如何入坑单片机:
基础部分
DAY 1
第一天,帮他整理了整体的学习路线,基础知识篇;
C语言是一本必须掌握的编程语言,看视频的效率相对来说会高一点,所以我给他推荐了B站 浙大翁恺老师的C语言视频;
因为视频还挺长的,我只推荐他看了比较基础的部分,做一下课后习题,掌握基本的语法,if,while,for等语句;
纸上得来终觉浅,学单片机还是重在实践;为了开源节流,我把以前吃灰的STM32开发板拿给他,毕竟资料很多嘛,学起来也方便;
理想是很丰满:原本计划用cubemx+st官方的HAL库来进行实践,毕竟B站还有之前开发板的配套资料也不少;
现实却很骨感:
装cubemx软件就搞的满头大汗了,最后是安装的JDK版本不对,直接裂开,一个晚上时间没了;
我给他操作了一遍使用cubemx配置自动生成代码,然后点亮一个LED,整个过程很顺利,没有写一行代码,但是我给他解释代码的时候,他是完全懵逼的状态,不知其所以然,这里有十万个黑人问号脸!!!
好吧,毕竟HAL库封装的很不错,感觉对新手不太友好(前面提到他C语言基础还不是很扎实);
后来我知道他偷偷跑去看结构体和指针的内容了。
看来还是得用51单片机,因为简单,可以先点亮一个灯,建立起兴趣;
给他推荐了某宝的一块51单片机开发板,随便找的,功能都大同小异;
DAY 2 —DAY N
开发板隔天就到了,看配套视频,写下了单片机的hello world,然后灯就亮了;
#include 《reg51.h》 ***it LED=P1^0; void main(void){ LED = 1; while(1){ } } 同样是点亮一个LED,但是这次好像有内味道了,看到实验成果,他笑出了猪叫;
后面给他推荐了郭天祥的视频《十天学会单片机》;
看视频,一边补充C语言知识,一边对照着每个单片机讲解视频进行学习,视频中的讲解大多比较浅显易懂,对于新手比较友好;
把课后习题一个一个做掉,流水灯,数码管,串口,定时器,外部中断,初步掌握这些基本的外设的应用之后,
他还尝试做了一个循迹小车;虽然循迹小车比较简单,但是很有里程碑意义的,这里面涉及到传感器技术,直流电机的驱动,以及微控制器等技术;
虽然《十天学会单片机》的视频标题略显浮躁,但是作为入门,他花的时间远比十天要长,所以新手千万不要因为自己学得没有别人快而焦虑,产生挫败感,从而自我否定,自我怀疑;
但是需要及时思考和总结自己的学习方法是否高效,是否有办法优化效率;
最后,按照我个人的观点(如有偏驳,请轻拍),对于零基础的新手,方法策略是实践;
刚开始要避免学习冗杂的理论,选择简单友好的开发环境,不是一上来就是啃厚厚的理论书,学习工具链,学习Linux环境,汇编,这样学习曲线太陡峭,容易产生挫败感;
设置阶段性的学习目标,可以拆分成容易完成的小任务,每完成一个任务都能形成正向反馈,增加信心,从而坚信自己能学好,能继续学下去;
掌握对单片机进行应用的方法之后,可以以点带面,再对知识盲区进行扫盲,从而拓宽知识的广度同时,增加深度;
回归正题
好了,下面言归正传,问题是如何系统地学习单片机,所以本文着眼于讨论如何系统地学习单片机,而单片机这门技术是否有前景,则不做阐述。
如何系统地学习单片机?我感觉很难系统学习,因为这是一个多学科交叉的技术;
另外,如果你用单片机做不同的项目,应用到不同的领域,那有可能会涉及新的知识盲区;
所以是掌握好单片机这个技术的理论知识作为基础支撑,然后不断拓展自己的知识面,不断提高知识深度;
下图是我平时整理的思维导图,做的不是很好,都是每次想到一些就补充一些,所以还有些凌乱;
贴这张图的目的是什么呢?只是想说明和单片机相关的技术会涉及到很多东西,所以着眼点应该是加强基础知识的建设;
基础编程
C语言必须精通,但绝非一朝一夕的事情,需要大量时间去实践,去写代码,去调试,去做项目,同时还得学习理论,通过实践加深理解,推荐书籍《C 和指针》,《C 陷阱与缺陷》等;
语言只是工具,学会了C语言,你已经知道如何砌砖了,但是如何把楼盖高,盖牢,盖的好看呢?
这时候,就需要学习数据结构,算法和设计模式,这里推荐《算法导论》,《代码大全》都不错,也是经典了,而且这两本书也会长期陪伴着你;
再到后面,发现裸机编程已经很难满足学习欲望了,这时候可能会学习实时系统了,FreeRTOS,RTThread,都是十分优秀的项目;
慢慢地学会读这些项目的源码,读优秀项目的源码,这是提高很快的途径;
这时候,还不够,操作系统,微机原理(EE)/计算机组成原理(CS),这些书可以操作起来了;
后来还可能会接触到Linux,这是个庞然大物,LKD,LDD,ULK,这三本书,就够啃了;当然前提还得学会Linux环境下编程,shell脚本,makefile等等等,内容太多了,我对Linux涉猎不是很深入,如果是做应用的话,APUE啃一下,一定会受益匪浅的;
硬件部分
模拟电子技术和数字电子技术,如果是EE科班都会开设这两门课程的,如果是非科班,零基础,可以自学一下;
推荐麻省理工的公开课《电路与电子学》,教授讲得很好,里面已经涵盖了模电和数电的内容;
原理图设计,能看懂数据手册,根据项目需求进行电子元器件的选型;
前提是,熟悉最基本的电子元器件,阻容,磁珠,MOS管,二极管等等;
另外还有功能元器件也需要了解,运放,数字IC,存储芯片等等;
但是这还远远不够,可能还要板载电源,用LDO,还是DCDC,如果是DCDC还得考虑纹波,噪声等等,不过这好像和单片机又扯远了(通常会有专门电源工程师),如果没有,那你上;
PCB的Layout,需要学习一款EDA软件,Altium designer用的比较多,Pads,开源的KiCad也不错,多用用就熟练了,不懂的多问搜索引擎;
Layout的设计规范可以参考一下华为的设计规范,注意一下板机的EMC,布线,铺铜,接地方式以及回流面积,如果是低速板,相对难度会小一点,硬件的坑很深,甚踩;
最后我想说的是最重要的还是实践,实践,实践,自己做个板子,发出去打样,现在打样还是很便宜了,甚至连SMT都包了,软件靠精力,硬件靠经历,多爬坑,学的就多了,会的也就多了,技术在于积累。
总结
本文简单介绍了学习单片机的技术路线,分别从软件角度和硬件角度给出了简单的方法,单片机开发是软硬结合的,所以软件的学习和硬件的学习,缺一不可;
笔者能力和水平有限,文中难免存在错误和纰漏,请大佬不吝赐教。