单片机知识是Linux驱动开发的基础之一

这是arm裸机1期加强版第1课第2节课程的wiki文字版。

为什么没前途也要学习单片机？

因为它是个很好的入口。

学习单片机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。

我们之所以还要学习单片机，是因为它里面的知识，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BIOS，但嵌入式Linux系统里面不叫BIOS，叫Bootloader，他的目的是去启动Linux内核。 它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。

仔细的分析下Bootloader，它去启动内核，它去哪里启动内核呢？ 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。

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。
比如一个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。

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，这就是它的框架。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。