嵌入式系统基础从入门到精通

1.0 引言

嵌入式系统是指将计算机技术与其他物理设备相结合的系统，它们通常用于控制和监测各种类型的设备，如家用电器、汽车、工业自动化设备等。这些系统通常具有固定的功能，运行在特定的环境中，并且对实时性和资源有限有严格要求。

2.0 嵌入式学什么？

要成为一名优秀的嵌入式工程师，你需要掌握多个方面的知识。首先是硬件知识，包括微控制器（MCU）、单片机（SMP）及其接口技术；其次是软件开发技能，如C语言、汇编语言以及现代编程语言如Python；再者，对操作系统尤其是实时操作系统（RTOS）的理解至关重要。此外，还需要了解网络通信协议，以及如何设计和实现用户界面。

3.0 硬件基础

3.1 微控制器与单片机

微控制器是一种集成了处理核心、存储空间以及输入/输出端口于一体的小型芯片。它们广泛应用于各种电子产品中，而单片机则是一个更为传统的概念，它包含了一个简单的小型计算机，在一个芯片上集成所有必要组件。学习微控制器与单片机可以帮助你理解如何通过代码来操控硬件世界。

3.2 接口技术

连接不同部件或模块之间的接口技术对于任何复杂硬件项目都是必不可少的。这可能包括串行通信接口如UART, SPI, I2C; 并行通信接口; 或者数字IO信号线等。在设计嵌入式硬件时，正确地选择并配置这些接口至关重要，以确保数据传输效率高并且可靠。

4.0 软件开发

4.1 C语言与汇编语言

C语言因其灵活性而成为众多嵌入式项目中的首选之一，同时它也是学习其他高级编程语言的一个良好起点。而汇编语言提供了极致低层次对CPU指令直接操作，这对于性能敏感任务非常有用。

4.2 现代编程工具链及框架

随着时间推移，一些新的工具和框架被引进以简化开发流程，比如基于Python进行脚本化调试或者使用Linux平台进行跨平台开发。在选择工具时，要考虑它们是否适合你的项目需求，以及是否易于维护和扩展。

5.0 操作系统概述及实时操作系统(RTOS)

每个嵌体都运行在某种形式上的操作系统，无论是在裸金属模式还是内核模式下。在深度探究RTOS之前，需要有一定程度对常规桌面类别OS(例如Windows, Linux) 的理解。这有助于区分两者的差异，并能更好地认识到为什么我们需要专门针对实时性的RTOS来满足特定的应用需求。

5A RTOS基本概念及优缺点分析

5B 实例研究：RTOS在车辆管理中的应用案例分析

5C 如何选择适合自己项目需求的RTOS

6A 网络通信协议之旅 - 从串行到无线

6B CANbus标准解析及其在汽车领域中的应用案例讨论

6C 物联网(IoT)时代下的新兴网络协议探索：LoRaWAN & Zigbee

结语：

通过这篇文章，我们希望能够给读者提供一个全面的视角去看待“嵌入式学什么”。这个领域不仅涉及具体技能，而且还涉及不断变化的问题解决能力。如果你打算进入这个领域，那么记得保持学习态度，不断更新自己的知识库，以便应对未来的挑战。