最近偶然在网上看到韦东山老师的课程——7天物联网智能家居实战训练，常常在关于Linux学习或者嵌入式学习的文章中看到韦东山老师的名字，但是还从来没有实际听过，因为大家都说要先从51，再过渡到STM32，最后再学习Linux，才不会那么吃力，正好在寒假的时候将郭天祥老师的单片机教程学得七七八了，也正好这次韦老师的课是关于STM32的，所以就直接买下了，正好借此入门STM32。这个专栏的文章主要用于记录自己的一些笔记，用于我日后查阅，不是用于讲解知识，当然，如果别人能在此学习到一些知识也是我的荣幸。

注：韦东山老师的课程可以在百问网上找到。

一、什么是嵌入式

我们常见的电脑，不属于嵌入式，电脑属于通用计算机，一台电脑可以实现多种功能。电脑属于同一个硬件设备满足不同的应用场景。

那么，什么是嵌入式呢？

与上面的电脑通用性相反。例如洗衣机，专门用于洗衣服；冰箱，专门用于冷藏食物。为了实现不同的功能，硬件也是不同的。

嵌入式设备还有一个特点是：智能控制核心。例如普通的插线板就不是嵌入式设备，而带有远程控制开关，定时开关的插线板就是嵌入式设备。另外还有一个特点是裁剪。

特点如下：

其实，嵌入式设备和其他设备的界限越来越模糊，随着科技的发展，很多硬件设备也可以实现多种功能，例如树莓派。

因此，我们可以简单这么理解，除了电脑以外的智能产品，我们都认为是嵌入式设备。

二、学习参考路线

大学生时期：作为最基本的知识，电路、数电模电，以及C语言，是需要先打好基础的。

入门期：入门期就可以从软件或者硬件方面划分了，根据自己的情况。（半年到一年）

硬件：主要是学会画PCB板，能够设计一个单片机最小系统板出来，重点在能够掌握单片机的外围电路;

软件：主要是单片机编程，买一个开发板，根据开发板的硬件电路，做一些小项目。或者用这次课程的F103MINI板，根据学习手册，将利用的配套实验做个百分之七八十即可。

成长期：这时候就更是细分方向了。根据你所设计的内容简单或者复杂，需要用到怎样的设计，例如简单的冰箱控制，用单片机裸机即可，到无人机的层面，就需要用RTOS了。还有一些就需要用到Linux/Android驱动、应用，然后就是一些。

单片机裸机：不涉及操作系统，一般项目比较简单，直接软件编程控制，难度不大，岗位也很多，待遇差。

RTOS：使用实时性操作系统，项目要求多，程序复杂，例如无人机，相比上面，学习的内容更多一点。

Linux/Android 分为底层和应用：

底层：编写驱动比较多，这部分需要有单片机基础，要理解Linux的驱动框架，以及Linux的机制。

应用：编写程序。

其他（DSP、FPGA）：用于特定产品，能力要求高，这个根据公司需求学习即可，不建议只学DSP或者FPGA。

一点建议：在招聘网站上搜索嵌入式的相关职位，可以看到不少岗位都要求Linux，所以学完单片机后，我们可以深入学习操作系统，无论是单片机的实时性操作系统，还是Linux操作系统，都可以。

学习的基础内功：

这部分内容需要先练扎实，只有会这些基础知识，我们才可以往深的做，而且越扎实，我们越能学得更深。

三、基础概念

这里是一些嵌入式学习中常会遇到的概念。

1.ARM

对于ARM，通常有两个含义：

一是公司，ARM公司是一家设计处理器架构的公司。注意，只是设计，不是生产制造。

二是采用ARM公司提供方案设计的处理器芯片统称。ARM公司提供方案给其他一些公司，例如高通，华为等，它们根据自己的需求，添加外设等，设计出来的自己的芯片。例如华为的麒麟，苹果的A系列。

这里的ARM英文全称如下：

RISC：精简指令集。

同理还有复杂指令集，如电脑中用到的，我们写的程序、代码最终都要转化为指令，给CPU去运行执行。

ARM架构的分类：

A系列处理器可以提供虚拟内存之类的实现多进程多线程的功能，可以跑操作系统。

R系列用于一些高实时性的应用，例如电脑硬盘的控制器，汽车的安全气囊等，见得较少。

M系列运用于低功耗，对成本敏感的产品，例如小型家电，物联网设备，无人机设备等。

这里就涉及下面要提到的MCU、MPU了。

2.MCU

MCU是微控制器的意思，特点是把CPU、内存还有存储集中在一个芯片上面，就是我们常说的单片机。是一个完整的微型计算机，只要供电，并且加上极少的外围电路就可以正常工作，常见的有：8051、STM32等。

