超詳細的嵌入式學習路線圖

人們常說：“人生就是一場場游戲，我們要做的，就是打怪，升級，通關”，學習嵌入式的過程也是如此。

一前言

最近看到APP上，給我推送了很多類似的回答，借此機會，也想著重新審視一下自己的學習歷程，以及結合自身和大牛，分享一些學習經(jīng)驗，希望對大家有所啟發(fā)和幫助。

本文主要目的是為了：

提供一張嵌入式學習路線地圖

提供不同階段的學習建議

推薦不同階段的學習資料

3000余字，耗時1周，建議收藏；碼字不易，如有幫助，慷慨三連

本文將嵌入式學習路線分為幾個方面：

嵌入式基礎必備知識

51單片機

STM32單片機

小而美的RTOS

ARM+LINUX

在這個快節(jié)奏的時代，能靜下心，耐住性子看看文章，實屬不易。

二嵌入式基礎必備知識

老子曰：“合抱之木，生于毫末：九層之臺，起于壘土；千里之行，始于足下”，根基的重要性不言而喻。

那么對于嵌入式這條路線而言，如何建立一個穩(wěn)固的根基？

2.1、學習內容

C語言基礎

該部分，主要包括幾個核心知識點：三大語法結構、常用的數(shù)據(jù)類型、函數(shù)、結構體、指針、文件操作等。

硬件基礎知識

該部分，核心知識點在于：電路基礎知識、數(shù)電模電基礎知識、常用的電子元器件等。

數(shù)據(jù)結構

核心知識點：數(shù)組、隊列、鏈表、堆棧、樹、圖、散列表等。

操作系統(tǒng)

核心知識點：進程管理、內存管理、文件管理、輸入輸出管理等。

計算機原理

核心知識點：數(shù)據(jù)表示和運算、存儲系統(tǒng)、指令系統(tǒng)、總線系統(tǒng)、中央處理器、輸入輸出系統(tǒng)等。

2.2、學習建議

對于C語言基礎學習，一定要重點熟練掌握，根基的牢固直接決定了我們的代碼質量。

對于硬件基礎學習，要適當了解，要能夠看懂一些簡單的電路結構，認識常用的電子元器件。

對于數(shù)據(jù)結構學習，前五個是必備學習的，可能在剛開始學習的時候，可能會感覺不到作用在哪里，但是隨著接觸到嵌入式底層設計以及算法設計的時候，才會恍然大悟。

對于操作系統(tǒng)學習，重點學習其思想，對相關知識點有一個大概的了解，后續(xù)接觸到繼續(xù)重點學習，這些無論是RTOS，還是Linux，都有涉及到的。

對于計算機原理學習，可以將其看作是嵌入式系統(tǒng)的各個模塊的詳解，會讓你對嵌入式有一個整體的了解，每一個部分都值得深究。

2.3、學習資料

C語言基礎：推薦經(jīng)典書籍《C語言程序設計》（第2版）譚浩強版本。

硬件基礎：大學里面的《數(shù)電模電》書籍所涉及的知識即可。

數(shù)據(jù)結構：推薦經(jīng)典書籍《數(shù)據(jù)結構》——嚴蔚敏版。

操作系統(tǒng)、計算機原理：我用的是《王道》的系列叢書，個人感覺不錯。

計算機組成、數(shù)據(jù)結構、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫是嵌入式或者說計算機的入門必讀書籍，并且也被列入高校教材內，是真正的基礎知識。

