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???????有的學校先教匯編，再教C，但我認為，先學C，再到匯編會比較好，因為匯編枯燥難學，導致單片機還沒用起來，興趣就消減一大半了。正如linus那句話，你得先學會使用它。

一、首先掌握C語言語法。

??????單片機用的C語言叫C51，C51除了標準C的語法之外，還特意為單片機增添了幾個語法而已，沒有很大區別，那么我們可以裝個Visual Studio（別再用VC6.0那個老掉牙的IDE啦）然后，隨便找本語法書抄代碼，模仿寫，不看書做出課后習題就可以了，其中流程控制（包括if,for,while,switch等）以及指針和結構體都是需要掌握的。沒有特別需要推薦的教材，可以在youku看教學視頻，也可以看看譚浩強的《C語言程序設計》，入門是沒問題的，雖然有很多bug。

二、學會操作寄存器。

??????單片機工程師又叫固件工程師，因為他們寫的代碼都是跟寄存器打交道，而寄存器又可以直接控制硬件，處于最底層的軟件，所以叫固件。這部分需要數電、模電的基礎才好理解，所以在大學都是先教數電、模電再教單片機的。這里你需要買一塊單片機開發板，上淘寶淘一塊就可以，但不要買那些芯片又少又貴的（板子上留有很多接口的那種，要你另外買模塊才能做那些實驗的），那些板子都是坑新手的。教程推薦看郭天祥的《十天學會單片機》，但是只能入門。此外，需要裝個Keil C51軟件編譯代碼以便下載到單片機里面。這里重點掌握定時器和串口。

三、養成良好的編碼習慣。

??????在《十天學會單片機》里會出現眾多不怎么好的代碼，但是我們不能一下寫出優秀的代碼，必須有個過渡期，所以建議大家先看郭大俠的視頻。那么如何寫出高效而且可讀性好的代碼呢？以后再寫文章介紹，這里只提到一點，不要用拼音來命名變量或者函數名，像int shi,fen,miao;這些都是不良的編碼習慣，必須全部使用英文命名。推薦的做法就是多參考大神們寫的代碼，在百度文庫或者各大電子論壇都可以看到很多優秀的代碼。此外，推薦一個PDF——《從單片機初學者邁向單片機工程師》。

四、適量的實踐。

??????接下來，你可以用單片機做一些小玩意了，譬如：搖搖棒，光立方，密碼鎖，超聲波測距，紅外搖控等等（很多新奇有趣的小玩意都可以在論壇找到）。當然，也不需要每個都做，我們可以選一些差異性較大的來做，這樣升級會快一些。推薦的教材是《單片機c語言程序設計實訓100例——基于8051+proteus仿真》。

－－－－－就算你能通過上面四個關卡，也只能達到操作工的水平而已，接下來的才是主題－－－－－

五、深入理解單片機的工作原理。

??????現在你要用匯編語言來玩單片機，你會發現匯編比較棘手，寫出來的代碼可讀性差、可移植性差而且很難維護，但匯編即讓你很清晰地感受到單片機是如何工作的，以及理解C語言指針的原理。不過，我們不需要鉆研匯編語言，只需要有所了解，并且要達到C和匯編混合編程就可以了。混合編程是單片機的精髓所在，比如，精準的延時、相對耗時的算法用匯編實現，而其它邏輯用C語言實現。即使是嵌入式，也是匯編和C混編的。推薦的教材是周航慈的《單片機應用程序設計技術》

六、自制單片機最小系統。

??????自己用洞洞板焊一塊單片機最小系統，這事也不難，隨隨便便都能弄出來，有錢做PCB更好，沒錢可以做感光板或者用雕刻機刻一塊。主要掌握焊接、維修、PCB等基本功，上youku看看視頻，自己多動手就能掌握的。

七、單片機外面的世界。

??????就算你現在能玩轉單片機，但也只是打開了一扇小小的窗戶而已，下面你可以選一個方向，但是工作中可以會用到幾個方向的知識，反正盡量多學點。

1、操作系統。其中51單片機可以跑TINY OS和Small RTOS，要跑ucos,freeRTOS的話，建議用高檔一點的單片機。推薦學ucos，教材是任哲的《嵌入式實時操作系統ucosII原理及應用》

2、上位機。使用單片機采集信號送到PC機上面，而PC機需要一個上位機來控制單片機，這個上位機可以用Labview、C++、C#、JAVA、甚至是HTML、CSS、JAVAScript來寫。其中最常用的是單片機跟PC機的串口通信，上位機建議用Labview、C#，或者QT來寫，盡管還有很多企業用MFC(C++庫)，但是MFC上手比較難。其中Labview是最為簡單的一種上位機，推薦的教材是《Labview寶典》

