2.4 入門芯片選擇的困惑

嵌入式系統(tǒng)的大部分初學者需要選擇一個微控制器(MCU)進行入門級學習，面對眾多廠家生產的微控制器系列，往往不知如何是好。

首先是關于位數問題，目前主要有8位、16位和32位MCU。不同位數的MCU各有應用領域，這一點與通用微機有很大不同。例如做一個遙控器，不需要使 用32位MCU，否則MCU芯片價格就已經超過遙控器價格需求。對于首次接觸嵌入式系統(tǒng)的學習者，可以根據自己的知識基礎選擇入門芯片的位數。建議大多數初學者選擇8位MCU作為快速入門芯片，了解一些匯編與底層硬件知識，之后再選16位或32位芯片進行學習實踐。

關于芯片選擇的另一個誤區(qū)是認為有“主流芯片”存在，嵌入式系統(tǒng)也可以形成芯片壟斷。這完全是一種誤解，是套用通用計算機系統(tǒng)的思維模式，而忽視了嵌入式系統(tǒng)應用的多樣性。關于學習芯片選擇還有一個誤區(qū)，即誤認為選擇工作頻率高的芯片進行入門學習，更先進。實際上，工作頻率高可能給初學者帶來不少困難。

實際嵌入式系統(tǒng)設計不是追求芯片位數、工作頻率、操作系統(tǒng)等因素，而是追求穩(wěn)定可靠、維護、升級、功耗、價格等指標。初學者選擇入門芯片，是通過某 一：MCU作為藍本，獲得嵌入式系統(tǒng)知識體系的通用基礎。其基本原則是：入門時間較短、硬件成本較低，知識要素較多，學習難度較低。

3 基礎階段的學習建議

基于以上討論，下面對廣大渴望學習嵌入式系統(tǒng)的學子提出幾點基礎階段的學習建議：

①嵌入式系統(tǒng)軟件硬件密切相關，一定要打好軟硬件基礎。其實，只要找到正確的方法，加上努力，任何理工科學生，甚至非理工科學生，都能學好嵌入式系統(tǒng)，可以看看朱有鵬的視頻。

②選擇一個芯片及硬件評估板(入門芯片最好簡單一點，例如8位MCU)、選擇一本好書(最好有規(guī)范的例子)、找一位好老師(最好是有經驗且熱心的)。硬 件評估板的價格一定要在1000元以下，不要太貴，最好能有自己動手的空間。不花一分硬件錢想要學好嵌入式系統(tǒng)不實際，因為這是實踐性很強的學科。好書，可以讓人少走彎路，不被誤導。有教師指導，學習進程會加快(人工智能學科里有個術語叫無教師指導學習模式與有教師指導學習模式，無教師指導學習模式比有教師指導學習模式復雜許多)。

③許多人怕硬件，其實嵌入式系統(tǒng)硬件比電子線路好學多了。只要深入理解：MCU的硬件最小系統(tǒng)，對I/O口、串行通信、鍵盤、LED、LCD、 SPI、 I2C、PWM、A/D(包括一些傳感器)、D/A等逐個實驗理解，逐步實踐，再通過動手做一個實際的小系統(tǒng)，底層硬件基礎就有了。各個硬件模塊驅動程序的編寫是嵌入式系統(tǒng)的必備基礎。學習嵌入式系統(tǒng)的初期，這個過程是必須的。

④至于嵌入式實時操作系統(tǒng)RTOS，一定不要一開始就學，這樣會走很多彎路，也會使你對嵌入式系統(tǒng)感到畏懼。等你軟件硬件基礎打好了，再學習就感到容易理解。實際上，許多嵌入式應用并不需要操作系統(tǒng)。也可以根據實際項目需要，再學習特定的RTOS。不要被一些嵌入式實時操作系統(tǒng)培訓班的宣傳所誤導，而忽視實際嵌入式系統(tǒng)軟硬件基礎知識的學習。

⑤要避免片面地單純從“電子”或“計算機軟件”角度認識嵌入式系統(tǒng)。前面說過，嵌入式系統(tǒng)是軟件與硬件的綜合體。因此，要逐步從MCU的最小系統(tǒng)開始， 一點一點理解硬件原理及底層硬件驅動編程方法。要通過規(guī)范的例子，理解軟件工程封裝、可復用等思想。通過規(guī)范編程，積累底層構件(component)，也就是一個一個模塊;但是要封裝得比較好，可復用。

⑥注重實驗與實踐。這里說的實驗主要指通過重復來驗證他人的工作，目的是學習基礎知識，這個過程一定要經歷。實踐是自己設計，有具體的“產品”目標。如果花500元左右，自己做一個具有一定功能的小產品，且能穩(wěn)定運行1年以上，就可以說接近入門了。

⑦關于入門芯片的選擇。不要選太復雜的微控制器作為入門芯片，不能超越學習過程。不要一下子學習幾種芯片?？梢酝ㄟ^一個芯片入門，并具有一個實踐經驗后，根據實際需要選擇芯片開發(fā)實際產品。注意，不要把微處理器(MPU與微控制器(MCU)概念相混淆，微處理器只是微控制器的內核。

⑧關于嵌入式操作系統(tǒng)的選擇?？梢缘鹊骄哂幸欢▽嵺`基礎后，選擇一個簡單、容易理解原理的嵌入式操作系統(tǒng)進行學習。不要一開始就學習幾種操作系統(tǒng)，理解了基本原理，實踐中確有實際需要再學習也不遲。人總是要不斷學習的。

⑨關于匯編語言與C語言的取舍。隨著：MCU對C編譯的優(yōu)化支持，對于匯編語言可以只了解幾個必要的語句，而直接使用C語言編程。但必須通過第一個程序理解芯片初始化過程、中斷機制、程序存儲情況等，區(qū)別于PC機程序的內容。另外，為了測試的需要，最好掌握一門PC機編程語言。

⑩要明確自己的學習目的，并注意學習方法。要明確學習目的是打基礎，還是為了適應工作需要而進行的短訓。學習方法方面，要g學根據習目的選擇合適的學習途徑，注意理論學習與實踐、通用知識與芯片相關知識、硬件知識與軟件知識的平衡，要在理解軟件工程基本原理基礎上理解硬件構件與軟件構件等基本概念。

當然，以上只是基礎階段的學習建議。要成為良好的嵌入式系統(tǒng)設計師，還需要在實際項目中鍛煉，并不斷學習與積累經驗。