單片機和Linux都想學_換個兩全的方法學習單片機

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arm裸機1期加強版第1課第3節。

本節教你如何學習單片機，如何選擇合適的開發板和開發工具。

現在我們知道單片機是要學習的，那麼怎麼去學習單片機？在上一課我們說不要使用老一套的方法學習，實際上是指的兩個問題。

第一：選擇什麼開發板；

第二：使用什麼開發工具；

我們學習單片機的目的是幹嘛？目的是為後續嵌入式Linux學習服務。 在這條學習線路上:

單片機->bootloader->Linux系統/驅動->APP（QT） 可以使用同一套開發板。

我們選擇開發板的原則是：資料豐富。

開發板首推三星 (SAMSUNG)系列的，資料最開放，

我們用百度進行搜索，看哪個資料最豐富。結果如下：

再在搜索關鍵詞中加入「教程」後，S3C2440的搜索結果比AM335X更多，因此S3C2440的資料仍是最多的，TI的營銷更好，當然，TI作為工控板，其用戶也是很多的。

所以，從教程的豐富程度來看，S3C2440為首選開發板；

我們後面會考慮使用TI的晶元重新錄製一套視頻，但需要2-3年的功夫，所以，現在還是使用S3C2440吧。

現在普遍有個錯誤觀點：S3C2440過時了，它還是ARM9內核，現在Cortex-A7、 Cortex-A8、 Cortex-A9、 Cortex-A15都出來了，它的性能太差了。 性能差沒錯，但它是否過時了呢？

那要看學到的知識是否過時。

我們首先來看看一個晶元是怎麼組成的，裡面有CPU、外設串口、I2C、SPI、LCD等。

我們寫程序的時候，是去操作這些模塊的寄存器，訪問這些模塊，並不是去操作CPU。 等你工作的時候，你使用不同的晶元，那麼差別在於這些模塊，這些硬體的操作，差別不在CPU操作，你寫程序的時候，根本不涉及CPU的內部機制。

**不同晶元的差別： 在於外設操作，不在於CPU，寫程序幾乎不涉及CPU，只有涉及中斷時，才會跟CPU的機制有點關係，但是不同CPU的架構差異很小，並且我們後面開發Linux驅動時，內核已經幫我們做好了這些處理，根本不需要去關心。**

從上一課我們知道，驅動=軟體框架+硬體操作。這個軟體框架對於所有的晶元都是一樣的，因為都是用Linux內核。 而這個硬體操作，你在2440上掌握了串口操作，I2C操作、SPI操作，掌握了這些硬體的語言，你換一種晶元，是完全類似的。

我假設你選擇了2440開發板，那麼怎麼使用2440開發板來學習單片機的開發呢？又使用什麼開發工具呢？ 以前在Windows開發的時候，我們使用ADS、Keil、MDK等，你直接寫個main()函數，所有的細節都幫你實現了，誰來調用main()函數，有他幫你做了。這main()所生成出來的代碼，怎麼放入到內存裡面，這工具也幫你做了，我們基本上只需要寫main()函數，只需要寫C語言就行了。但是這裡掩蓋了太多的技術細節，你看看我們官網->學習路線 的這篇文章，裡面有個比較：

① Windows下的單片機學習，深度不夠

· Windows下有很好的圖形界面單片機開發軟體，比如keil、MDK等。

· 它們封裝了很多技術細節，比如：

· 你只會從main函數開始編寫代碼，卻不知道上電後第1條代碼是怎麼執行的；

· 你可以編寫中斷處理函數，但是卻不知道它是怎麼被調用的；

· 你不知道程序怎麼從Flash上被讀入內存；

· 也不知道內存是怎麼劃分使用的，不知道棧在哪、堆在哪；

· 當你想裁剪程序降低對Flash、內存的使用時，你無從下手；

· 當你新建一個文件時，它被自動加入到工程里，但是其中的機理你完全不懂；

· 等等等。

② 基於ARM+Linux裸機學習，可以學得更深，並且更貼合後續的Linux學習。

· 實際上它就是Linux下的單片機學習，只是一切更加原始：所有的代碼需要你自己來編寫；哪些文件加入工程，需要你自己來管理。

· 在工作中，我們當然傾向於使用Windows下更便利的工具，但是在學習階段，我們更想學習到程序的本質。

· 一切從零編寫代碼、管理代碼，可以讓我們學習到更多知識：

· 你需要了解晶元的上電啟動過程，知道第1條代碼如何運行；

· 你需要掌握怎麼把程序從Flash上讀入內存；

· 需要理解內存怎麼規劃使用，比如棧在哪，堆在哪；

· 需要理解代碼重定位；

· 需要知道中斷髮生後，軟硬體怎麼保護現場、跳到中斷入口、調用中斷程序、恢復現場；

· 你會知道，main函數不是我們編寫的第1個函數；

· 你會知道，晶元從上電開始，程序是怎麼被搬運執行的；

· 你會知道，函數調用過程中，參數是如何傳遞的；

· 你會知道，中斷髮生時，每一個寄存器的值都要小心對待；

· 等等等。

· 你掌握了ARM+Linux的裸機開發，再回去看Windows下的單片機開發，會驚呼：怎麼那麼簡單！並且你會完全明白這些工具沒有向你展示的技術細節。

如果我們基於ARM+Linux，不使用這些Windows工具，你可以學得更深，並且單片機的大全Bootloader，他就是ARM+Linux開發的，他並不使用Windows下的工具。 你基於ARM+Linux學裸板、學單片機，你可以學得更多，因為我們一切都從零開始的。我們既管理這些代碼，也可以知道晶元上電的時候做了什麼事情，知道程序自己怎麼把自己讀到內存，且知道怎麼去規劃內存，知道怎麼代碼重定位……

我說的這些概念，你可能聽都沒聽過，這是因為Windows下這些好用的工具把這些統統都給屏蔽了。 我們使用ARM+Linux進行裸板開發，一旦掌握了ARM+Linux開發這套機制，再回過頭去看這些Windows工具、看STM32的話，你只需要幾分鐘就可以搞定。 並且你可以無縫進入後續的學習，因為你已經熟練掌握了Linux的操作環境，後面的Bootloader是在Linux下開發的，後面的Linux驅動也是在Linux下開發的。

所以我們怎麼去學習單片機的開發呢？

使用S3C2440開發板，在Linux環境（Ubuntu）下使用arm-Linux-gcc工具來編譯程序。 你編寫代碼的時候，可以使用Windows下各種好用的工具，文本工具等，但便宜的時候，使用arm-Linux-gcc來編譯