3、算法。因為單片機處理速度慢，所以能實現的算法也不多，推薦的教材是周航慈的《嵌入式系統軟件中的常用算法》

4、接口應用。單片機的內部資源比較少，很多時候需要外接一些芯片、傳感器。這里需要到用模電、電子測量、計算機網絡等知識。推薦的教材是陳尚松等著的《電子測量與儀器》和謝希仁的《計算機網絡》。此外，還會用到一些通信模塊，比如USB、Zigbee、WIFI、藍牙等(這些芯片一般內置增強型的51核)，有興趣可以弄一下，這些都是比較實用的技術。

題外話：

??????如果要徹底理解單片機的工作原理的話，那就得學《計算機組成原理》和FPGA了，FPGA的學習路線可以參考本博客的《如何學習FPGA》。

??????你要是學完上面講的那些，那就可以進一步學嵌入式了。很多電子專業的學生就感覺嵌入式很難，那是因為嵌入式涉及很多計算機領域的知識，而這些知識很多是電子專業不開課的，基本功沒過關，學起來肯定吃力。具體的學習路線可以參考本博客的《如何學習嵌入式軟件》。

??????說到這里，其實單片機能做的事情也不多，但它卻是電子專業最為重要的核心課程之一，可以說每位電子工程師都必須掌握單片機，并用它來解決工程上的實際問題。

FPGA

PS：筆者強烈建議諸位注冊一個EETOP的賬號，每天簽到或者發貼、回貼就有積分了，里面的資源非常豐富，各種軟件、資料都能找到。

一、入門首先要掌握HDL（HDL=verilog+VHDL）。

???????第一句話是：還沒學數電的先學數電。然后你可以選擇verilog或者VHDL，有C語言基礎的，建議選擇VHDL。因為verilog太像C了，很容易混淆，最后你會發現，你花了大量時間去區分這兩種語言，而不是在學習如何使用它。當然，你思維能轉得過來，也可以選verilog，畢竟在國內verilog用得比較多。

???????接下來，首先找本實例抄代碼。抄代碼的意義在于熟悉語法規則和編譯器（這里的編譯器是硅編譯器又叫綜合器，常用的編譯器有：Quartus、ISE、Vivado、Design Compiler?、Synopsys的VCS、iverilog、Lattice的Diamond、Microsemi/Actel的Libero、Synplify pro），然后再模仿著寫，最后不看書也能寫出來。編譯完代碼，就打開RTL圖，看一下綜合出來是什么樣的電路。

???????HDL是硬件描述語言，突出硬件這一特點，所以要用數電的思維去思考HDL，而不是用C語言或者其它高級語言，如果不能理解這句話的，可以看《什么是硬件以及什么是軟件》。在這一階段，推薦的教材是《Verilog傳奇》、《Verilog HDL高級數字設計》或者是《用于邏輯綜合的VHDL》。不看書也能寫出個三段式狀態機就可以進入下一階段了。

?????? 此外，你手上必須準備Verilog或者VHDL的官方文檔，《verilog_IEEE官方標準手冊-2005_IEEE_P1364》、《IEEE Standard VHDL Language_2008》，以便遇到一些語法問題的時候能查一下。

二、獨立完成中小規模的數字電路設計。

???????現在，你可以設計一些數字電路了，像交通燈、電子琴、DDS等等，推薦的教材是《Verilog HDL應用程序設計實例精講》。在這一階段，你要做到的是：給你一個指標要求或者時序圖，你能用HDL設計電路去實現它。這里你需要一塊開發板，可以選Altera的cyclone IV系列，或者Xilinx的Spantan 6。還沒掌握HDL之前千萬不要買開發板，因為你買回來也沒用。這里你沒必要每次編譯通過就下載代碼，咱們用modelsim仿真（此外還有QuestaSim、NC verilog、Diamond的Active-HDL、VCS、Debussy/Verdi等仿真工具），如果仿真都不能通過那就不用下載了，肯定不行的。在這里先掌握簡單的testbench就可以了。推薦的教材是《WRITING TESTBENCHES Functional Verification of HDL Models》。

