抓取图像分析并识别,了解认识opencv、dlib等开源工具

项目三:RFID智能门禁项目

本项目实现RFID卡识别,用户信息注册、修改、删除、语音播报提示可按不同的查询条件查询,可实现考勤

项目四:多媒体播放器项目

实现带有图形界面的音乐播放、暂停、上一曲、下一曲、歌曲列表歌词同步等播放器功能,涉及到的知识点有c语言、数据结构链表、Linux多进程、多线程、进程间通信、同步互斥等

项目五:智能手机设计项目

本项目能够实现智能手机接打电话、来电显示、收发中英文短信,查看短信、信号强度检测、运营商检测。项目涉及到的技术GPRS AT指令集、Linux多进程、多线程、进程间通信、同步互斥、GUI图形开发等

项目六:智慧教室项目

本项目可通过NB-IOT等标准物联网通信协议是实现现代化资源统筹管理,基本功能是实现教室灯控、空调、通风、窗帘、门禁、人流等实时远程监控,以实现联动、手动控制和数据采集分析

这些项目都综合应用了嵌入式开发当中的应用,驱动和QT开发技术。

以上就是我建议的比较系统的嵌入式学习路线。系统学习并能灵活应用以上知识后,嵌入式基本上就算入门了,具备企业项目的嵌入式研发能力了,这时候去应聘企业的嵌入式研发工程师岗位就不会有什么问题了。

看到这里,你对嵌入式有没有一些把握了呢?

欢迎留言讨论噢~

参考链接:

https://www.zhihu.com/question/454411605/answer/1834680462

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