單片機知識是Linux驅(qū)動開發(fā)的基礎之一

這是arm裸機1期加強版第1課第2節(jié)課程的wiki文字版。

為什么沒前途也要學習單片機？

因為它是個很好的入口。

學習單片機可以讓我們拋開復雜的軟件結(jié)構，先掌握硬件操作，如：看原理圖、芯片手冊、寫程序操作寄存器等。在上一節(jié)視頻里，我剛把單片機貶得一無是處，說單片機沒前途了，這節(jié)視頻，我又要告訴你們，沒有前途，也要學習單片機。為什么？

首先，我說不用學習單片機，是指不要使用老一套得學習方法學習單片機。什么叫老一套的方法？

· 硬件上：不要使用C51、STM32這些專用的單片機開發(fā)板。如果以后，你不打算從事單片機開發(fā)，你用這些芯片干嘛，研究了兩三個月，把這些寄存器都用清楚了，你又用不上，沒必要啊。

· 軟件上：不要使用Keil、MDK等集成度太高的軟件。你用這些軟件，你寫個main()就可以了，然后調(diào)用各種庫，進行傻瓜式操作。這些好用的工具，封裝了很多技術細節(jié)，使得我們沒法了解裸機、單片機的本質(zhì)。

以后我們會使用新一套的方法來進行單片機的開發(fā)。新一套的方法，我們后面再介紹。

我們之所以還要學習單片機，是因為它里面的知識，對我們后續(xù)學習Linux還是有用的。我們首先來看看，一個Linux系統(tǒng)是怎么一回事。 一個嵌入式Linux系統(tǒng)的軟件組成：單片機大全Bootloader–>Linux驅(qū)動–>Linux APP–>Linux GUI(Android/QT)。我們PC機一上電的時候，黑色屏幕上會顯示BIOS，這個BIOS目的是去啟動Windows內(nèi)核。Windows內(nèi)核再掛載C盤(系統(tǒng)盤)、D盤(應用盤)，最后再去啟動應用程序，像QQ、網(wǎng)游等。 同樣的道理，我們的Android手機或者工控設備，也有BIOS，但嵌入式Linux系統(tǒng)里面不叫BIOS，叫Bootloader，他的目的是去啟動Linux內(nèi)核。 它首先也是識別應用程序所在的存儲設備，掛載根文件系統(tǒng)（在Windows系統(tǒng)里面的C盤、D盤，在Linux里面稱為根文件系統(tǒng))。最后去啟動應用程序。

仔細的分析下Bootloader，它去啟動內(nèi)核，它去哪里啟動內(nèi)核呢？ 顯然是去某個地方讀出內(nèi)核，就比如說BIOS是去C盤上讀出Windows內(nèi)核，我們的Bootloader是去Flash或者SD卡讀取內(nèi)核。因此Bootloader要擁有讀取Flash或者SD卡的能力。有些Bootloader還要顯示logo，因此還要具有操作LCD的能力。Bootloader還要設置開發(fā)板的環(huán)境，比如，初始化時鐘、初始化內(nèi)存、還要設置網(wǎng)卡等。這么多事情，都是在Bootloader里面實現(xiàn)的，太復雜了，如果你一來就分析整個Bootloader是非常困難的。

那我們怎么學習呢？ 把他拆開，寫出單獨的程序，比如：LED點燈、時鐘、網(wǎng)卡、Flash都單獨寫個程序來練習，這些不就是單片機程序嗎？所以說，Bootloader是單片機程序的大全。我們?yōu)榱烁玫膶W習Bootloader，我們應該事先一個一個練習硬件，當我們熟悉每個硬件后，再組合起來，就是一個Bootloader。

我們再來看看Bootloader啟動內(nèi)核之后，內(nèi)核再去掛載根文件系統(tǒng)，意味著內(nèi)核也要有操作硬件的能力，這就是驅(qū)動程序。我們首先來看看一個簡單的驅(qū)動程序是什么樣子。首先我們的應用程序是調(diào)用open()、read()、write()這些標準的接口去訪問硬件。那么就進入驅(qū)動程序里面，驅(qū)動程序里面有對應的drive_open()、drive_read()、drive_write()。最后在驅(qū)動程序里面，去配置硬件。比如一個LED點燈驅(qū)動，那么drive_open()要把GPIO設置為輸出引腳，drive_read()，返回GPIO狀態(tài)，driver_write()則寫GPIO，讓引腳輸出高電平或者低電平。

對于我們的LED驅(qū)動程序，你需要提供drive_open()、drive_read()、drive_write()這些接口，這就是它的框架。具體的怎么操作硬件，就是硬件操作。所以說，我們事先在單片機里面，熟悉熟練的掌握硬件操作。即驅(qū)動程序的組成：

驅(qū)動程序=軟件框架+硬件操作

你需要學會看原理圖、看硬件怎么連接、看芯片手冊、知道怎么讀寫寄存器。這一切都可以先在單片機里面學習，去掌握。以后學習Linux驅(qū)動時，把重點放在軟件框架就行了。

我們可以事先學習單片機，單片機的學習可以讓我們先拋開復雜的軟件結(jié)構，先掌握硬件的操作，如：看原理圖、芯片手冊、寫程序操作寄存器等。這就是為什么單片機沒有前途，我們也要學習。是因為他里面涉及的硬件操作，對我們后續(xù)的學習，非常有用處。

現(xiàn)在我們知道了，我們學習單片機，不是為了掌握單片機的開發(fā)技能，而是為了掌握Bootloader，掌握硬件操作。

原帖轉(zhuǎn)自：http://bbs.elecfans.com/jishu_1544437_1_1.html