MCU上运行的是裸机或者实时性操作系统，用于中低端的产品，例如小家电、工业控制等。

3.MPU

MPU是微处理器，主要负责处理和计算，类似于电脑，需要外加内存、存储。

MPU上运行的常是Linux、Android这种非实时性的操作系统，用于高端市场，如智能手机、路由器、智能消费电子市场。

MCU和MPU两者的区别是应用场景不同，MCU用于控制，简单，不需要去运算太多的内容，例如小家电。MPU注重于强大的运算和处理，例如手机。其实随着科技的发展，这两者的界限也逐渐变得模糊，例如单片机有时候也会外接内存。

4.DSP：

DSP也是两种概念。数字信号处理技术和芯片。

芯片用于数字调制解调、加密、图形处理、数字滤波等计算比较密集的场景，有广泛的应用场景。专门用于数字处理。

5.FPGA

FPGA也是一种芯片，这种芯片可以通过编程改变芯片内部的结构、修改硬件。例如添加硬件接口，串口。

总结：

四、开发流程

单片机的开发不同于电脑。电脑直接在电脑上开发即可。而单片机因为设备、功能的局限性，需要在电脑上开发之后下载到开发板上，不能直接在开发板上开发，这称为交叉开发。

1.电脑

在电脑上所要做的内容如下：

注：图中的GUN写错了，实际是GNU。

集成开发环境

常见的如keil，是针对ARM架构的，因为我们所用的很多芯片都是ARM架构的，所以选用keil作为主要开发环境，其他的还有STM32CubeIDE，只能针对STM32型号的单片机，还有IAR等。

2.调试/下载器

调试：控制开发板的芯片（MCU）一步一步的执行代码，而不是全速运行所有代码。ARM系的芯片，在ARM设计的时候设计了一个JTAG的接口，所以的ARM芯片都可以用JTAG接口进行调试。调试需要工具，称烧写器或者调试器，常见的如J-Link（适合所有ARM芯片）、ST-Link（适合ST的芯片），本次使用的开发板MINI也可以通过烧写固件来作为一个ST-Link。

下载：这部分是由芯片产家设计决定的，例如JTAG接口也支持下载，有的芯片则会扩展下载方式，例如STM32支持串口下载，有一些则支持USB下载，MINI开发板的一键下载功能就是基于串口下载。

3.开发板

开发板不像电脑，很多时候出错了我们并不知道是哪里的问题，有一个办法是通过调试单步执行代码，但是实际上调试器的价格很高，所以我们可以采用别的方法，就是打印显示。

在开发板上利用串口模块，我们可以编写程序，让程序运行到某一步时，通过串口向电脑发送数据，再通过一些方法在电脑上显示出来，这样我们就可以大致的看到哪些步骤运行了哪些还没有。

这里需要注意的是，单片机的串口模块用的是TTL电平，并不能直接连到电脑上，需要进行USB-TTL转换，将开发板的串口信号转换成USB信号传到电脑，转换常用的是特定的芯片,如本次用到的CH340。还有就是，将串口信号在电脑上显示出来需要用到特定的软件，串口助手，常见的如MobaXterm或者SecureCRT等。如果用的是STC型号的单片机，还可以直接利用STC-ISP中的串口助手功能。

总结：

五、单板介绍

这里是介绍课程使用的开发板，具体信息可以在开发板的对应资料里找到。

本次课程使用的开发板是STM32F103_MINI开发板。

板载资源如下：

①USB：用于供电、下载、串口打印、USB通讯；

④切换开关：串口打印（OFF）、USB通讯（ON）；

⑤扩展接口

①①EEPROM接口：存储数据，特性：掉电不丢失，属于I2C接口

①②自恢复保险丝

①③USB转串口芯片：CH340

①④外部FLASH：存储大型文件，是SPI接口，存放脱机烧录的程序

对应的应用功能：

脱机烧录：软件自动烧写一个特殊的固件在开发板（该开发板要符合DAP协议）里，然后选择一个bin或者hex文件（即我们写的程序最后的二进制或者十六进制文件）烧写保存在这个开发板的FLASH里，可用于离线烧写到其他的开发板，这个功能在实际生产中，对芯片的功能升级较为方便，不需要带个电脑去现场下载程序，只需要带一个小小的开发板即可。

最后，我想说的是，正如黄老师在第一节课里说的，我们在学习过程中要多做笔记，写博客等，并不是为了去做教学什么的，主要是我们在学习过程中会遇到很多知识点，很多技术，可能在当时我们学会了，但是后面没有经常用到就忘记了，这时候如果我们去看别人的资料，除了要辨别真假之外，学习也相对吃力，这时候，如果我们有自己写的笔记，就不需要去考虑正确性了，并且自己写的是按自己的思路，可以很容易回忆起当时的学习内容。

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