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首先如图所示：单片机的嵌入式学习路径。
为什么我们只谈论微控制器？ 因为我认为嵌入式是一个比较笼统的概念，可以根据处理器性能大致分为两类。
51、stm32、arduino等低性能设备一般用于开发较便宜的产品，如手环、插座、牙刷、小玩具等。此类芯片资源有限，无法运行Linux操作系统；
还有一种高性能处理器，就像我们手机中使用的处理器一样，可以运行Linux和Android操作系统。 这些芯片一般用于开发较昂贵的产品，如智能音箱、自动售货机、摄像头、路由器等。
这两类性能不同的处理器都是嵌入式的，但是需要掌握的技术有一定的区别。 本期我们先聊聊低性能和微控制器的成长之路。 如果您看完本文感觉不错，记得关注哦。 稍后我会写更多。 一篇关于嵌入式Linux成长之路的文章。
还有四个熟悉的阶段。 这就是柯岩原始学习的四个阶段，新手、入门、高级、经验丰富，是从入门到精通的阶段。
阅读欢迎信息后，请告诉我您处于哪个阶段。
响尾蛇
我们先从菜鸟开始吧。 菜鸟是纯粹的新手，就是你无知，什么都不懂。 需要学习三个部分，基本概念、C语言基础、单片机基础。
如图所示，基本概念如下：
你需要知道什么是微控制器； 你需要知道MCU、RAM、ROM、IO引脚、中断、定时器等概念指的是什么； 另外，常见的微控制器有8位、16位、32位。
你还需要对电路板有一个概念，什么是原理图，什么是PCB。 新手阶段只需要了解这些硬件概念即可。
然后是软件，它实际上是单片机中运行的程序。 我们也称其为固件。
有了硬件和软件，软件必须安装到硬件中才能执行。 这个过程称为编译、下载、运行。 一般使用Keil、IAR、gcc等工具。
我们生活中烧入微控制器的第一个程序通常是什么？
只需打开灯即可。 对于嵌入式工程师来说，开灯实际上就是hello world。 一般电路板上都有LED灯。 当LED灯亮时，说明板子的硬件没有问题，包括电源、处理器、管脚等，也说明烧录、烧录等一系列步骤都没有问题。运行软件。
只有董事会做好了，剩下的工作才会水到渠成。
因此，作为一名嵌入式工程师，他通常称自己为灯光工程师。
最后一点是要知道什么是嵌入式工程师。 业界一般将嵌入式工程师称为某工。
比如你姓张，人们就会叫你张公。 如果你姓李，他们就会叫你李公。 和我一样，我也姓老挝。 我想知道当您阅读这篇文章时您姓什么？
工程师在工作中通常做什么？ 就是画板子、写程序、调板子、烧板子。
你烧过木板吗？ 无论如何，我有。 这很有趣。 它直接冒烟，导致我们工作的大楼停电。 是不是很有趣呢？
嵌入式工程师的标配：黑框眼镜、格子衬衫、黑色或灰色的背包。 很典型，工作经验一般可以通过发际线的高度来判断。
当你有了单片机程序的概念之后，你需要学习C语言。
这里写了三点，参考C语言路线图； 达到新手水平就可以开始接触单片机了； 最好达到高级水平。
这是什么意思？ 之前我做过一张C语言学习路径图，也是分为4个阶段。
对于初学者来说，基础是学习C语言的语法； 对于初学者，可以学也可以不学，培养兴趣； 对于高级机器，应该学习数据结构、算法、网络、Linux，最好达到这个水平； 对于有经验的玩家，不要强求，以后可以学会。
详情如下：
这部分可以阅读几本日本作家写的与计算机知识相关的科普书籍，比如《计算机如何运行》、《程序如何运行》等。 这两本书对于新手来说都非常友好。
读书有一个原则，那就是永远不要以“读完它”为目的。 许多与计算机相关的书籍都是大部头。 等你读完，黄花菜就凉了。 所以最好带着问题去阅读，把它们当作一本字典，只读你关心的部分，找到答案后就把书放下。 不用担心你是否读完。
