嵌入式-单片机入门

1. 认识单片机
1.1 什么是单片机
单片机，也叫微控制器（Microcontroller, MCU），是一种将计算机的功能集成到一块芯片中的微型计算机。它包含了CPU（中央处理单元）、内存（RAM, ROM）、定时器、计数器、I/O端口和其它外设功能。单片机能够独立完成整个处理和控制过程，是实现各类控制和处理任务的“核心大脑”。

1.2 单片机的应用领域
单片机广泛应用于各种设备和产品中。以下是一些典型应用领域：

家用电器：如洗衣机、电视机、空调等，这些设备中的控制逻辑全部由单片机完成。
汽车电子：如发动机控制系统、车载娱乐系统、电子制动系统等，它们都依赖单片机实现精确控制和数据处理。
工业控制：如自动化生产线、工业机器人等设备的控制系统，单片机在此扮演重要角色。
医疗设备：如血压计、心电图仪等，这些设备需要高精度和高可靠性的控制能力，单片机可以胜任。
智能家居：如智能灯泡、智能插座、智能门锁等，通过单片机实现对设备的智能控制和数据处理。
2. 基础知识准备
2.1 必备的电子知识
要学习单片机，首先需要掌握一些基本的电子知识。这些知识包括：

基础元器件：了解电阻、电容、电感、二极管、三极管等基本电子元器件的工作原理和应用。
电路分析：掌握欧姆定律、基尔霍夫定律等基本电路分析方法，能够进行简单的电路分析和计算。
模拟与数字电路：了解模拟电路和数字电路的基本区别，掌握基本的逻辑门电路知识。
电源管理：了解如何选择和使用电源，保证单片机和其他模块的正常供电和稳定性。
2.2 必备的编程知识
掌握编程知识特别是C语言基础，是学习单片机编程的关键。具体来说，需要掌握以下内容：

变量与数据类型：理解不同数据类型（如int, float, char等）的含义和使用方法，掌握变量的声明和初始化。
控制结构：能够使用if语句进行条件判断，使用for循环和while循环实现重复执行的逻辑。
函数：掌握函数的定义、调用和传参方法，理解函数的作用域和返回值。
指针与数组：理解指针的基本概念和应用，能够使用数组进行数据存储和处理。
常见库函数：熟悉C语言标准库提供的常用函数，如字符串处理、数学计算、输入输出等。
3. 选择一款单片机和开发板
3.1 常见单片机种类
市场上有许多不同系列的单片机，每个系列有各自的特点和应用领域：

8051系列单片机：历史悠久，适合入门学习，有大量的资料和教程，但处理能力较弱。
AVR系列单片机：由Atmel公司开发，编程简单，常用于简单嵌入式应用。
PIC系列单片机：由Microchip公司开发，种类繁多，广泛应用于各类嵌入式系统中。
STM32系列单片机：由STMicroelectronics公司开发，32位处理能力，性价比高，性能强大，适合从入门到高级应用的学习。
3.2 入门推荐：STM32单片机
STM32系列单片机是STMicroelectronics公司推出的32位单片机，采用ARM Cortex内核，性价比高，性能强大，广泛应用于各类嵌入式系统。对于初学者来说，STM32单片机有以下优点：

丰富的学习资源：网上有大量的STM32学习资料、教程和示例代码，帮助初学者快速入门。
强大的性能：高处理性能和丰富的外设，能够满足从简单到复杂的各种应用需求。
友好的开发环境：STM32有免费的开发工具（如STM32CubeIDE），支持丰富的调试功能，帮助初学者快速上手。
4. 搭建开发环境
4.1 开发工具选择
不同系列的单片机有不同的开发工具。对于STM32单片机，推荐的开发工具有：

Keil uVision：专业的嵌入式开发环境，功能强大，但需许可费用。
STM32CubeIDE：ST官方提供的集成开发环境，免费开源，支持STM32全系列单片机。
4.2 开发环境的安装和配置
下载安装开发工具：

下载并安装Keil uVision或STM32CubeIDE。
下载安装ST-Link驱动程序，用于程序下载和调试。
创建第一个工程：

启动开发工具，创建一个新的项目，选择合适的STM32单片机型号。
配置基本工程设置，如时钟源、外设初始化等。
编写和下载程序：

编写一个简单的C程序，实现LED闪烁或其他基本功能。
将程序下载到单片机中运行，验证开发环境搭建是否成功。
下方有嵌入式面经小伙伴们可以参考