三、掌握設計方法和設計原則。

???????你可能發現你綜合出來的電路盡管沒錯，但有很多警告。這個時候，你得學會同步設計原則、優化電路，是速度優先還是面積優先，時鐘樹應該怎樣設計，怎樣同步兩個異頻時鐘等等。推薦的教材是《FPGA權威指南》、《IP核芯志-數字邏輯設計思想》、《Altera FPGA/CPLD設計》第二版的基礎篇和高級篇兩本。學會加快編譯速度（增量式編譯、LogicLock），靜態時序分析（timequest），嵌入式邏輯分析儀（signaltap）就算是通關了。如果有不懂的地方可以暫時跳過，因為這部分還需要足量的實踐，才能有較深刻的理解。

四、學會提高開發效率。

??????? 因為Quartus和ISE的編輯器功能太弱，影響了開發效率。所以建議使用Sublime text編輯器中代碼片段的功能，以減少重復性勞動。Modelsim也是常用的仿真工具，學會TCL/TK以編寫適合自己的DO文件，使得仿真變得自動化，推薦的教材是《TCL/TK入門經典》。你可能會手動備份代碼，但是專業人士都是用版本控制器的，所以，為了提高工作效率，必須掌握GIT。文件比較器Beyond Compare也是個比較常用的工具。此外，你也可以使用System Verilog來替代testbench，這樣效率會更高一些。如果你是做IC驗證的，就必須掌握System Verilog和驗證方法學（UVM）。推薦的教材是《Writing Testbenches using SystemVerilog》、《The UVM Primer》、《System Verilog1800-2012語法手冊》。

???????? 掌握了TCL/TK之后，可以學習虛擬Jtag（ISE也有類似的工具）制作屬于自己的調試工具，此外，有時間的話，最好再學個python。腳本，意味著一勞永逸。

五、增強理論基礎。

??????? 這個時候，你已經會使用FPGA了，但是還有很多事情做不了（比如，FIR濾波器、PID算法、OFDM等），因為理論沒學好。我大概地分幾個方向供大家參考，后面跟的是要掌握的理論課。

1、信號處理——信號與系統、數字信號處理、數字圖像處理、現代數字信號處理、盲信號處理、自適應濾波器原理、雷達信號處理

2、接口應用——如：UART、SPI、IIC、USB、CAN、PCIE、Rapid IO、DDR、TCP/IP、SPI4.2(10G以太網接口)、SATA、光纖、DisplayPort

3、無線通信——信號與系統、數字信號處理、通信原理、移動通信基礎、隨機過程、信息論與編碼

4、CPU設計——計算機組成原理、單片機、計算機體系結構、編譯原理

5、儀器儀表——模擬電子技術、高頻電子線路、電子測量技術、智能儀器原理及應用

6、控制系統——自動控制原理、現代控制理論、過程控制工程、模糊控制器理論與應用

7、壓縮、編碼、加密——數論、抽象代數、現代編碼技術、信息論與編碼、數據壓縮導論、應用密碼學、音頻信息處理技術、數字視頻編碼技術原理

?????? 現在你發現，原來FPGA會涉及到那么多知識，你可以選一個感興趣的方向，但是工作中很有可能用到其中幾個方向的知識，所以理論還是學得越多越好。如果你要更上一層，數學和英語是不可避免的。

六、學會使用MATLAB仿真。

??????? 設計FPGA算法的時候，多多少少都會用到MATLAB，比如CRC的系數矩陣、數字濾波器系數、各種表格和文本處理等。此外，MATLAB還能用于調試HDL（用MATLAB的計算結果跟用HDL算出來的一步步對照，可以知道哪里出問題）。推薦的教材是《MATLAB寶典》和杜勇的《數字濾波器的MATLAB與FPGA實現》。

七、足量的實踐。

?????? 這個時候你至少讀過幾遍芯片手冊（官網有），然后可以針對自己的方向，做一定量的實踐了（期間要保持良好的代碼風格，增加元件例化語句的可讀性，繪制流程圖/時序圖，撰寫文檔的習慣）。比如：通信類的可以做調制解調算法，儀表類的可以做總線分析儀等等。不過這些算法，在書上只是給了個公式、框圖而已，跟實際的差距很大，你甚至會覺得書上的東西都很膚淺。那么，你可以在知網、百度文庫、EETOP論壇、opencores、ChinaAET、Q群共享、博客上面找些相關資料（校外的朋友可以在淘寶買個知網賬號）。其實，當你到了這個階段，你已經達到了職業級水平，有空就多了解一些前沿技術，這將有助于你的職業規劃。

??????? 在工作當中，或許你需要關注很多協議和行業標準，協議可以在EETOP上面找到，而標準（如：國家標準GB和GB/T，國際標準ISO）就推薦《標準網》和《標準分享網》。