当你有了计算机和编程的基本概念后，你需要学习C语言的语法。 C语言的语法其实很简单，涉及到的概念并不多。 它们是编程语言中最基本的东西。
数据类型、常量、变量、表达式、函数、分支、循环、数组、结构、指针和 C 库。 共有11个概念。 对于新手来说，前面的比较简单，后面的可能会比较难理解一点。 平均来说，学习每个概念大约需要3到4个小时。
如何学习这些基本概念？
再说说第二个学习原则：要有适当的练习。
什么是合适的练习？ 合适的练习具有三个特点。
一是培训目的明确。 例如，学习函数时，适当的练习会围绕函数的各种特点进行，不应该有其他的知识盲点。
其次，时间不宜太长。 这应该需要足够的时间让你集中注意力。 一旦失去注意力，那就是浪费时间，而且可能无法完成练习。
第三，适当的练习难度要略高于自己的水平。 这将使您每次练习时都能获得新的东西。 如果每次练习都画菱形、正方形，那就白费力气了。
通过适当的练习，你会更快地掌握基础知识。
我建议在这个阶段快速进攻。 你不应该长期停留在新手阶段。 你应该快点战斗，1周内完成，最多2周。 否则学习很容易变得无趣，就会产生这个东西有没有用等负面情绪。
我们以爬山为例。 新手阶段，我在山脚下听老师的理论课。 老师讲了很长时间关于登山鞋的品牌，如何选择，登山杖如何使用，登山时的姿势是什么样的，如何锻炼全身的肌肉。 力量，雨雪天气如何保暖，山体滑坡如何自救等等，这些理论一直被讨论。
你说我报了登山培训班，只教了半年理论。 当然，同学们要问了，懂得如何选择登山鞋与能否爬山有什么关系呢？
如果你想学登山，一旦了解了基础理论知识，你就可以很快骑骡子或者骑马出去兜风了！ 先爬几百米、几千米看看，把登山练习中遇到的问题记录下来，然后翻书、找教练学习理论。
学习编程语言也是如此。 了解了基础知识后，就可以做一些与现实生活相关的小项目了。 如果遇到不懂的，可以回去学习。
这里我插入第三个学习原则，称为“最少必要知识”。
也就是说，当你刚接触一个领域或知识时，你应该先学习最关键的知识，然后你才能做出简单的东西。 这个时候，你应该尽快开始练习，尤其是那些需要动手实践的科目。 没必要在开始之前就担心什么都学完了，有些高级的东西需要时间积累才能理解。 即使你学会了并通过了考试，没有时间去打磨，那也只是纸上谈兵。
所以我想再次强调，不要长期停留在新秀阶段。 要做的要快，1周就可以做完，最多2周就可以了。
我必须立即做出一些让我有成就感和满足感的东西。
于是，赶紧进入第二阶段，入门吃鸡。
第二阶段的目的是在对编程有了初步的了解后，尝试自我培养对编程的兴趣。
我建议使用Windows系统界面来创建一些更有趣、更好玩的程序。 比如我就简单列出了几个适合练习的小程序。
为什么我推荐windows？
首先，因为Windows的图形界面编程非常方便。 您可以通过拖放来绘制界面。 所见即所得，很容易形成成就感。 其次，因为Windows特别适合初学者。 它在幕后编译和链接程序。 新手阶段不需要知道的所有知识都被隐藏了，只需专注于你的代码即可。
你可以从最简单的开始，比如先弹出一个这样的对话框，但实际上并不需要写几行代码。
但这件事很有趣。 比黑乎乎的命令行顺眼多了，对吧？ 您可以将此程序发送给您的同学。 如果你的同学只会写杨辉三角形，那你简直就是高了一个级别而已。 这是什么？ 这难道不是一种成就感吗？
当我在学校的时候，我对图形界面非常感兴趣。 我仍然记得第一次在Windows中编写最简单的对话框的喜悦。 我感觉我就是电脑之神。 无论我要求它做什么，它都会做。 为什么，这就是所谓的编程。
我用C语言写了一个音乐播放器，用Java写了一个扑克游戏。 当时我在课程设计上确实得分很高。
