【單片機學習】第一課：課程介紹

【朱有鵬老師課程總結】

第一部分、章節目錄

1.1.1.單片機適合誰來學？
1.1.2.咱們學什么？
1.1.3.我為什么要學單片機
1.1.4.為什么要從51單片機學起
1.1.5.咱們的開發板
1.1.6.學習本課程需要什么基礎
1.1.7.學多久以及學完后能怎樣
1.1.8.單片機和嵌入式的關系
1.1.9.單片機和物聯網的關系
1.1.10.單片機和C語言的關系

第二部分、隨堂記錄

1.1.1.單片機適合誰來學？
(1)物聯網、嵌入式、電子、通信、計算機、自動化等相關專業大一、大二在校學生，
(2)其他對物聯網相關技術感興趣，希望入門的各種小白，(我現在也是算從小白開始吧)

1.1.2.咱們學什么？
（1）單片機完全學習（一個月(11月19日之前學完)，大約6-7次課，每次課3小時左右，20小時內入門吧）
(2) 51單片機的高級外設和簡單的小專案，(2-3周吧)
（3）從51-->ARM STM32的過渡學習(還沒開始規劃，看我學習進度吧hh)期末之前
（4）開始上手一個RTOS(嵌入式實時系統) ucosii
(看看年后的時間吧，能學到這基本上嵌入式做點東西就沒問題了)
（5）STM32的專案開發(估計也得看情況了) 不是給大家畫大餅，
是我如果后期有時間一定講，畢竟我導師那邊也得做東西(最近已經開始安排任務了)

注：會注重實踐，咱們這個課不同于軟體，必須要有硬體，后期爭取下508/自己買硬體，
沒有硬體根本沒有動手能力，就是紙上談兵，屋里談跑步，
我只是把我學習的分享給大家，雖然我不是很精通，但是只要用心學，一定會有很大幫助，
大家一塊加油，

1.1.3.我為什么要學單片機
1.1.3.1、單片機MCU和CPU有什么區別
下面這些都是可編程器件
(1)CPU(central processing unit)主要是由運算器和控制器組成的用來做運算和控制的電子電路器件，
是電腦的核心器件，出名的PC中cpu的廠商有intel的core i5/i7/i9 還有AMD
(2)單片機：也是一種CPU，外設比較少、編程簡單、偏控制：電飯鍋、空調、冰箱，比較簡單的場景，咱們主要學這個，不帶OS
(3)application SoC(CPU升級版)：智能手機CPU(多核)、筆記本、工業控制、航空航天、汽車導航系統：一般帶著大螢屏，
這個肯定要帶OS，Linux、Android等等，
(4)FPGA&DSP&CPLD(半導體行業)：FPGA(硬體開發：芯片開發、半導體開發：設計CPU的)、DSP(類似CPU，但是偏計算：視頻編碼和解碼)
CPLD幾乎等同于FPGA 比較適合微電子專業學生，如果你是大三，不建議你學單片機，

1.1.3.2、單片機是全球用量最大的CPU
應用面廣：電飯鍋、電冰箱、空調、小玩具....

1.1.3.3、物聯網節點設備主控CPU
比如說測量環境中的一個變數值：一個傳感器+一個(ESP8266)，加起來才幾十塊錢，一塊能用10幾年，

1.1.3.4、單片機是其他物聯網編程技術的入門基礎
嵌入式上手快、Android開發、java開發都可以

1.1.3.5、通過學習單片機學習編程語言、除錯技巧、工具使用等技能
勤學多練、努力多看、得下功夫，大二比較累，比較充實，把基礎打好，C語言會用的比較熟，

1.1.4.為什么要從51單片機學起
1.1.4.1、51單片機最簡單
資料比較多、用的比較多

1.1.4.2、51單片機最典型
別的單片機和51類似，學通一個，別的很快就能學會，

1.1.4.3、51單片機用的最廣

1.1.4.4、51單片機學習成本最低
(1)時間：看似一個月，其實就是15-20小時，所以最好的學習方式是每周3-4天，不容易忘，
(2)費用：最低

1.1.4.5、51單片機變種很多很活躍
(1)51的內核是免費的，因此很多公司做一些內部集成CPU的芯片喜歡用51內核
51是intel公司的
ARM是收費的，STM32就是ARM的
(2)典型示例如：電容觸摸IC(51內核)、Wifi芯片（ESP8266）、zigbee無線通信芯片(8051)
內核相關，只是芯片不一樣

1.1.5.咱們的開發板

51單片機+STM8

STM32F407

1.1.5.1、開發板選擇的原則
(1)配置：可以買成套的，也可以一個一個買（不劃算）
(2)性價比：
(3)服務和可靠性

1.1.5.2、普中科技HC6800EMS V2.2C
(1)常規配件：開發板主板、LCD（1602、12864）、2電機（步進+直流）、遙控器、usb線、
杜邦線、晶振跳線帽
(2)TFT觸摸彩屏
(3)溫度傳感器ds18b20 (7元左右)
(4)ARM轉接板（核心板）--->STM32學習

