從菜鳥(niǎo)到大牛！嵌入式完整學(xué)習(xí)路線：STM32單片機(jī)-RTOS-Linux

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嵌入式系統(tǒng)是許多現(xiàn)代電子設(shè)備和智能系統(tǒng)的核心，掌握嵌入式系統(tǒng)，意味著能夠設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)更加智能化的產(chǎn)品。本文為所有想進(jìn)入嵌入式領(lǐng)域的初學(xué)者提供一個(gè)完整系統(tǒng)學(xué)習(xí)的路線圖，按照“STM32單片機(jī)?RTOS?嵌入式linux”的順序幫助您從入門(mén)到進(jìn)階，掌握嵌入式開(kāi)發(fā)的精髓。

第一階段 單片機(jī)

單片機(jī)是嵌入式學(xué)習(xí)的基石，因?yàn)樗闪?a target="_blank">處理器、存儲(chǔ)器和輸入輸出接口于單一芯片中，提供了一個(gè)完整的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，特別適用于控制導(dǎo)向的應(yīng)用。而且成本低廉、體積小巧、功耗低，能夠直接與外部世界交互，執(zhí)行預(yù)定義的控制邏輯，是掌握嵌入式技術(shù)不可或缺的起點(diǎn)。

在單片機(jī)的學(xué)習(xí)階段，我們推薦從STM32單片機(jī)入手。STM32單片機(jī)是目前市場(chǎng)上非常流行且廣泛應(yīng)用的32位微控制器之一，特別是在嵌入式系統(tǒng)、工業(yè)自動(dòng)化、消費(fèi)電子、物聯(lián)網(wǎng)（IoT）等領(lǐng)域。由于其豐富的功能、高性能、低功耗特性和廣泛的開(kāi)發(fā)支持，STM32成為了許多企業(yè)和開(kāi)發(fā)者的首選。

在STM32單片機(jī)裸機(jī)開(kāi)發(fā)這個(gè)階段，推薦華清遠(yuǎn)見(jiàn)STM32多核心開(kāi)發(fā)板，超高性價(jià)比。該開(kāi)發(fā)板底板統(tǒng)一，支持多核心，如G0、F1、F4、U5等，可以通過(guò)插拔不同核心板（選配），去實(shí)戰(zhàn)不同型號(hào)STM32開(kāi)發(fā)，進(jìn)行M0+、M3、M4、M33等多種Cortex內(nèi)核學(xué)習(xí)。

初學(xué)者可以選擇底板上插入STM32F103核心板，進(jìn)行STM32入門(mén)學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)基礎(chǔ)的裸機(jī)開(kāi)發(fā)。然后可以切換插入STM32U5核心板，玩一下STM32的裸機(jī)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目。STM32U5是ST低功耗系列和高性能系列的集大成者，在性能功耗、安全性、外設(shè)豐富度等方面都比STM32F1系列有顯著提升，且STM32U5嵌入了ST先進(jìn)的2.5D圖形加速單元，可以讓便攜產(chǎn)品擁有手機(jī)界面的驚艷圖效，非常適合做項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)拓展學(xué)習(xí)用。也可以直接用STM32U5開(kāi)發(fā)板（底板+STM32U5核心板），進(jìn)行STM32入門(mén)+項(xiàng)目進(jìn)階學(xué)習(xí)，也是可以的。

當(dāng)然你工作或?qū)W習(xí)中，如果涉及其他STM32型號(hào)的學(xué)習(xí)，比如STM32G0（Cortex-M0+）、STM32F4（Cortex-M4）核心的學(xué)習(xí)，也可以選購(gòu)對(duì)應(yīng)核心板學(xué)習(xí)即可，非常方便，多核心學(xué)習(xí)成本也很低。

第二階段 RTOS

在掌握了STM32裸機(jī)開(kāi)發(fā)之后，接下來(lái)就可以上操作系統(tǒng)了。裸機(jī)編程大部分時(shí)候夠用，但在系統(tǒng)復(fù)雜度提高時(shí)，任務(wù)管理會(huì)變得很麻煩，RTOS就是為了解決這些問(wèn)題。RTOS也有很多，初學(xué)者不用糾結(jié)學(xué)習(xí)哪個(gè)(FreeRTOS?RT-Thread?μC/OS-II?RTX?LiteOS?)，因?yàn)镽TOS內(nèi)核原理都是相通的，學(xué)會(huì)一個(gè)，其它的只是API的不同，關(guān)鍵在于理解內(nèi)核組件的使用方式。