图形界面编程很容易引起人的兴趣。 俗话说，兴趣是最好的老师。 一旦你学习编程的兴趣和热情被点燃，这种兴趣就会驱使你继续学习，你就会不断提高自己写的东西。 编写代码，直到它看起来像您想要的样子。
在这些编程练习中，你将重复使用第一阶段所学的理论知识。 当遇到不懂的事情时，可以立即翻书、找视频来弥补。 这样的练习如果有理论指导的话会事半功倍。
这个阶段的长度由你决定。 如果你做得越来越好，你就可以继续这个阶段的比赛。
这里我插入第四个学习原则，就是为自己设定目标。 你不能漫无目的地学习。 你需要有一个指导。 最好设定可衡量的目标，否则你不知道自己是否学到了东西。
例如，设定一个目标，在3小时内学习5个C标准库接口。 如果你能知道在什么情况下使用它，并且知道如何使用5个接口，那么你的目的就达到了。
另一个例子是制作音乐播放器。 一个音乐播放器要达到理想的效果和功能，首先要考虑全局，然后不断改进才能达到这些目标。 一旦目标实现，您就可以继续下一步。 目标。
那么下面就是第三阶段，高级机器。
在这个阶段，你需要学习编程语言以外的东西。 数据结构、算法、网络的理论和实践都要安排。
可以先学习最基本的数据结构，比如栈、队列、链表等。 它们的概念是什么，有什么区别和联系。 树结构很难理解。 不懂的可以先跳过。
您还需要了解一些简单的算法。 排序和查找是最常用的，必须掌握。
计算机网络是整个互联网行业网络通信的理论基础。 也是必须要学习的。 物理层和链路层可能没掌握。 网络层、传输层和应用层必须掌握最关键的协议。
最后，学完这些理论知识，还需要实践。 没有实践的理论就像建在沙子上的碉堡，俗称沙雕。 如果你不想当傻子，那就写代码吧！
这个阶段，是时候学习在Linux上编写代码了。 毕竟在实际工作中，几乎没有人使用C语言在Windows上开发程序。
我认为非常适合的一个实践项目是在线聊天软件。 像QQ一样，可以用Linux写服务器端，用Windows写客户端。 这个过程中的练习将加深你对操作系统的系统调用、数据结构和网络的理解。 知识理解。
而且，在线聊天软件很有趣，制作起来也没有那么无聊。 完成后，我会给你的女神送一个专门的客户。 你可以在自己写的软件里聊天，边聊天边吹牛。 岂不是很美吗？
这个阶段涉及到不同课程的知识，需要相对较长的时间。 我建议代码一行一行地写，就像吃饭时一口一口地写，三合一支持同时阅读和点餐。
您需要了解项目中每一行代码的含义，以便编写健壮、无错误的代码。
我在写这篇稿子的时候，专门找过一些开源的聊天软件，但是并没有找到我想要的结合C语言windows+linux的、适合新手的项目。
那么接下来，我们就来到了C语言学习的最后一个阶段：老司机阶段。
这个阶段，你不再需要学习基础知识，而是开始向专家、大师学习。
被广泛使用且经得起时间考验的开源代码是现阶段最好的学习材料。 我列出了几个与网络行业相关的C语言开源项目，也是我在工作中经常接触到的项目。
有JSON格式数据解析库cjson、最小的http服务器tinyhttpd、高性能的http服务器nginx、物联网常用的传输协议mqtt。 如果你想学习tcp和udp的实现，有一个协议栈叫lwip，它类似于Linux内核的网络协议栈，代码量明显少，非常适合学习。
我不知道你所在的行业，以及你所在行业有哪些著名的开源C项目。 欢迎留言分享给大家！ 相信都可以作为自学材料。
当你刚开始学习开源代码时，你肯定会感到困惑。 你会惊叹，C语言也可以这样写吗？ 你可能想知道我面前的代码是否还是我们熟悉的C语言。
相信我，每个人都是这样。 我总结了几种学习源码的方法，分享给大家。 还有以下这张思维导图：
首先要保证代码可以直接运行，不会出现错误。 否则一运行就会出错，没办法继续下去；
那么我们首先要了解整个项目的整体功能，它的输入是什么，它的输出是什么，首先心里有一个期望；
