单片机和Linux都想学_换个两全的方法学习单片机

本节教你如何学习单片机，如何选择合适的开发板和开发工具。

现在我们知道单片机是要学习的，那么怎么去学习单片机？在上一课我们说不要使用老一套的方法学习，实际上是指的两个问题。

第一：选择什么开发板；

第二：使用什么开发工具；

我们学习单片机的目的是干嘛？目的是为后续嵌入式Linux学习服务。 
在这条学习线路上:

单片机->bootloader->Linux系统/驱动->APP（QT） 可以使用同一套开发板。

我们选择开发板的原则是：资料丰富。

开发板首推三星 (SAMSUNG)系列的，资料最开放， 
* 有S3C2440、S3C6410、S5PV210、Exynos4412； 
* 然后是德州仪器 (TI)的，TI开始不开放资料，现在逐渐公开了，有AM437X、AM335X； 
* 然后是飞思卡尔(freescale)，有iMX6； 
* 还有其它国产芯片：全志、瑞芯微；

我们用百度进行搜索，看哪个资料最丰富。结果如下：

再在搜索关键词中加入“教程”后，S3C2440的搜索结果比AM335X更多，因此S3C2440的资料仍是最多的，TI的营销更好，当然，TI作为工控板，其用户也是很多的。

所以，从教程的丰富程度来看，S3C2440为首选开发板；

我们后面会考虑使用TI的芯片重新录制一套视频，但需要2-3年的功夫，所以，现在还是使用S3C2440吧。

现在普遍有个错误观点：S3C2440过时了，它还是ARM9内核，现在Cortex-A7、 Cortex-A8、 Cortex-A9、 Cortex-A15都出来了，它的性能太差了。 
性能差没错，但它是否过时了呢？

那要看学到的知识是否过时。

我们首先来看看一个芯片是怎么组成的，里面有CPU、外设串口、I2C、SPI、LCD等。

我们写程序的时候，是去操作这些模块的寄存器，访问这些模块，并不是去操作CPU。 
等你工作的时候，你使用不同的芯片，那么差别在于这些模块，这些硬件的操作，差别不在CPU操作，你写程序的时候，根本不涉及CPU的内部机制。

**不同芯片的差别： 
在于外设操作，不在于CPU，写程序几乎不涉及CPU，只有涉及中断时，才会跟CPU的机制有点关系，但是不同CPU的架构差异很小，并且我们后面开发Linux驱动时，内核已经帮我们做好了这些处理，根本不需要去关心。**

从上一课我们知道，驱动=软件框架+硬件操作。这个软件框架对于所有的芯片都是一样的，因为都是用Linux内核。 
而这个硬件操作，你在2440上掌握了串口操作，I2C操作、SPI操作，掌握了这些硬件的语言，你换一种芯片，是完全类似的。

我假设你选择了2440开发板，那么怎么使用2440开发板来学习单片机的开发呢？又使用什么开发工具呢？ 
以前在Windows开发的时候，我们使用ADS、Keil、MDK等，你直接写个main()函数，所有的细节都帮你实现了，谁来调用main()函数，有他帮你做了。这main()所生成出来的代码，怎么放入到内存里面，这工具也帮你做了，我们基本上只需要写main()函数，只需要写C语言就行了。但是这里掩盖了太多的技术细节，你看看我们官网->学习路线 的这篇文章，里面有个比较：

① Windows下的单片机学习，深度不够

• Windows下有很好的图形界面单片机开发软件，比如keil、MDK等。
• 它们封装了很多技术细节，比如：
• 你只会从main函数开始编写代码，却不知道上电后第1条代码是怎么执行的；
• 你可以编写中断处理函数，但是却不知道它是怎么被调用的；
• 你不知道程序怎么从Flash上被读入内存；
• 也不知道内存是怎么划分使用的，不知道栈在哪、堆在哪；
• 当你想裁剪程序降低对Flash、内存的使用时，你无从下手；
• 当你新建一个文件时，它被自动加入到工程里，但是其中的机理你完全不懂；
• 等等等。

② 基于ARM+Linux裸机学习，可以学得更深，并且更贴合后续的Linux学习。

• 实际上它就是Linux下的单片机学习，只是一切更加原始：所有的代码需要你自己来编写；哪些文件加入工程，需要你自己来管理。
• 在工作中，我们当然倾向于使用Windows下更便利的工具，但是在学习阶段，我们更想学习到程序的本质。
• 一切从零编写代码、管理代码，可以让我们学习到更多知识：
• 你需要了解芯片的上电启动过程，知道第1条代码如何运行；
• 你需要掌握怎么把程序从Flash上读入内存；
• 需要理解内存怎么规划使用，比如栈在哪，堆在哪；
• 需要理解代码重定位；
• 需要知道中断发生后，软硬件怎么保护现场、跳到中断入口、调用中断程序、恢复现场；
• 你会知道，main函数不是我们编写的第1个函数；
• 你会知道，芯片从上电开始，程序是怎么被搬运执行的；
• 你会知道，函数调用过程中，参数是如何传递的；
• 你会知道，中断发生时，每一个寄存器的值都要小心对待；
• 等等等。
• 你掌握了ARM+Linux的裸机开发，再回去看Windows下的单片机开发，会惊呼：怎么那么简单！并且你会完全明白这些工具没有向你展示的技术细节。

如果我们基于ARM+Linux，不使用这些Windows工具，你可以学得更深，并且单片机的大全Bootloader，他就是ARM+Linux开发的，他并不使用Windows下的工具。 
你基于ARM+Linux学裸板、学单片机，你可以学得更多，因为我们一切都从零开始的。我们既管理这些代码，也可以知道芯片上电的时候做了什么事情，知道程序自己怎么把自己读到内存，且知道怎么去规划内存，知道怎么代码重定位……

我说的这些概念，你可能听都没听过，这是因为Windows下这些好用的工具把这些统统都给屏蔽了。 
我们使用ARM+Linux进行裸板开发，一旦掌握了ARM+Linux开发这套机制，再回过头去看这些Windows工具、看STM32的话，你只需要几分钟就可以搞定。 
并且你可以无缝进入后续的学习，因为你已经熟练掌握了Linux的操作环境，后面的Bootloader是在Linux下开发的，后面的Linux驱动也是在Linux下开发的。

所以我们怎么去学习单片机的开发呢？

使用S3C2440开发板，在Linux环境（Ubuntu）下使用arm-Linux-gcc工具来编译程序。 
你编写代码的时候，可以使用Windows下各种好用的工具，文本工具等，但编译的时候，使用arm-Linux-gcc来编译