硬件研發(fā)工程師需要掌握的單片機(jī)

一般情況下，硬件研發(fā)工程師需要全部掌握采用STC系列51單片機(jī)(下文簡(jiǎn)稱：STC單片機(jī))和STM32單片機(jī)(由于STM32在國(guó)內(nèi)比較流行，用該系列代表基于ARM公司Cortex-M3內(nèi)核的所有單片機(jī))設(shè)計(jì)產(chǎn)品的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)和技能。在設(shè)計(jì)產(chǎn)品過(guò)程中，硬件研發(fā)工程師會(huì)發(fā)現(xiàn)有很多具備獨(dú)立功能和可以重復(fù)使用的硬件功能模塊(下文簡(jiǎn)稱：硬件模塊)可以像軟件對(duì)象編程中的類一樣，進(jìn)行封裝和存儲(chǔ)后，作為自己的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的財(cái)富。鑒于硬件模塊相對(duì)顯性的特點(diǎn)，硬件研發(fā)工程師一般都會(huì)有意或無(wú)意的收集一些硬件模塊?？墒?，很多硬件研發(fā)工程師由于產(chǎn)品研發(fā)進(jìn)度，公司及身邊的同事不注重知識(shí)財(cái)富庫(kù)的建設(shè)，又有多少硬件研發(fā)工程師能認(rèn)真和細(xì)致的建立過(guò)自己的硬件模塊庫(kù)呢?

單片機(jī)又稱單片微控制器，全稱是單片微型計(jì)算機(jī)，簡(jiǎn)稱MCU，主要是指8位單片機(jī)。它既是典型的嵌入式微控制器，也是一種集成電路芯片，主要是把一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成到一個(gè)芯片上，相當(dāng)于一個(gè)微型的計(jì)算機(jī)，其應(yīng)用領(lǐng)域非常之廣，譬如將單片機(jī)用于筆記本電腦或者學(xué)習(xí)機(jī)上，可以減小二者的重量和大小，讓用戶攜帶起來(lái)更為方便。

在當(dāng)今這個(gè)模擬電子技術(shù)看似被冷落(其實(shí)無(wú)處不在)和數(shù)字電子技術(shù)主導(dǎo)的信息時(shí)代，對(duì)于剛?cè)腚娮有畔⑾嚓P(guān)專業(yè)的大中專學(xué)生或需要轉(zhuǎn)型進(jìn)入電子產(chǎn)品硬件研發(fā)行業(yè)的工程師而言，首先面對(duì)的第一個(gè)問(wèn)題是：8位的51單片機(jī)和32位的基于Cortex-M3內(nèi)核的STM32單片機(jī)哪一個(gè)作為電子技術(shù)入門的硬件平臺(tái)更合適?在綜合收集網(wǎng)上相關(guān)信息后，我相信很多剛?cè)胄械呐笥眩紤?yīng)該被支持51單片機(jī)和STM32單片機(jī)任一種硬件平臺(tái)作為入門的理由搞得不知所措。

還記得12年的時(shí)候，當(dāng)時(shí)市場(chǎng)上8位機(jī)還很多，尤其51單片機(jī)在stc的帶領(lǐng)下，占據(jù)著大片的單片機(jī)市場(chǎng)，學(xué)單片機(jī)大家都用51，大學(xué)教材也是以51來(lái)入門，雖然此時(shí)Atmel系列51單片機(jī)已經(jīng)不太常見(jiàn)了，但國(guó)產(chǎn)51任占據(jù)著90%的國(guó)內(nèi)51市場(chǎng)，可謂是51單片機(jī)經(jīng)久不衰，低端8位機(jī)市場(chǎng)基本不可替代，經(jīng)得住了歷史的考驗(yàn)，當(dāng)時(shí)8位機(jī)還有avr，16位機(jī)有msp430，其他廠家單片機(jī)還有pic，高端嵌入式處理器等市場(chǎng)有arm7，arm9等，各種單片機(jī)都“安分守己，各守其位，一片祥和”，可是到了14年，當(dāng)我再次進(jìn)行單片機(jī)開(kāi)發(fā)的時(shí)候，發(fā)展stm32非?；鸨?，企業(yè)都在用stm32來(lái)做開(kāi)發(fā)，曾經(jīng)用8位機(jī)開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品大部分轉(zhuǎn)而用stm32開(kāi)發(fā)，曾經(jīng)只能用arm9能做的產(chǎn)品，現(xiàn)在stm32照樣可以做，而且做起來(lái)比arm9+linux簡(jiǎn)單，讓我實(shí)在是又驚喜又嘆息，驚喜的是可以用性能更為強(qiáng)勁的mcu，嘆息的是我曾經(jīng)學(xué)的51已無(wú)用武之地了。

其實(shí)，硬件模塊庫(kù)類似于我們上學(xué)時(shí)為了寫作文而收集的美文庫(kù)和好詞庫(kù)，這是我們?cè)O(shè)計(jì)產(chǎn)品的素材、經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)財(cái)富。俗話說(shuō)“天下文章一大抄，就看會(huì)抄不會(huì)抄!”。這句話的意思不是鼓勵(lì)大家抄別人的東西，而是告訴我們應(yīng)該刻意建立知識(shí)財(cái)富庫(kù)和利用知識(shí)財(cái)富庫(kù)中的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)和技能進(jìn)行設(shè)計(jì)、創(chuàng)作和創(chuàng)新的方法。

由于在國(guó)內(nèi)，STC系列的51單片機(jī)市場(chǎng)占有率最高，參考資料和使用人群眾多，因此，在下文中，我們將以STC單片機(jī)作為51單片機(jī)的代表。正如，STM32單片機(jī)作為基于ARM公司Cortex-M3內(nèi)核單片機(jī)的代表一樣。在這里STC單片機(jī)是51單片機(jī)的代表，STM32是基于ARM公司Cortex-M3內(nèi)核單片機(jī)的代表。

STC單片機(jī)和STM32單片機(jī)都是采用獨(dú)立的數(shù)據(jù)和地址總線訪問(wèn)數(shù)據(jù)和程序存儲(chǔ)器的哈弗計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)。STC單片機(jī)是基于MCS-51內(nèi)核的8位單片機(jī)，STM32是基于Cortex-M3內(nèi)核的32位單片機(jī)。兩者都具備單芯片內(nèi)集成計(jì)算機(jī)的核心運(yùn)算處理器和不同功能的外設(shè)。STC單片機(jī)和STM32單片機(jī)在國(guó)內(nèi)應(yīng)用都非常廣泛，資料也非常多，入門需要的信息、資源、工具和軟件等等都比較豐富。這兩種芯片的這些特點(diǎn)和現(xiàn)實(shí)，決定了當(dāng)前一個(gè)非常重要的現(xiàn)實(shí)：硬件研發(fā)工程師有必要全部掌握采用STC單片機(jī)和STM32單片機(jī)開(kāi)發(fā)產(chǎn)品的技能。

當(dāng)前技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)實(shí)告訴我們一個(gè)現(xiàn)實(shí)：硬件研發(fā)工程師有必要全部掌握采用STC單片機(jī)和STM32單片機(jī)開(kāi)發(fā)產(chǎn)品的技能。