看代码时只能关注数据结构中最关键的字段和语句，与主要逻辑无关的代码可以直接忽略。 **
高级机器阶段是学习如何使用接口，老司机阶段是学习如何实现接口。 如果你能看懂开源代码并解释其实现原理，你就走上了成为专家的道路。
有了C语言的基础，接下来就是一些单片机的基础了。
首先，需要选择学习资料丰富的MCU。 建议直接选择STM32。 信息非常丰富。 如果有什么疑问，基本可以通过查资料找到答案。 对于初学者来说非常友好。
然后我们就得写代码了。 我们的程序通常由轮询、定时器或中断触发。 我们必须学会用这三种方式写代码。
接下来是外围设备。 微控制器存在的意义是什么？
事实上，它是通过外围设备，可能是键盘或传感器。 该输入型外设输入一定的数据，对其进行处理，然后通过输出型外设输出一定的结果，输出型外设可以是显示屏。
在新手阶段，需要学习使用各种常见外设，如LED灯、蜂鸣器、键盘和IO引脚等。 这些是最基本的。
还需要学习uart、spi、i2c这三种很常见的串口，掌握通信协议的设计和编解码处理。 许多传感器通过固定协议与微控制器通信。 此外，微控制器还与其他微控制器和 PC 进行通信。 与计算机和其他设备通信时使用协议编解码器。
接下来需要学习一些调试方法，比如Keil、IAR软件的调试功能。 它们都很简单。 如果程序出现问题，可以使用调试的方法检查内存和某个变量的值来排查问题。
最后，还有一些简单的练习要做。
我列出了两种，一种是距离测量，可以用红外或超声波传感器来完成。
另一种做法是读取一些传感器数据，比如温湿度、人体检测等，并将数据显示在屏幕上。
响尾蛇阶段结束后，就可以开始做简单的小项目了。 初学者的学习时间约为两周。
初级鸡
接下来是入门阶段，由几个部分组成：单片机的进阶部分、学习电路板知识、做一些比较复杂的实用小项目。
我们先来看看单片机的高级方面，包括这些内容：
写代码的时候要有一定的标准，包括缩进、注释、变量和函数的命名等等，一定要按照规则来写。
入门吃鸡阶段，需要在项目中使用一些基本的数据结构，不要让全局变量和flag到处乱飞； 你还需要学习一些基本的算法，主要是排序和搜索。
接下来，您需要能够使用状态机编写稍微复杂的程序。 新手只能编写带有轮询、定时器和中断的简单程序。 对于更复杂的程序，您需要一个结构来控制它们。 状态机是更好的一种。 对于代码框架，需要了解状态机的原理和编写技巧。
对于更复杂的程序，您需要使用操作系统。 要学习使用嵌入式实时操作系统（也称为 RTOS），您需要了解它们的任务、锁、信号量和消息队列是如何使用的。
如果你做的是物联网相关的项目，就需要编写网络相关的程序。 您必须能够编写socket程序并调用socket接口来发送和接收tcp/udp/mqtt数据。
单片机联网一般采用无线模块，可以通过串口透传或AT指令控制模块来传输数据，如Wifi、蓝牙、ZigBee等。
很多项目中的单片机需要使用电池，而电池容量有限，所以必须学会编写低功耗程序，比如控制单片机的睡眠、关机、待机，以及如何测试低功耗功耗以及用什么指标来衡量功耗。 ，都必须掌握。
第二部分是学会看电路板。
只需要能够理解简单的原理图和 PCB 即可。
最后是吃鸡入门的做法：
我建议制作一个物联网设备并将其连接到某个云平台。
阿里云、腾讯云、百度云都可以连接。 他们都有物联网接入平台。 接入后，设备必须连接平台APP。
例如，如果你制作一个联网的温湿度采集器，你可以在APP上看到设备从传感器读取数据，也可以制作一个联网的智能插座或智能灯，并通过APP控制其开关。
上手需要一定的时间，也许你工作一到三年后，你就能灵活使用上面的软件接口和硬件设备，时间长了，你就可以编写复杂的程序了。 做复杂的项目。
