第001课 不要再用老方法学习单片机和ARM

第1课 学习单片机前途如何？

> 我们的第一期是教大家如何将ARM开发板当作单片机来用，但在这期视频的第一节，我告诉你们，学习单片机是没有前途的。

话说得非常狠，因为不这样说，没法警醒你们。我说这句话，是冒着生命危险的，因为很多人依靠单片机来生活，淘宝上有一大堆售卖单片机开发板的，像51、STM32等。

我们首先看看**工资方面**，我们学习这些不就是为了赚钱吗？在51job上，搜索“单片机”，工资平均下来是几千块钱。然后搜搜“Linux系统工程师”，平均工资是上万左右。

我们再看**职业发展**。这里我有切实的体会，我2003年毕业，2005年进入一个小公司，当时做的是车载电话，我们先是用51单片机来做的。当时我的李姓同事，用两个3000多行的C文件，实现了车载电话的功能。 另一个魏姓同事，将功能拆分成各种模块，使用了50多个C文件，以操作系统的思想，重新写了这个程序。这两个牛人，都跳槽了，都不做单片机了。 李姓同事去了美国，深造了机器人视觉，现在是百度的搜索专家，魏姓同事和我一起去了中兴，现在在厦门联想公司负责手机的开发，而我给你们录视频，但我们都不玩单片机了。 我在2005发表了一个2440开发板上仿照ucos写了一个操作系统，10年前，我们已经把单片机玩得登峰造极了。但是我们还需要升级，为什么？ 因为单片机非常简单，稍微认真学习2-3个月就可以达到中等的水平，你工作十年和工作两年技能差别不大，对一个公司，现实一点，他肯定喜欢使用工资更低还更愿意加班的新人，所以说，我们必须升级。

我们再来看看**应用方面**，在嵌入式领域，单片机位于哪个位置。我们看看一个自动化的机床，在这条生产线上面，比如说在这传输带上，会有一些单片机来检测物品传输的位置，触发某些信号。 但其总控肯定运行操作系统，以处理更加复杂的事情。

再看看Google的机器人，他的手臂、脚趾，也许有些单片机来控制其动作，但他的核心大脑，肯定运行操作系统，才能处理各种复杂的事情。 也就是说，在一个复杂的系统，操作系统是大脑，单片机是可以实现手指的功能。那么你想去做大脑还是想去做手指？

并且单片机的产品升级换代比较慢，一个产品使用单片机的话，他追求的是稳定与成本，那显然，日常的工作的活少，并且也不需要你有太新的技能，既然如此，公司干嘛要花2~3万来请人做单片机，直接花几千元请个新人不就完了吗？

并且单片机的价格优势正在逐渐消失，我们在淘宝搜索一下，STM32开发板的基本都是1-200元，而一个能够运行Linux系统的板子，nanopi的价格却在100元左右。 一个能够运行Linux操作系统，有512M DDR内存，有四核处理的的ARM开发板，他只需要99元。所以说，现在单片机的价格优势正逐渐消失，他只能保持微弱的优势就是稳定性这一特点。

下面来看看使用的单片机和使用操作系统开发的产品，比如闹钟、自动售货机就是单片机做的。 但自动售卖机，他一旦需要连接网络，需要WiFi，他很可能就需要操作系统。现在的新型自动售卖机，上面有微信支付，就必须要操作系统。 像无人机，既用单片机也用Linux操作系统。单片机可以更加及时的处理一些信息。看这些产品，你更想做哪些产品?

并且从**技术方面**，我们的操作系统Linux，他需要一个Bootloader，这个Bootloader就是一个单片机裸板程序的大全，只要掌握了Linux的Bootloader，对单片机是轻而易举。 在后面视频，我会讲解这点。所以说，我告诉你们，学单片机没前途了。

当然我说的是一般情况，你说特例我就完蛋了，周立功做单片机的，年收入几亿，这没办法说。**注意**，我说的是学习， 在学习上，你不需要用单片机来学习，但是在工作中，我们设计产品的时候，如果单片机的性能更好，我们就要选择单片机。 就比如说小米的智能插座，他就是使用单片机来做的，如果同一个功能，用单片机可以省成本，我干嘛不用单片机呢。 卖出几百万台设备，每一个省一毛钱，就可以省几十万。 我只告诉你，在技术方面，一旦我们掌握了Linux的bootloader,反过来，对单片机来说，他是小菜一碟。

