硬件学习 从0到1硬件工程师学习如何开始？（附七大主流单片机的详情）

首先，“嵌入式”是一个概念。没有准确的定义。每本书都有自己的定义。但主要思想是一样的，就是嵌入式系统相对于PC这样的通用系统来说，是一个结构简单的特殊系统，在硬件和软件上只保留了必要的部分，而不必要的部分被裁剪掉了。因此，嵌入式系统一般具有可移植性、低功耗、性能单一的特点。

然后，属于嵌入式系统范畴的单片机、DSP、FPGA都是用来达到一定目的的工具。

硬件工程师在哪里学？

单片机:通常不用操作系统，用于简单控制，如电梯，空调节等。

Dsp:用于复杂计算，如离散余弦变换、快速傅里叶变换等。它经常用于图像处理和数码相机等设备。

Arm:英国芯片设计公司，但不生产芯片。只卖知识产权。

Fpga:现场可编程门阵列。用硬件描述语言(Verilog或VHDL)完成的电路设计，经过简单的综合和布局，可以快速烧录到FPGA中进行测试。是现代IC设计验证技术的主流。

嵌入式系统与台式电脑相比，可以量身定制，外形各异，可能在尺寸、功耗、成本等方面有所限制，实时性要求较高，如示波器、手机、平板电脑、自动洗衣机、路由器、数码相机等。在这些设备中，虽然没有台式机，但有一个或多个嵌入式系统在工作。

根据对象系统的功能复杂度和计算复杂度，提供不同的选择。对于一个简单的用于家电控制的嵌入式系统，用一个简单的8位微控制器就够了，便宜又好。对于手机和游戏机来说，需要使用32位ARM和DSP芯片。FPGA是更面向硬件的实现。

所以要通过学习成为一名硬件工程师，首先要从单片机开始，然后学习ARM和DSP。

详细介绍市场上七种主流单片机

现在微控制器铺天盖地，五花八门，让开发者应接不暇，发展迅速。从80年代开始，他们从4位、8位发展到各种高速微控制器。

51单片机

51单片机之所以变得经典好用，原因如下:

特征:

1.从内部硬件到软件有一个完整的逐位操作系统，叫做位处理器。处理对象不是字或字节，而是位。它不仅可以处理芯片上的一些特殊功能寄存器，如传送、设置、清除、测试，还可以进行位的逻辑运算。它的功能非常齐全，使用方便。

2.同时在片内RAM段专门开了一个双功能地址段，使用起来极其灵活。这个功能无疑为用户提供了极大的便利。

3.乘除指令，给编程带来方便。很多8位微控制器没有乘法功能，所以做乘法的时候编译一个子程序调用非常不方便。

STM32单片机

ST厂商推出的STM32系列单片机，业内所有朋友都知道，是一系列性价比超高的单片机，应该没有人，功能极其强大。

它基于ARM Cortex-M内核，专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用而设计，其强大的功能主要表现在:

特征:

1.核心:ARM32位Cortex-M3CPU，最高工作频率72MHz，1.25DMIPS/MHz，单周期乘法，硬件除法

2.内存:片上集成32-512KB闪存。6-64KB静态随机存取存储器

3.调试模式:串行调试(SWD)和JTAG接口。多达112个快速输入/输出端口、多达11个定时器和多达13个通信接口

外围接口控制器

PIC单片机系列是Microship的产品，分为基础级、中级和高级三个级别。PIC单片机系列是目前市场份额增长最快的单片机之一。CPU采用RISC结构，分别有33、35、58条指令，是一个简化的指令集。

特点:

1.它具有工作电压低、功耗低、驱动能力强的特点。

2.置1时，处于输入状态，无论引脚是高电平还是低电平，都处于高阻抗状态；当设置为0时，它处于输出状态。无论引脚处于什么水平，都处于低阻状态，具有相当大的驱动能力。低电平吸电流可达25mA，高电平输出电流可达20mA。与51系列相比，这是一大优势

3.它可以直接驱动数码管显示，外部电路简单。其A/D为10位，能满足精度要求。具备在线调试和编程(ISP)功能。

AVR微控制器

AVR单片机是Atmel公司推出的比较新的单片机，具有高性能、高速度、低功耗的特点。它取消机器周期，以时钟周期作为指令周期，实现流水线操作。

AVR单片机的指令是用字的，大部分指令都是单周期指令。在单个周期内，可以执行该指令的功能，同时读取下一条指令。

通常时钟频率为4 ~ 8 MHz，因此最短的指令执行时间为250 ~ 125 ns。AVR单片机最近能成为热点单片机，其主要特点是:

1.AVR系列没有类似累加器A的结构，但主要通过R16~R31寄存器实现A的功能。

2.AVR的专用寄存器集中在00 ~ 3f的地址范围内，使用起来比PIC更方便，不用先选择存储体。

3.3的输入/输出引脚。AVR类似于PIC，它也有一个控制输入或输出的方向寄存器。输出状态下，高电平输出电流约10mA，低电平吸电流20mA。虽然这点不如PIC，但还是比51系列好…

STC微控制器

说到STC单片机，有人会说STC可以算是主流，估计会被喷~ ~我们是基于它是国内比较好的单片机。

STC单片机是洪晶生产的单时钟/机周期单片机。说白了就是STC单片机是51和AVR的组合。有人说AVR是51的替代品，但是AVR单片机现场控制和C语言编写有很大区别。特征:

1.下载烧录程序的串口方便易用。它有很多学习资料和视频。最著名的是杜老师的视频。很多对单片机感兴趣的朋友都是通过这个视频入门的。同时具有宽电压:5.5 ~ 3.8 V，2.4 ~ 3.8 V，低功耗设计:空空闲模式，掉电模式(可被外部中断唤醒)

2.STC单片机在应用中编程，调试方便。10位AD，内置EEPROM，可工作在1T/机周期，速度是传统51单片机的8~12倍，价格也更便宜

3.4通道捕获/比较单元，STC12C2052AD系列为2通道，也可用于实现4个定时器或4个外部中断，2个硬件16位定时器，兼容普通8051定时器...