先进机器
接下来是高级机器阶段。 这个阶段，要学的东西不仅增多了，而且也变得更加深入了。
我把高级机器的学习范围分为两部分。 其中一部分叫做“通用内功”，几乎是每个行业都通用的。 只有学习内功，才能应对一切变化而不变； 另一部分称为“独特技能”，指的是某一特定领域的专业技术知识。 一旦学会了，至少不用担心失业了。
我们先看一下一般内功。 第一个是顶层，学习嵌入式实时操作系统的源代码。 我建议学习 FreeRTOS、RT-Thread 和 μC/OS，这三种比较常用的嵌入式系统。
在入门级，您将使用 RTOS。 对于高级机器，您必须学习如何实现任务、锁和信号量。
接下来就是学习网络源码了。 同样，网络接口会在初学者阶段使用，而高级机器则必须学习如何实现它。
我们可以通过像lwip这样的轻协议栈源码来学习TCP或者UDP。 mqtt是物联网传输的协议，HTTP是WEB的常用协议。 图中这些源码可以直接学习。
然后就是模块的二次开发。 模块二次开发是指直接基于无线模块进行编码，而不是通过MCU进行控制。
这样可以减少MCU主控芯片的使用，节省硬件成本。 毕竟我们五金行业成本是最高的！
然后你就可以学习优化代码性能。 我列出了4种方法。 这些你都能明白。 有些项目有特殊的需求，所以我们需要知道如何优化。
下面是代码的可移植性。 事实上，代码是按照一定规范编写的。 我还列出了4点。
如果你在写代码的时候习惯性的考虑代码的可移植性，那么你写的代码就可以很容易的移植到不同的平台上。 有时我们在做产品的时候，会对产品进行升级或者更换硬件芯片。 如果以前的代码可移植性很好，那么它可以很快被新平台替换。
然后是编译和链接脚本。 你需要学习C语言代码是如何编译成机器指令的，以及机器指令在芯片中是如何组织的。
代码编译完成后，将进行链接。 需要指定加载地址、代码段、数据段地址。 对于一些需要手动设置的特殊产品也是如此。
除了C语言之外，还需要掌握其他几种编程语言。 建议学习Python、lua、shell。
学了C语言之后，这些语言其实并不是很好学。 您可以通过查看语法来学习写作。 我们经常使用这种语言来处理常规文本和二进制固件，方便快捷。
接下来的三个是学习低级知识。 首先，你要学会阅读芯片手册。 通过芯片手册可以学到太多东西。
在工作过程中，你会遇到各种各样的芯片。 可能有一些罕见的特殊芯片没有封装成C语言库，或者一些不常见的功能芯片提供的库没有封装。 这时，你必须通过操作寄存器来直接控制它们。
第一次看芯片手册你肯定看不懂。 这也需要时间。 时间长了，看多了自然就明白了。
而且各个芯片的芯片手册例程和结构都类似。 如果你理解了其中一个，那么其他的你就基本上都会理解了，所以你不用担心。
下一层是汇编指令集。 大多数微控制器都采用 Arm 架构。 你应该学习arm指令集。 例如，Cortex M系列内核有37个寄存器。 你需要了解它的一些常见的汇编指令。 如果你能理解并写出简单的程序就足够了。
最后，下一个层次是电子产品。 你需要学习模拟和数字电、电压和电流、电阻和电容、半导体二极管等知识，你必须知道它们是做什么的。 那么门电路、CPU、存储器的电路是怎么设计的，知道理论就可以了。
以上知识都是内功和心法。 不管你从事什么行业，只要是和硬件打交道的，都可以使用。
下面我们就来看看都有哪些独特的技能吧。 独特的技艺让我们吃得开心，吃得长久。
首先是通信协议栈的开发，例如PHY层、MAC层、空中接口协议的开发。 Wifi、4G、5G都有相似的发展需求和定位。 现在5G这么普及，如果能参与5G机型组的开发那就太棒了！
下面是算法。 算法分支也是一个比较专业的分支。 我列出了一些可以在我们的微控制器上运行的算法，例如滤波、姿态、惯性导航、PID 和 slam 算法。 可穿戴设备需要一些。 ，一些是无人机和无人驾驶车辆所需要的。