八、圖像處理。（這部分只寫給想學圖像處理的朋友，也是由淺入深的路線）

1、Photoshop?；ㄒ?、兩周的時間學習PS，對圖像處理有個大概的了解，知道各種圖片格式、直方圖、色相、通道、濾鏡、拼接等基本概念，并能使用它。這部分是0基礎，目的讓大家對圖像處理有個感性的認識，而不是一上來就各種各樣的公式推導。推薦《Photoshop CS6完全自學教程》。

2、基于MATLAB或OpenCV的圖像處理。有C/C++基礎的可以學習OpenCV，否則的話，建議學MATLAB。這個階段下，只要學會簡單的調用函數即可，暫時不用深究實現的細節。推薦《數字圖像處理matlab版》、《學習OpenCV》。

3、圖像處理的基礎理論。這部分的理論是需要高數、復變、線性代數、信號與系統、數字信號處理等基礎，基礎不好的話，建議先補補基礎再來?？床欢睦碚撘部梢詴簳r先放下，或許學到后面就自然而然地開竅了。推薦《數字圖像處理》。

4、基于FPGA的圖像處理。把前面學到的理論運用到FPGA上面，如果這時你有前面第七個階段的水平，你將輕松地獨立完成圖像算法設計（圖像處理是離不開接口的，上面第五個階段有講）。推薦《基于FPGA的嵌入式圖像處理系統設計》、《基于FPGA的數字圖像處理原理及應用》。

5、進一步鉆研數學。要在算法上更上一層，必然需要更多的數學，所以這里建議學習實分析、泛涵分析、小波分析等。

下面這兩個階段是給感興趣的朋友介紹的。

九、數電的盡頭是模電。

???????現在FPGA內部的事情是難不到你的，但是信號出了FPGA，你就沒法控制了。這個時候必須學好模電。比如：電路分析、模擬電子技術、高頻電子線路、PCB設計、EMC、SI、PI等等，能設計出一塊帶兩片DDR3的FPGA開發板，就算通關了。具體的學習路線可以參考本博客的《如何學習硬件設計——理論篇》和《如何學習硬件設計——實踐篇》。

十、學無止境。

???????能到這個境界，說明你已經很厲害了，但是還有很多東西要學的，因為FPGA常常要跟CPU交互，也就是說你得經常跟軟件工程師交流，所以也得懂點軟件方面的知識。比如ARM（Xilinx的ZYNQ和Altera的SOC會用到ARM的硬核，請參考本博客的《如何學習嵌入式軟件》）、DSP、Linux、安卓、上位機（QT、C#、JAVA）都可以學一下，反正學無止境的。

十一、其它問題。

a、為什么不推薦學習NIOS II和MicroBlaze等軟核？

??????1、性價比不高，一般的軟核性能大概跟Cortex M3或M4差不多，用FPGA那么貴的東西去做一個性能一般的CPU，在工程上是非常不劃算的。不如另外加一塊M3。

??????2、加上軟核，可能會影響到其它的邏輯的功能。這是在資源并不十分充足的情況下，再加上軟核，導致布局布線變得相當困難。

??????3、軟核不開源，出現Bug的時候，不容易調試。

????? 4、工程上很少使用，極有可能派不上用場。

b、為什么不推薦0基礎學習ZYNQ或SOC？

????? 1、容易讓人有傍同心理。傍同心理是指一個人通過渲染與自己有親近關系的人的杰出，來掩蓋和彌補自己在這方面的不足，從而獲得心理上的平衡。自己在學習很厲害的東西，然后也感覺自己很厲害，但這只是錯覺而已。

????? 2、入門應該學習盡量簡單的東西，要么專心學習ARM，要么專心學習FPGA。這樣更容易有成就感，增強信心。

????? 3、ZYNQ和SOC的應用領域并不廣，還有很多人沒聽過這種東西，導致求職的不利。

????? 4、開發工具編譯時間長，浪費較多時間。

????? 5、絕大多數工作，都只是負責一方面，也就是說另一方面，很有可能派不上用場。

c、為什么已經存在那么多IP核，仍然需要寫HDL？

? ? ? 1、問這種問題的，一般是學生，他們沒有做過產品，沒有遇到過工程上的問題。

? ? ? 2、IP核并非萬能，不能滿足所有需求。

? ? ? 3、盡量少用閉源IP核，一旦出問題，這種黑匣子很可能讓產品難產。

? ? ? 4、深入理解底一層次，可以更好地使用高一層次。該法則可以適用于所有編程語言。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的单片机 FPGA的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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