單片機(jī)學(xué)到什么程度可以滿足工作需求?

電子設(shè)計(jì)聯(lián)盟 · 發(fā)表于 2024-9-19 08:15:00

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首先，明確方向是至關(guān)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?yàn)榇蠖鄶?shù)公司都有專門的硬件團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)相關(guān)工作，單片機(jī)的硬件部分并不會成為學(xué)習(xí)的重點(diǎn)。如果你試圖同時學(xué)硬件和軟件，往往兩邊都無法深入掌握。

當(dāng)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(shù)人員，這些技術(shù)人員既要設(shè)計(jì)和調(diào)試硬件，還要負(fù)責(zé)生產(chǎn)、維修，甚至做結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和產(chǎn)品組裝。而一旦公司規(guī)模有所擴(kuò)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(chǔ)的電路分析知識即可，像基爾霍夫定律、戴維南定律、節(jié)點(diǎn)法和網(wǎng)孔法這些基本的電路理論就足夠應(yīng)對硬件工作中的需求了。

學(xué)習(xí)路徑建議

學(xué)習(xí)基礎(chǔ)C語言和MCU開發(fā)板
如果你有一定的C語言基礎(chǔ)，可以直接購買一個STM32或ESP32開發(fā)板，開始動手學(xué)習(xí)。
這里不建議你專門學(xué)習(xí)匯編語言，現(xiàn)代公司99%的場景中都不會用到它。
對于C語言的學(xué)習(xí)，也不要過于刻意，一開始遇到問題再去學(xué)習(xí)解決，這樣學(xué)習(xí)效率會更高。

避免Arduino
不要以Arduino作為你的主學(xué)習(xí)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(jīng)公司在實(shí)際項(xiàng)目中不會用它。
Arduino更適合初學(xué)者或?qū)W生學(xué)習(xí)硬件編程的基礎(chǔ)概念，而不是實(shí)際的嵌入式項(xiàng)目開發(fā)。

深入掌握MCU外設(shè)和寄存器操作
學(xué)習(xí)開發(fā)板中常用的外設(shè)接口，比如GPIO、ADC、DAC、Timer(PWM)、UART、SPI/IIC等。
它們在絕大多數(shù)項(xiàng)目中都會用到，因此你需要了解這些外設(shè)的用途、工作原理，并通過實(shí)際的代碼調(diào)試加深理解。
此外，中斷的使用也是關(guān)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(shù)，深入到寄存器層級，閱讀MCU廠商提供的《軟件設(shè)計(jì)手冊》和《數(shù)據(jù)手冊》，理解每個寄存器的作用和使用場景。
你應(yīng)該具備通過直接操作寄存器來配置和控制外設(shè)的能力。

學(xué)習(xí)嵌入式操作系統(tǒng)
接下來，你需要學(xué)習(xí)一個嵌入式操作系統(tǒng)，比如FreeRTOS或RT-Thread。
在學(xué)習(xí)這些操作系統(tǒng)時，重點(diǎn)掌握如何編寫任務(wù)和中斷銜接程序，不用花費(fèi)太多精力在移植操作上，因?yàn)楣卷?xiàng)目中通常會由專人或廠商負(fù)責(zé)移植工作。
多任務(wù)協(xié)調(diào)是嵌入式開發(fā)中的一個重要技能，熟練掌握多任務(wù)的協(xié)調(diào)工作，而不僅僅是編寫?yīng)毩⒌娜蝿?wù)。

包裝你的學(xué)習(xí)成果
學(xué)習(xí)的過程中，你可以將自己的學(xué)習(xí)過程包裝成一個完整的項(xiàng)目。
你要設(shè)想產(chǎn)品的功能、目標(biāo)用戶、應(yīng)用場景以及解決的問題，并把學(xué)習(xí)內(nèi)容融入到這個虛擬的項(xiàng)目中。
不要過度堆砌外設(shè)，避免顯得不真實(shí)。
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深度技能加分項(xiàng)
經(jīng)過上述學(xué)習(xí)后，如果你擁有985/211名校背景或碩士學(xué)位，在進(jìn)入職場時可能已經(jīng)具備一定的競爭力。

如果沒有名�；�?qū)W位的加持，那么以下這些技能可以為你加分：

Cortex-M內(nèi)核：深入理解MCU內(nèi)核的各個組成部分及其工作機(jī)制，包括啟動流程、指令集、存儲映射、SysTick定時器、異常和中斷等。

IoT操作系統(tǒng)：進(jìn)一步學(xué)習(xí)物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)的高級功能，如設(shè)備驅(qū)動模型、文件系統(tǒng)、低功耗管理、以太網(wǎng)及TCP/IP協(xié)議棧等。這些系統(tǒng)類似于Linux的簡化版，有助于你未來學(xué)習(xí)更復(fù)雜的操作系統(tǒng)。

Modbus與RS-485：學(xué)習(xí)Modbus協(xié)議的應(yīng)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(xié)議。

CAN通信：掌握CAN協(xié)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。

藍(lán)牙或USB：學(xué)習(xí)藍(lán)牙或USB的協(xié)議棧結(jié)構(gòu)、通信時序及常用應(yīng)用層端點(diǎn)，這是物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)中的常用技術(shù)。

PID控制算法：理解并調(diào)試PID控制算法，特別是在工業(yè)控制中廣泛應(yīng)用。

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(xiàng)目中有用。

Bootloader開發(fā)：理解Bootloader的原理、內(nèi)存分配及在線升級機(jī)制，這是嵌入式系統(tǒng)啟動的核心部分。

TCP/IP協(xié)議棧：深入學(xué)習(xí)TCP/IP分層模型、鏈路層協(xié)議及Socket編程接口。理解通信協(xié)議中的分層模型有助于構(gòu)建健壯的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

C++在嵌入式開發(fā)中的應(yīng)用：學(xué)習(xí)C++的面向?qū)ο筇匦�，掌握異常處理、RTTI（運(yùn)行時類型識別）和STL（標(biāo)準(zhǔn)模板庫）等高級特性。隨著嵌入式系統(tǒng)日益復(fù)雜，C++將在嵌入式領(lǐng)域中發(fā)揮更大的作用。
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后續(xù)方向
當(dāng)你掌握上述技能后，技術(shù)方向可以延伸至以下領(lǐng)域：

硬件設(shè)計(jì)

Linux內(nèi)核與驅(qū)動開發(fā)

QT與C++應(yīng)用開發(fā)

Android/iOS應(yīng)用開發(fā)

架構(gòu)師方向