做算法门槛很高，大部分都是研究生入手。 如果你没有读过研究生，或者学过但对数学不感兴趣，建议不要研究算法。
我的学历只是普通的学士学位。 我是个白痴，不懂算法。 算法真是牛逼啊，算法yyds！
接下来是安全。 不知道有没有人明白这个道理。 这也是一个利基领域。 包括芯片安全和网络安全。
例如，在存储数据之前对数据进行加密，或者使用数字签名对固件进行签名然后将其烧录到芯片中，这些都是安全工程师需要设计和考虑的事情。
未来，万物互联，越来越多的家电甚至汽车都可以用手机控制。 因此，嵌入式和物联网的安全性不容忽视。
接下来是FPGA设计，学习编写Verilog HDL语言，学习使用硬件描述语言设计组合逻辑电路和时序逻辑电路。 这也是一个比较详细的分支，非常专业。
学完FPGA之后，还可以学习设计CPU，包括流水线、取指令、解码、执行、总线、中断异常等，这些硬件设计已经是非常底层的了。
为什么嵌入式工程师要学习FPGA或者设计CPU？
我认为这是基本原则。 了解了底层原理，解决上层问题的思路就会更加开阔。 比如说，如果你了解了TCP的原理，那么如果HTTP出现问题，你就会更容易解决。
好的，以上是您需要在高级阶段学习的内容。 您目前会感到兴奋或恐怖吗？
如果您掌握了这些，那么您在工作中基本上不会遇到无法解决的技术问题。
在高级计算机阶段，您通常必须至少工作5年，并且可能是5、8或10年。 要理解和掌握它，它需要持续学习理论知识和实践经验的积累。
这是高级机器的末尾，最后阶段即将开始，即资深驾驶员阶段。
让我们一起发现老兵司机的奥秘。
老司机
资深驾驶员阶段分为四个部分：技术，管理，工业和公司。
当您到达资深驾驶员阶段时，您不仅是了解技术的人，而且还了解管理和行业。
您仍然可以继续学习技术，并且可以学习一些水平技术扩展，例如编写主机计算机和应用程序； 学习测试工具和测试过程； 如果您有兴趣，可以学习MATLAB模拟。
如果您想绘制木板，则可以绘制更多的PCB； 如果您愿意进行设计，也可以学习工业设计和结构设计。
因此，管理层包括以下内容：
您可以在领导团队的同时学习管理知识，并依靠团队的实力来实现您想要实现的产品或功能。
您还需要拥有某些行业知识，也就是说，您需要了解该行业。 我总结了微控制器的几个行业：
不要专注于您手中一英亩的开发委员会的三分之一，而要注意行业的市场空间以及是否在不断上升的时期。
我们必须努力成为某个行业的专家，一个行业的专家，是一个行业的专家！
什么是行业专家？ 例如，如果您在医疗行业，则需要了解一些医学知识。
例如，要制作血糖计，您需要了解血糖对人体的影响，正常血糖水平的范围是什么，以及如何设计和生产血糖仪，参与，谁，谁客户是在哪里？ 哪些方法或渠道可用于向他们出售产品，并且是否有任何不言而喻的行业规则？
您可能会认为很难听到我现在说的话，但这并不困难。 如果您喜欢一个行业，那么在该行业工作了几年。 稍作练习，这不会花费很长时间，甚至在没有意识到的情况下，您也会逐渐学习它。 。
资深司机的最后一点是公司。 我列出了整个电子行业的上游和下游工业链：
从顶级芯片制造商到中间模块制造商，传感器制造商，操作系统，云平台，运营商，最后是B侧或C端硬件制造商，或集成商或渠道提供商。
无论哪种类型的公司，都需要嵌入工程师。
作为一名资深司机，您应该了解行业的头部，腰部和尾巴的公司，了解他们的业务模式，生活条件，了解您的同龄人正在生产的产品，他们拥有的业务以及为什么执行这些产品企业。 这是经验丰富的驾驶员应该理解的。
这些行业的认知和公司认知需要在多年的艰苦工作中获得。 这些经历在任何书或文章中都无法学习。
结尾