第2课 没有前途为何还要学习单片机

> 为什么没前途也要学习单片机？

• • 它是个很好的入口。**单片机的学习可以让我们抛开复杂的软件结构，先**掌握硬件操作**，如：看原理图、芯片手册、写程序操作寄存器等。

在上一节视频里，我刚把单片机贬得一无是处，说单片机没前途了，这节视频，我又要告诉你们，没有前途，也要学习单片机。为什么？

首先，我说不用学习单片机，是指不要使用老一套得学习方法学习单片机。什么叫老一套的方法？

- 硬件上：不要使用C51、STM32这些专用的单片机开发板。如果以后，你不打算从事单片机开发，你用这些芯片干嘛，研究了两三个月，把这些寄存器都用清楚了，你又用不上，没必要啊。

- 软件上：不要使用Keil、MDK等集成度太高的软件。你用这些软件，你写个main()就可以了，然后调用各种库，进行傻瓜式操作。这些好用的工具，封装了很多技术细节，使得我们没法了解裸机、单片机的本质。以后我们会使用新一套的方法来进行单片机的开发。新一套的方法，我们后面再介绍。 <img src="./lesson/lesson2/lesson2_001.png">

我们之所以还要学习单片机，是因为他里面的知识，对我们后续学习Linux还是有用的。我们首先来看看，一个Linux系统是怎么一回事。 一个嵌入式Linux系统的软件组成：

• • 单片机大全Bootloader-->Linux驱动-->Linux APP-->Linux GUI(Android/QT)**

我们PC机一上电的时候，黑色屏幕上会显示BIOS，这个BIOS目的是去启动Windows内核。Windows内核再挂载C盘(系统盘)、D盘(应用盘)，最后再去启动应用程序，像QQ、网游等。 同样的道理，我们的Android手机或者工控设备，也有BISO，但嵌入式Linux系统里面不叫BISO，叫Bootloader，他的目的是去启动Linux内核。他首先也是识别应用程序所在的存储设备，挂载根文件系统（在Windows系统里面的C盘、D盘，在Linux里面称为根文件系统)。最后去启动应用程序。 <img src="./lesson/lesson2/lesson2_002.png">

仔细的分析下Bootloader，他去启动内核，他去哪里启动内核呢？显然是去某个地方读出内核，就比如说BIOS是去C盘上读出Windows内核，我们的Bootloader是去Flash或者SD卡读取内核。因此Bootloader要拥有读取Flash或者SD卡的能力。有些Bootloader还要显示logo，因此还要具有操作LCD的能力。Bootloader还要设置开发板的环境，比如，初始化时钟、初始化内存、还要设置网卡等。

这么多事情，都是在Bootloader里面实现的，太复杂了，如果你一来就分析整个Bootloader是非常困难的。那我们怎么学习呢？ 把他拆开，写出单独的程序，比如：LED点灯、时钟、网卡、Flash都单独写个程序来练习，这些不就是单片机程序吗？所以说，Bootloader是单片机程序的大全。我们为了更好的学习Bootloader，我们应该事先一个一个练习硬件，当我们熟悉每个硬件后，再组合起来，就是一个Bootloader。 <img src="./lesson/lesson2/lesson2_003.png">

我们再来看看Bootloader启动内核之后，内核再去挂载根文件系统，意味着内核也要有操作硬件的能力，这就是驱动程序。我们首先来看看一个简单的驱动程序是什么样子。 首先我们的应用程序是调用open()、read()、write()这些标准的接口去访问硬件。那么就进入驱动程序里面，驱动程序里面有对应的drive_open()、drive_read()、drive_write()。最后在驱动程序里面，去配置硬件。，这里以如果是一个LED点灯驱动，那么drive_open()要把GPIO设置为输出引脚，drive_read()，返回GPIO状态，driver_write()则写GPIO，让引脚输出高电平或者低电平。 <img src="./lesson/lesson2/lesson2_004.png">

对于我们的LED驱动程序，你需要提供drive_open()、drive_read()、drive_write()这些接口，这就是他的框架。具体的怎么操作硬件，就是硬件操作。所以说，我们事先在单片机里面，熟悉熟练的掌握硬件操作。即驱动程序的组成：

• • 驱动程序=软件框架+硬件操作**

你需要学会看原理图、看硬件怎么连接、看芯片手册、知道怎么读写寄存器。这一切都可以先在单片机里面学习，去掌握。以后学习Linux驱动时，把重点放在软件框架就行了。

我们可以事先学习单片机，单片机的学习可以让我们先抛开复杂的软件结构，先掌握硬件的操作，如：看原理图、芯片手册、写程序操作寄存器等。 这就是为什么单片机没有前途，我们也要学习。是因为他里面涉及的硬件操作，对我们后续的学习，非常有用处。 现在我们知道了，我们学习单片机，不是为了掌握单片机的开发技能，而是为了掌握Bootloader，掌握硬件操作。 <img src="./lesson/lesson2/lesson2_005.png">