以上，不一定是全部看完才能體驗編程的樂趣，這個基礎是一個循序漸進的過程，也不是一朝一夕就能完成的，可以先有一個大概，后續(xù)做項目時，哪里不懂補哪里！

這里涉及到一個重要的學習方法：項目導向的學習法。

三嵌入式入門篇——51單片機

在上面的基礎知識進行熟悉之后（C語言基礎、計算機組成、硬件基礎必備），我們準備叩開嵌入式世界的大門。

入門篇，依舊推薦51單片機，當然有人會說，直接上STM32豈不更好？

我的看法：建議新手還是以51單片機來入門，因為STM32體系架構比51大很多，對于新手剛開始可能會不太容易適應。

3.1、學習內容

該部分，主要在最小嵌入式系統(tǒng)中，實現(xiàn)各種有趣的實驗。通過51單片機的學習，我們要做到：

軟件類：

主要知識點有：認識單片機、熟悉邏輯運算、點亮一顆LED燈、按鍵檢測、串口通信、定時器、中斷等。

硬件類：

主要知識點有：電阻元器件了解，基本模塊電路了解，時鐘電路，嘗試繪制51單片機原理圖和PCB

3.2、學習建議

對于軟件類，我們主要做到：認識單片機，熟悉單片機的GPIO的輸入、輸出操作，串口通信協(xié)議掌握等，這些部分都是任何一款嵌入式設備的必備技能。

對于硬件類：我們主要做到：能看懂電路圖，熟悉一些簡單模塊的設計電路，了解Altium Designer的使用方法。

3.3、學習資料

51單片機：郭天祥的51單片機教程，經(jīng)典著作，經(jīng)久不衰，強烈推薦。

莊子說：“水之積也不厚，則其負大舟也無力?！?/p>

該部分，是嵌入式領域的基石，只有將基礎打牢，才能負得起Linux泰坦號。

四STM32進階篇

STM32是C51的進階版，擁有C51的基礎知識，開發(fā)STM32會得心應手。

STM32的系統(tǒng)架構以及硬件設計相比于C51來說，都是上升了一個維度的，這也是為什么我推薦入門學習C51的原因。

以STM32F407平臺為基礎，去學習目前嵌入式主流的一些技術，探尋底層的原理，做到不同平臺，都能夠得心應手。

4.1、學習內容

基礎練習

該部分，主要練習：點亮LED燈、GPIO的輸入輸出操作、中斷操作、UART通信、IIC通信等

進階練習

該部分，主要練習：DMA通信、SPI通信、CAN通信、LCD顯示屏，ADC等

高階練習

該部分，主要學習：STM32時鐘架構、總線架構、電源管理、代碼框架、SDIO通信、USB通信等。

4.2、學習建議

對于基礎練習，主要目的是為了方便讓我們從C51到STM32環(huán)境的過渡。

對于進階練習，主要練習一些通信類相關的協(xié)議，可以結合一些傳感器進行開發(fā)。

對于高階練習，主要目的是為了熟悉單片機的設計架構，編程的框架，以及一些更復雜的通信技術。

另外，STM32會有寄存器和庫函數(shù)兩個版本，建議交叉學習，理解會更加深刻。

4.3、學習資料

STM32單片機：推薦正點原子、野火的STM32F103或者STM32F407系列。

兩家的學習資料都非常豐富，既有詳細的文檔說明，也有完整的學習視頻教程，非常適合新手入門學習。

俗話說：“有道無術，術尚可求，有術無道，止于術”。要明白道和術的區(qū)別，不要本末倒置。

五小而美的RTOS

RTOS，實時操作系統(tǒng)，可以理解為STM32與Linux之間的橋梁，由于其實現(xiàn)思想大都取之于Linux，所以也稱之為精簡版的Linux。

我們常用的有實時操作系統(tǒng)有：UCOS，VxWork，FreeRtos，近些年RT-Thread也異軍突起。

學習這些簡單的嵌入式系統(tǒng)，一來能夠幫助我們?yōu)閷W習Linux操作系統(tǒng)打下基礎，二來也能夠擴寬我們的職業(yè)道路。

前面也說過了，無論是UCOS、FreeRtos、Rt-thread，其內部的設計思想大同小異，下面主要以Ucos為例。

5.1、學習內容

實時系統(tǒng)學習

該部分，主要學習：移植Ucos系統(tǒng)、多任務管理、調度算法、消息隊列、信號量互斥量、事件、內存管理等。

5.2、學習建議

對于實時系統(tǒng)學習，除了上述的那些核心知識點外，還要結合2.1 基礎必備知識的操作系統(tǒng)書籍加深理解。

5.3、學習資料

RTOS的學習：依舊推薦正點原子，野火，因為這些實時操作系統(tǒng)開發(fā)，可以基于STM32開發(fā)板，同時也有非常詳細的文檔和視頻教學。

六ARM+Linux篇

學習完RTOS后，基本嵌入式所涉及的技術已經(jīng)掌握一半了，你也可以獨立完成一些小的項目，也可以找到一個不錯的工作，但是一定不要自我滿足，有機會一定要接觸Linux。

還是那句話：ARM+Linux，也是最為復雜的東西，如果你不去接觸Linux，你永遠不知道嵌入式的魅力。

Linux開發(fā)又分為驅動開發(fā)，內核開發(fā)，應用開發(fā)，每一個方向都需要幾年甚至幾十年的積累。

作為初學者，我們要做的就是宏觀了解，擴大我們的知識面，然后去選擇自己感興趣的方面。

6.1、學習內容

Linux基礎篇

該部分主要學習：Linux常用命令、VIM學習、Linux的Shell編程、Gcc編譯、Makefile等。

驅動篇

該部分主要學習：內核模塊編譯原理、字符設備驅動框架、平臺設備驅動、設備樹、Pinctrl子系統(tǒng)、I2C子系統(tǒng)、中斷子系統(tǒng)、塊設備驅動框架、Bootloader等

內核篇

該部分主要學習：系統(tǒng)調用、存儲管理、進程管理、內存管理、文件管理等。

應用篇

該部分主要學習：QT編程、TCP/IP協(xié)議、HTTP協(xié)議等。

6.2、學習建議

對于基礎學習，剛接觸到Linux，一般比較難上手，與之前的單片機完全不同，需要一個熟悉環(huán)境的過程。

對于驅動學習，重要在于明白“如何在Linux環(huán)境下編寫驅動程序”，驅動的底層原理還是那樣，加了一層層的框架，需要我們去熟悉。

對于內核學習，上述也是系統(tǒng)的幾大核心特色，重點在于"如何使Linux性能最優(yōu)"

對于應用學習，上述的幾個方面也是基礎，重點還在于開發(fā)什么應用，去學習哪方面的知識，沒有定論。

對于Linux，有句老話“學習Linux，3年才算入門，5年才勉強算Linux工程師，對于不太熟悉的領域，博主也不敢妄加斷言?！?/p>

6.3、學習資料

對于基礎學習，推薦《鳥哥的Linux私房菜》，《Unix環(huán)境高級編程》等入門書籍。

對于驅動開發(fā)，推薦《Linux設備驅動開發(fā)詳解》，Linux內核源碼詳解等。

對于內核學習，推薦《Linux Shell腳本攻略》、《深入理解Linux內核》等。

對于應用開發(fā)，推薦《嵌入式Linux應用開發(fā)完全手冊》、《Unix網(wǎng)絡編程》等。

另外，推薦正點原子，野火，韋東山三個Linux開發(fā)教程，韋老師的課程好評居多，但還是看哪個更適合自己。

七總結

全文整體的學習路線：嵌入式基礎學習->51單片機->STM32單片機->RTOS篇->ARM+Linux

每一個部分，也都從學習內容，學習建議，學習資料三個方面來展開，層層深入，步步指引。

文章既是我的學習歷程，又結合了一些大佬的學習分享，不斷調整總結出來的，如有異同，可以討論。