1.1.6.學習本課程需要什么基礎
1.1.6.1、編程語言 C語言就夠了

1.1.6.2、電學基礎 最簡單的電路，與非門知道就行了，電阻、電容、并聯、串聯

1.1.6.3、英語： 能來青大的英文沒問題，不會就查，英語越好以后編程越好，不用刻意去學，

1.1.6.4、計算機知識（譬如windows下如何顯示隱藏檔案、如何顯示檔案擴展名）

1.1.6.5、真正需要的學習條件
(1)興趣
(2)時間
什么是幸福？幸福就是作自己感興趣的事，還能從中賺錢，

1.1.7.學多久以及學完后能怎樣
1.1.7.1、第一階段：
(1)學習內容
單片機到底是什么東西？作業原理是什么？外設和內設是什么？單片機和電路板是什么？
如何看懂datasheet？怎么看原理圖？怎么上電和下載程式？開發工具怎么用？詳細介紹每個元件，
GPIO、中斷、定時器、按鍵、一些傳感器，
(2)學習周期
如果入門，15小時足矣，也就是5節課，如果精通，40小時左右，
基本上所有單片機都能玩起來，
(3)學習后達到什么程度
入門吧，因為大家不是天天學，只能說給大家入門，畢竟我也在學，能力有限，

1.1.7.2、其余：
STM32開發：1.看手冊 2.用HAL庫（FPU用DSP庫）
前期學的都是裸機，要想學好，必須上OS，
后期會帶OS操作：暫定RTOS系統ucos ii，東大導師用的是easyflash

1.1.8.單片機和嵌入式的關系
1.1.8.1、什么是單片機？什么是嵌入式？
(1)單片機產品和嵌入式產品都是電子產品，都有CPU作為核心，都有一些外圍硬體作為輔助，

1.1.8.2、單片機和嵌入式的核心差異
(1)CPU差異：是否有MMU(單片機沒有，都是硬體地址)：虛擬地址映射，
(2)作業系統差異：單片機一般都是裸機，嵌入式會有RTOS系統(ucos、easyflash)和linux、Android差別很大，
應用層其實就是所謂的云服務器（云計算、大資料），應用層通過大資料分析、云計算等手段最終得到結論，再通過傳輸層發出操作指令給底層去執行，

1.1.8.3、單片機和嵌入式的相同點
(1)CPU方面：很多設計理念相同，如例外向量表、各種外設操作方法
(2)編程語言方面：都使用C語言為主，匯編為輔
(3)個人能力方面：都講究程式的撰寫、除錯、解決問題的能力：這種能力是最欠缺的，我現在就是為了提升這個能力，

1.1.8.4、單片機和嵌入式的關系
(1)單片機是低層次的嵌入式設備
(2)嵌入式是單片機的高級延伸和必然趨勢(單片機很難晉升，必須延伸)：
思路就是，大一大二單片機、大三大四嵌入式和物聯網

1.1.9.單片機和物聯網的關系(這個大家比較關心吧)
1.1.9.1、物聯網的三大部分
(1)物聯網分為三層：
底層（第一層）是感知層：
感知層主要器件是傳感器（譬如光傳感器、PM2.5傳感器、電容觸摸傳感器等···），
感知層的主要作用就是使用傳感器收集資訊，感知層收集到資訊后發給傳輸層（第二層）；
傳輸層(第二層）
傳輸層核心是無線網路（包括wifi、4G、藍牙、zigbee····），
傳輸層的主要目的就是將感知層資訊傳輸出去給上層應用層（第三層）；
應用層（第三層）
其實就是所謂的云服務器（云計算、大資料），
應用層通過大資料分析、云計算等手段最終得到結論，再通過傳輸層發出操作指令給底層去執行，

(2)物聯網的作業原理有點像人體的反射系統，

1.1.9.2、案例1：智能家居、智能農業

1.1.9.3、案例2：語音識別控制系統

1.1.9.4、單片機是物聯網感知層的核心

你如果做底層核心，就要用單片機(Packet Tracer可以做IOT開發)

1.1.10.單片機和C語言的關系
1.1.10.1、單片機一般使用C語言來編程(99%)
1.1.10.2、學習單片機C語言的學習占比很大
1.1.10.3、C語言不止用于單片機
1.1.10.4、學習策略
(1)跟著51從零開始學簡單C語言:除了大一學的，這種算鞏固吧，
(2)找本標準C語言的書系統學習C語言，，推薦：the C Programming Language譯作《C程式設計語言》pdf 就行吧，
(3)跟著STM32繼續深入學習復雜C語言語法特性：結構體、列舉、宏定義用的很多
(4)學習C語言原則：以用促學：先入門之后，就不要為了學而學了，用中學，會更明白C語言，