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嵌入式開發如何入門?

發布時間:2022-03-18 15:26:33來源:轉載

嵌入式開發如何入門?嵌入式說白了就是嵌入式系統。從應用對象上加以定義來說,它是一個軟件和硬件的綜合體,還可以涵蓋機械等附屬裝置。一個嵌入式系統裝置一般都由嵌入式計算機系統和執行裝置組成,嵌入式計算機系統是整個嵌入式系統的核心。

嵌入式開發如何入門?

嵌入式系統專業是綜合了計算機硬件技術,計算機軟件技術以及電子電路技術的一門綜合學科,所涉及的內涵和知識非常廣泛。

1.C語言基礎

在開始學習嵌入式之前,首先要打好基礎,其中較重要的是C語言基礎,要至少達到能單獨編寫調試一個500行的小項目(大概是一個本地員工管理系統的代碼量),能夠了解C語言的基本語法規則,基本語句的使用,理解指針概念并能靈活使用各種指針。

在學習C語言的過程中,指針的概念比較難理解,但是如果對計算機組成原理有了解的話,地址和 指針,源碼和可執行程序,軟件通過寄存器控制硬件這些概念都會變得很清晰。

那學習C語言使用什么環境?

選方案,Windows安裝虛擬機,虛擬機運行Linux操作系統,編輯器選擇vim,命令行運行gcc編譯器編譯環境。

為什么要用Linux操作系統呢?

從上文中的各大企業對研發工程師的要求可以看出,Linux操作系統在嵌入式行業中的地位是任何操作系統不可比擬的。許多公司為了保護自己的代碼產權,開發用的主機直接運行Linux操作系統,并在命令行終端來控制主機。

大約一周的時間即可熟悉Linux系統,你會體會到Linux和Windows系統的不同,擺脫對圖形化界面的依賴。

當學會了C語言編程后,你需要掌握操作系統相關的知識,多線程多進程編程、網絡編程。通過實踐學習一些接口函數完成一些小項目比如銀行家算法、網絡聊天室等。對操作系統的知識有一個初步的感性認識。

2.MCU和CPU

難道嵌入式開發就是如此嗎,說好的軟硬件可裁剪呢?別急,緊接著我們就需要加入MCU和CPU的學習,要學習ARM是什么,不同系列的MCU開發方式不同,ARM Cortex™-A 系列應用型處理器,可向托管豐富OS平臺和用戶應用程序的設備提供全方位的解決方案,從超低成本手機、智能手機、移動計算平臺、數字電視和機頂盒到企業網絡、打印機和服務器解決方案,是作為學習嵌入式的合適的素材。

現在嵌入式的學習資源豐富,選擇合適的Cortex™-A 系列的開發板后,根據裸板開發、系統移植、驅動開發這樣的順序學習。

3.驅動開發

前面裸板開發和驅動移植的學習目的是面對接下來的驅動大魔頭,學習驅動開發我們需要有一個空杯心態,需要有主動理解Linux內核設計理念的意識(但是不要鉆牛角尖),時刻把握Linux下一切皆文件的宗旨和分層的思想。

當我們在這一階段點亮開發板上的一盞明燈,恭喜你,一只腳踏進嵌入式開發的大門了。

4.C++和Qt

體會了較基本的驅動開發后,嵌入式學習還未結束,但是之后的學習我們有了一些選擇的主動權,當我們看到一些有意思的嵌入式小項目,我們可以理解它的實現思路。

而較好的學習方法是自己實踐完成一些小項目,你也許不滿足之前所學,為什么不能把黑乎乎的命令行終端優化成精美的液晶屏顯示,C++和Qt的學習就在所難免了。

5.Python人工智能

那么,如果你已經可以實現一個小型的嵌入式項目了,但是如果大火的人工智能技術可以加入到這個小項目中,想必一定非常酷炫,我們可以把呆板的用戶界面輸入改成圖像識別或者人臉識別。

現在編寫人工智能代碼較廣泛的語言是Python3,在github上有許多的開源項目和代碼。為了看懂開源代碼,暫且不管復雜的數學相關的算法,首先需要學習Python3。

其實,Python3也是一種解釋型語言,之前的基礎學習中我們學過Shell,兩者都是解釋型語言,較大區別在于運行的環境和應用的場景不同。

Shell多用于編寫Linux系統下的小工具,Makefile的編寫是較大的應用場景,Python可以運行在Windows和Linux下,移植了Python的開發板,可以根據各大AI開放平臺的支持,將設備接入平臺調用云平臺提供的API,實現圖像識別、人臉識別、文字識別......

6.STM32

一個產品級的項目考慮的不僅僅是功能的實現,還要考慮功耗、成本。

此時你會發現許多低功耗的模塊可以取代之前基于ARM Cortex™-A的開發板,STM32映入眼簾,STM32的開發原理無非也是控制寄存器驅動硬件模塊,在芯片手冊中掙扎一段時間,通過一周的時間熟悉CubeMX和keil的使用,驅動一個溫濕度傳感器或者其它傳感器模塊,在這個過程中我們就可以了解STM32開發的基本套路。

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