嵌入式技术近年来得到了飞速的发展,但是嵌入式产业涉及的领域非常广泛,彼此之间的特点也相当明显。

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一、嵌入式开发是什么?

嵌入式开发是指利用分立元件或集成器件进行电路设计、结构设计,再进行软件编程(通常是高级语言),实验,经过多轮修改设计、制作,最终完成整个系统的开发。这种嵌入式开发,适用于未来产品比较单一,产量比较大,产品开发周期比较长,成本控制比较严格的系统。嵌入式技术不是单纯的软件技术,也不是单纯的硬件技术,是一门如何在一个特定的硬件环境上开发与构建特定的可编程软件系统的综合技术。嵌入式技术是在嵌入式系统的发展中应运而生的,它是依附于嵌入式系统,并推动嵌入式系统不断向前发展的核心动力。

二、学习嵌入式的步骤

(一)基础准备

明确学习方向为 Linux 方向,熟悉嵌入式 Linux 系统操作平台。搞清楚系统的安装和使用方法,避免影响学习效率。对于零基础小白来说,熟悉嵌入式 Linux 系统操作平台至关重要。可以选择在自己的电脑上直接安装 Linux 系统,也可以使用虚拟机或远程服务器进行练习。通过实际操作,逐渐熟悉 Linux 的基本命令行操作、文件和目录管理以及权限设置等功能,为后续的嵌入式学习打下坚实的基础。

(二)逐步深入学习

掌握 Linux 基本操作

学习使用命令行、管理文件和目录、设置权限和用户等操作。Linux 的命令行是其强大之处,通过命令可以快速执行各种任务。管理文件和目录能够让开发者高效地组织和查找项目文件。设置权限和用户则可以保证系统的安全性和稳定性,不同的用户可以拥有不同的权限,防止误操作和数据泄露。

学习 C 语言基础

C 语言是嵌入式开发的基石,可直接操作底层资源,也是很多操作系统和库的实现语言。C 语言接近硬件,能够直接操作内存和寄存器等底层资源,在嵌入式开发中起着至关重要的作用。同时,很多操作系统和库也是用 C 语言实现的。

了解数据结构

数据结构用于组织和存储数据,不同结构有不同特点。数据结构是嵌入式开发中提高程序效率和可读性的重要手段。不同的数据结构有不同的特点和适用场景,需要根据实际情况进行选择。

迈入系统编程

涉及文件编程、进程控制、多线程编程和网络编程。系统编程在嵌入式开发中涉及文件编程、进程控制、多线程编程和网络编程等内容,需要理解操作系统的原理和机制,如文件系统、进程状态、线程同步、套接字通信等。

入门单片机

51 单片机适合初学者,了解硬件原理和操作方法。51 单片机对硬件知识要求不高,是入门的首选。学习 51 单片机可以了解硬件的基本原理和操作方法,如如何连接电源、如何配置引脚、如何编写驱动程序等。

深入学习 STM32

基于 ARM 架构的 32 位单片机,性能更强。STM32 是一种基于 ARM 架构的 32 位单片机,性能比 51 单片机更强大。它有很多种类和型号,可以满足不同的需求和场景。

进阶 ARM Cortex A

主流处理器架构,可运行 Linux 操作系统。ARM Cortex A 系列是当前主流的处理器架构,可运行 Linux 操作系统,支持多任务和多线程。

三、学习注意事项

(一)理论与实践并重

学习嵌入式不能仅仅停留在理论知识的层面,边学习边演练是关键。在学习过程中,通过实际操作可以更好地理解知识,避免枯燥乏味半途而废。在学习系统编程时,实际操作文件编程、进程控制、多线程编程以及网络编程等内容,真正理解操作系统的原理和机制,如文件系统如何管理文件、进程状态如何转换、线程如何同步、网络通信如何实现等。这样可以将所用到的指令理解、吃透,扎根于脑海。

(二)合理安排时间和选择适合的学习方式

持之以恒,避免三天打鱼两天晒网。学习嵌入式不能 “三天打鱼、两天晒网”,要有持之以恒的毅力与决心。制定明确的学习计划,每天安排固定的学习时间,按照计划逐步推进学习进度。学习完几点知识后,应及时做实验,融汇贯通,不要等几天或几个星期之后再做实验,以免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。

可选择自学或报班,自学需有自制力,报班有专业指导但可能有学费和时间不灵活的问题。嵌入式学习方式大体上分为两种 —— 自学和机构。自学需要学员自身有一定的自制力,能够隔绝外界的不可定因素,全身心地投入到嵌入式的学习中。机构提供系统的课程和学习氛围,遇到问题时可以及时向老师同学寻求帮助。但当前像华清、粤嵌等嵌入式培训机构越来越多,要提高自身的辨别能力。

(三)遇到问题耐心检查

嵌入式学习中经常会碰到很多问题,有时一个程序怎么调都不出效果,然而从理论分析却又是对的,这时候就要仔细找原因了。从底层找起,相信每找出一个错误都会有一个新的收获。切不可轻言放弃。

(四)定期复习知识

嵌入式是一个需要不断更新知识的领域。可以每隔一段时间回顾之前学习的内容,如复习 C 语言的数据类型、程序结构等基础知识,或者复习系统编程中的文件编程、进程控制等内容。同时,在进行实践项目时,也可以有意识地运用之前学过的知识,进一步加深理解和记忆。这样反复循环几次就能彻底弄懂消化,永不忘却。