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單片機學到什么程度可以滿足工作需求?

發(fā)布人:美男子玩編程 時間:2024-10-14 來源:工程師 發(fā)布文章

首先,明確方向是至關重要的。如果你對嵌入式開發(fā)感興趣,建議專攻軟件,而不是硬件。這并不是說硬件不重要,而是因為大多數公司都有專門的硬件團隊負責相關工作,單片機的硬件部分并不會成為學習的重點。如果你試圖同時學硬件和軟件,往往兩邊都無法深入掌握。


當然,小型公司可能更偏好“全能型”工程師,他們希望一個人能完成從軟件到硬件的所有工作,以節(jié)約開發(fā)成本。但是,這類公司通常規(guī)模較小,往往是創(chuàng)業(yè)公司,只有一到兩個技術人員,這些技術人員既要設計和調試硬件,還要負責生產、維修,甚至做結構設計和產品組裝。而一旦公司規(guī)模有所擴展,軟硬件的分工就會更加明確。


因此,如果你決定專攻軟件,硬件知識的要求就相對較低了。你只需要掌握如何閱讀簡單的電路原理圖,懂得一些基礎的電路分析知識即可,像基爾霍夫定律、戴維南定律、節(jié)點法和網孔法這些基本的電路理論就足夠應對硬件工作中的需求了。


學習路徑建議

  1. 學習基礎C語言和MCU開發(fā)板
    如果你有一定的C語言基礎,可以直接購買一個STM32或ESP32開發(fā)板,開始動手學習。

    這里不建議你專門學習匯編語言,現代公司99%的場景中都不會用到它。

    對于C語言的學習,也不要過于刻意,一開始遇到問題再去學習解決,這樣學習效率會更高。

  2. 避免Arduino
    不要以Arduino作為你的主學習工具。

    雖然Arduino作為入門工具不錯,但它的靈活性和性能限制較大,正經公司在實際項目中不會用它。

    Arduino更適合初學者或學生學習硬件編程的基礎概念,而不是實際的嵌入式項目開發(fā)。

  3. 深入掌握MCU外設和寄存器操作
    學習開發(fā)板中常用的外設接口,比如GPIO、ADC、DAC、Timer(PWM)、UART、SPI/IIC等。

    它們在絕大多數項目中都會用到,因此你需要了解這些外設的用途、工作原理,并通過實際的代碼調試加深理解。

    此外,中斷的使用也是關鍵,特別是在ADC、Timer、UART的使用場景中。

    不要僅僅依賴廠商提供的庫函數,深入到寄存器層級,閱讀MCU廠商提供的《軟件設計手冊》和《數據手冊》,理解每個寄存器的作用和使用場景。

    你應該具備通過直接操作寄存器來配置和控制外設的能力。

  4. 學習嵌入式操作系統
    接下來,你需要學習一個嵌入式操作系統,比如FreeRTOS或RT-Thread。

    在學習這些操作系統時,重點掌握如何編寫任務和中斷銜接程序,不用花費太多精力在移植操作上,因為公司項目中通常會由專人或廠商負責移植工作。

    多任務協調是嵌入式開發(fā)中的一個重要技能,熟練掌握多任務的協調工作,而不僅僅是編寫獨立的任務。

  5. 包裝你的學習成果
    學習的過程中,你可以將自己的學習過程包裝成一個完整的項目。

    你要設想產品的功能、目標用戶、應用場景以及解決的問題,并把學習內容融入到這個虛擬的項目中。

    不要過度堆砌外設,避免顯得不真實。


深度技能加分項

經過上述學習后,如果你擁有985/211名校背景或碩士學位,在進入職場時可能已經具備一定的競爭力。


如果沒有名?;驅W位的加持,那么以下這些技能可以為你加分:

  1. Cortex-M內核:深入理解MCU內核的各個組成部分及其工作機制,包括啟動流程、指令集、存儲映射、SysTick定時器、異常和中斷等。

  2. IoT操作系統:進一步學習物聯網操作系統的高級功能,如設備驅動模型、文件系統、低功耗管理、以太網及TCP/IP協議棧等。這些系統類似于Linux的簡化版,有助于你未來學習更復雜的操作系統。

  3. Modbus與RS-485:學習Modbus協議的應用場景、報文格式、通信時序及常用命令。這是工業(yè)控制中廣泛使用的協議。

  4. CAN通信:掌握CAN協議,這是汽車行業(yè)的必備技能,了解報文格式、通信時序及常用命令。

  5. 藍牙或USB:學習藍牙或USB的協議棧結構、通信時序及常用應用層端點,這是物聯網開發(fā)中的常用技術。

  6. PID控制算法:理解并調試PID控制算法,特別是在工業(yè)控制中廣泛應用。

  7. LCD及UI開發(fā):掌握一種UI庫的常用控件,特別是在有屏幕交互的嵌入式項目中有用。

  8. Bootloader開發(fā):理解Bootloader的原理、內存分配及在線升級機制,這是嵌入式系統啟動的核心部分。

  9. TCP/IP協議棧:深入學習TCP/IP分層模型、鏈路層協議及Socket編程接口。理解通信協議中的分層模型有助于構建健壯的網絡系統。

  10. C++在嵌入式開發(fā)中的應用:學習C++的面向對象特性,掌握異常處理、RTTI(運行時類型識別)和STL(標準模板庫)等高級特性。隨著嵌入式系統日益復雜,C++將在嵌入式領域中發(fā)揮更大的作用。


后續(xù)方向

當你掌握上述技能后,技術方向可以延伸至以下領域:

  • 硬件設計

  • Linux內核與驅動開發(fā)

  • QT與C++應用開發(fā)

  • Android/iOS應用開發(fā)

  • 架構師方向


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關鍵詞: 單片機

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