這個(gè)階段推薦學(xué)習(xí)一下FreeRTOS。FreeRTOS是一個(gè)非常流行的開(kāi)源RTOS，適用于各種嵌入式平臺(tái)，因其輕量級(jí)、易于使用和高度可配置而受到廣泛歡迎，是RTOS入門(mén)者的理想選擇。這部分可以重點(diǎn)?學(xué)習(xí)FreeRTOS核心功能，包括任務(wù)管理、同步與通信、軟件定時(shí)器、中斷管理、內(nèi)存管理、低功耗模式等。通過(guò)STM32CubeMX進(jìn)行RTOS的配置，先學(xué)會(huì)使用，再去移植與理解內(nèi)核實(shí)現(xiàn)。

在RTOS這個(gè)學(xué)習(xí)階段，仍然推薦華清遠(yuǎn)見(jiàn)STM32多核心開(kāi)發(fā)板。這個(gè)開(kāi)發(fā)板提供基于多核心STM32G0/F1/F4/U5的FreeRTOS學(xué)習(xí)資源。官方推薦使用U5核心板學(xué)習(xí)FreeRTOS，因?yàn)榕涮椎腞TOS物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目也是基于STM32U5核心板實(shí)現(xiàn)的。

第三階段 嵌入式Linux

有了STM32單片機(jī)及FreeRTOS這種稍微簡(jiǎn)單的RTOS開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)后，就可以學(xué)習(xí)更復(fù)雜些的Linux操作系統(tǒng)了，會(huì)比直接學(xué)Linux更容易些。當(dāng)然不學(xué)RTOS直接上Linux也是可以的，只是目前企業(yè)招聘崗位中，很多的崗位需求里都會(huì)要求懂RTOS或Linux或兩者都懂，所以當(dāng)你有了RTOS和Linux的經(jīng)驗(yàn)后，你的求職機(jī)會(huì)就會(huì)變得更加廣闊。

Linux這個(gè)階段的學(xué)習(xí)，推薦華清遠(yuǎn)見(jiàn)FS-MP1A嵌入式Linux開(kāi)發(fā)板。這個(gè)板子主控為STM32MP157（多核異構(gòu)，2*Cortex-A7+1*Cortex-M4），STM32MP1系列為ST推出的首款MPU系列。因?yàn)橥瑢儆赟TM32芯片，STM32硬件控制器具有繼承性，所以更易于上手。

華清遠(yuǎn)見(jiàn)STM32MP157開(kāi)發(fā)板配套豐富的擴(kuò)展模塊，包括仿真器（可仿真A7和M4）、顯示屏、攝像頭、資源擴(kuò)展板（獨(dú)家配件，含豐富的傳感器、執(zhí)行器資源，非常方便項(xiàng)目的拓展）等。同時(shí)，開(kāi)發(fā)板提供9大方向教程、500+視頻的全體系的嵌入式linux學(xué)習(xí)資料，無(wú)論你是希望專注于應(yīng)用層開(kāi)發(fā)，還是喜歡深入底層技術(shù)，都能找到適合自己的課程。

此外，華清遠(yuǎn)見(jiàn)STM32MP157開(kāi)發(fā)板還提供音樂(lè)播放器、智慧家庭、工業(yè)電表、智能出行助手、智能貓眼、環(huán)境監(jiān)測(cè)、智能安防、智能語(yǔ)音識(shí)別等10余個(gè)Linux+Qt綜合性項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)，而且STM32MP157多核異構(gòu)的優(yōu)勢(shì)，也極大的拓展了Linux的應(yīng)用場(chǎng)景，非常貼合企業(yè)當(dāng)下開(kāi)發(fā)需求，是一款嵌入式Linux入門(mén)進(jìn)階必備開(kāi)發(fā)板。

拓展學(xué)習(xí) RTOS及物聯(lián)網(wǎng)

RTOS（實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)）目前已廣泛應(yīng)用于單片機(jī)項(xiàng)目、物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目及更多需要實(shí)時(shí)控制和處理的嵌入式系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其在物聯(lián)網(wǎng)（IoT）方向上展現(xiàn)出了強(qiáng)勁的發(fā)展勢(shì)頭，而且隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用場(chǎng)景的日益豐富，RTOS在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的應(yīng)用將會(huì)更加廣泛。

對(duì)RTOS物聯(lián)網(wǎng)方向感興趣的用戶，可以多關(guān)注其他RTOS的學(xué)習(xí)，這里我們推薦3款不錯(cuò)的物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)板：HaaS EDU開(kāi)發(fā)板、Hi3861鴻蒙開(kāi)發(fā)板、ESP32物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)板供選擇。這些不同的RTOS各有特點(diǎn)，可以根據(jù)具體的應(yīng)用場(chǎng)景和需求進(jìn)行學(xué)習(xí)和應(yīng)用。

HaaS EDU物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)板

HaaS EDU K1是一款高顏值、高性能、高集成度的物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)板，板載功能強(qiáng)大的4核（雙核300Mhz M33+雙核1GHz A7）主芯片，2.4G/5G雙頻Wi-Fi，雙模藍(lán)牙（經(jīng)典藍(lán)牙/BLE），并自帶豐富的傳感器與小屏幕，配套豐富的擴(kuò)展模塊，可以快速實(shí)戰(zhàn)基于阿里云生態(tài)的物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)場(chǎng)景的應(yīng)用開(kāi)發(fā)。

可學(xué)習(xí)技術(shù)：傳感器數(shù)據(jù)采集及控制、WiFi網(wǎng)絡(luò)開(kāi)發(fā)、AliOS things操作系統(tǒng)、阿里云接入、HaaS輕應(yīng)用開(kāi)發(fā)、物聯(lián)網(wǎng)綜合應(yīng)用項(xiàng)目等。
可實(shí)戰(zhàn)項(xiàng)目：智能井蓋/離位報(bào)警器、野外救援、微信小程序云養(yǎng)花、飛機(jī)大戰(zhàn)、復(fù)古八音盒、貪吃蛇等。

Hi3861鴻蒙物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)板

鴻蒙物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)板FS-Hi3861使用OpenHarmony（LiteOS子內(nèi)核），主要用于鴻蒙設(shè)備開(kāi)發(fā)及物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)學(xué)習(xí)。芯片內(nèi)置WiFi功能，板載傳感器、執(zhí)行器、NFC、顯示屏等豐富模塊，并提供豐富的創(chuàng)新項(xiàng)目拓展模塊，還配套了全套的開(kāi)發(fā)教程、視頻課程及豐富的項(xiàng)目案例。

可學(xué)習(xí)技術(shù)：鴻蒙開(kāi)發(fā)環(huán)境搭建，鴻蒙系統(tǒng)內(nèi)核、鴻蒙外設(shè)驅(qū)動(dòng)、鴻蒙物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)等技術(shù)，還可拓展單片機(jī)入門(mén)、電機(jī)控制、單片機(jī)項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)等方面的學(xué)習(xí)。
可實(shí)戰(zhàn)項(xiàng)目：智能照明燈、智能安防報(bào)警、智能農(nóng)業(yè)、智能溫度計(jì)、智能測(cè)距儀、倒車(chē)?yán)走_(dá)、智能小車(chē)、智能家居語(yǔ)音控制、智能農(nóng)業(yè)與安防控制、智能垃圾箱、車(chē)輛感知定位等。

ESP32物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)板

華清遠(yuǎn)見(jiàn)FS-ESP32A物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)板，主控模組為ESP32-WROOM-32，是通用型Wi-Fi+BT+BLE模組，開(kāi)發(fā)板板載溫濕度傳感器、光感/接近/紅外傳感器、 NFC、RGB燈、風(fēng)扇、蜂鳴器等豐富外設(shè)資源，并配套提供Arduino(C/C++)，Micropython，Scratch3.0三種版本開(kāi)發(fā)教程和豐富的項(xiàng)目案例資源，可以輕松學(xué)習(xí)物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)。

可學(xué)習(xí)技術(shù)：WiFi/藍(lán)牙網(wǎng)絡(luò)開(kāi)發(fā)、Arduino開(kāi)發(fā)、 MicroPython編程、Scratch編程、阿里云、微信小程序、FreeRTOS開(kāi)發(fā)、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用項(xiàng)目等。
可實(shí)戰(zhàn)項(xiàng)目：智能照明燈、智能安防報(bào)警、智慧農(nóng)業(yè)、智能溫度計(jì)、智能測(cè)距儀、倒車(chē)?yán)走_(dá)、智能小車(chē)。

每種RTOS都有獨(dú)特的應(yīng)用場(chǎng)景和優(yōu)勢(shì)，選擇哪一種進(jìn)行學(xué)習(xí)，往往取決于個(gè)人的具體目標(biāo)和項(xiàng)目需求。

總之，嵌入式學(xué)習(xí)是一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程，需要學(xué)習(xí)者不斷地實(shí)踐和積累經(jīng)驗(yàn)，按照“STM32單片機(jī)?RTOS?嵌入式linux”的學(xué)習(xí)路線，并結(jié)合豐富的項(xiàng)目實(shí)踐和拓展學(xué)習(xí)，相信學(xué)習(xí)者能夠在嵌入式領(lǐng)域打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，不斷提升自己的技術(shù)水平，增加職業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

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