硬件工程师成长之路（6）——程序设计

系列文章目录

1.元件基础
2.电路设计
3.PCB设计
4.元件焊接
5.板子调试
6.程序设计
7.算法学习
8.编写exe
9.检测标准
10.项目举例
11.职业规划

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前言

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送给大学毕业后找不到奋斗方向的你（每周不定时更新）

【牛客网】构建从学习到职业的良性生态圈
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上海市工程系列计算机专业中级专业技术职务任职资格评审

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如果发现有一天对自己写的程序非常清楚他出来是什么样子，那么恭喜你此小节入门了

国产51单片机

51单片机我们在大学都学过，51也是我们一个嵌入式接触的第一个处理器，它的结构不算复杂。我们学习51单片机，我们可以清楚的说出51单片机中的资源，累加器A和B，程序状态寄存器，程序计数器，6个中断源，r0-r7工作寄存器等等，其实arm处理器也可以说是一个单片机，只不过它的速度更快，寄存器更多了些，位数多了些（32位），分了几种工作模式，指令多了些等等，不过只要我们有51的学习经验，学习arm并不是很困难的事情。

不过我们学习arm不能在像学习51单片机那样，希望把所有的东西都知道，弄清楚里面的结构，这个是不可能的，也是完全没有必要的。我们学习arm处理器要学习与应用相关的部分。官方给出的芯片手册是一个工具，而不是教材，我们没有哪个工程师能够把那个一千多页的文档从头到尾的看一遍，三星在写手册的时候也有偷工减料的地方，比如6410的有些部分就是直接拿2440的手册中的。我们用到哪一部分，我们再去查相应的部分就可以了。Arm芯片手册中关于芯片的结构和相关的使用说明说的很详细，以前写过关于裸机LED的小程序，那个小程序只是一个简单的GPIO的操作，不过对于刚入门的初学者来说，这个小程序能让我们大概的了解arm芯片。还有那个led的程序运行是有前提的，arm运行之前要先初始化，上次我们直接是在启动uboot启动后运行的我们的led程序，uboot把做了初始化的工作。

学习arm和学习51系列的基本内容相同，arm的基本内容主要包括中断响应过程，arm指令集，存储器结构和汇编语言的程序结构，并没有比51更多多的内容，从这几方面去学习arm，我们会发现学习arm并不是很困难的事。我们不要把arm想的太复杂，太神秘，就像我们没有接触单片机之前，我们并不知道什么是单片机，也不知道单片机能做什么，当我们学完之后，我们感觉其实也没什么难的。Arm也是一样的，我建议初学者买本关于arm入门的书，从头看一遍有个系统的掌握。我给大家推荐一本《从51到ARM—32位嵌入式系统入门》北京航空航天大学出版社出版的。这本书是我在大学的时候接触到的第一本arm的书，这本书讲的很基础，引领我们从51过渡到ARM,很多的地方都是讲51和ARM的对比，让我们看完之后，感觉arm就是一个“超级”的51。建议关于汇编的指令部分先可以不看，因为那个很长，也不好记，而且日后工作也不怎么用。只有我们在移植与CPU直接打交道的时候才用的着。

各种编程代码入门教程

一、STM8开发

博主推荐使用IAR for STM8

1.1、IAR for ARM 安装与注册(超详细)

IAR for ARM 安装与注册(超详细)

1.2、IAR for STM8安装与注册(超详细)

IAR for STM8介绍、下载、安装与注册

EWSTM8IAR安装包及注册机.ZIP
STLINK烧写软件.zip
STLINK驱动.zip

2.1、IAR for ARM的基本使用教程

IAR for STM8的基本使用教程

2.2、IAR for STM8的基本使用教程

IAR for STM8系列教程（一）新建软件工程详细过程

3、STM8学习笔记—点亮LED灯

STM8学习笔记—点亮LED灯

4、STM8单片机常见问题及解决方案

STM8单片机常见问题及解决方案

5、关于iar for stm8： iar Fatal Error[Pe1696]: cannot open source file "xx.h"错误

关于iar for stm8： iar Fatal Error[Pe1696]: cannot open source file "xx.h"错误

6、iar for stm8 报错Error[Li005]: no definition for "assert_failed"解决方案

iar for stm8 报错Error[Li005]: no definition for "assert_failed"解决方案

7、STM8进阶学习教程

STM8进阶学习教程

8、包含了头文件还有"Error[Li005]: no definition for"之类的错误原因

包含了头文件还有"Error[Li005]: no definition for"之类的错误原因

9、关于STM8S中断优先级求助

关于STM8S中断优先级求助

10、stm8 io口重映射

stm8 io口重映射

11、STM8/IAR生成HEX、BIN 方法

STM8/IAR生成HEX、BIN 方法

12、ST Visual Programmer批量烧写教程

STVP可以查看STM8芯片内部代码，数据，批量烧录STM8芯片；
ST-LINK-Utility可以查看STM32芯片内部代码，数据，批量烧录STM32芯片；
ST Visual Programmer批量烧写教程

13、ST-LINK-Utility

分享：STLINK仿真器软件ST-LINK-Utility适用于STM8，STM32单独下载软件

14、上电复位至执行mian函数这段时间芯片在做什么

STM8单片机启动流程彻底探究–基于IAR开发环境

15、STM8S的9个复位源

STM8 复位详解
STM8 复位(RST)寄存器
通过软件程序消除单片机由外界干扰产生的异常复位的影响（基于STM8S105单片机）

STM8单片机复位源判断

二、STM32开发

1、keil(MDK) 5官方下载教程

方法一、keil(MDK) 5官方下载教程

方法二、点击MDK-ARM5.34，即可下载

方法三、MDK5.29，5.30，5.31，5.32，5.33, 5.34和各种pack软件包镜像下载（2021-03-26）

2、Keil(MDK) 5 软件安装教程

Keil(MDK) 5 软件安装教程
(破解时KILE5和破解器都用管理员方式打开)

3、(MDK5)安装STM32芯片包-pack文件安装方法

方法一、(MDK5)安装STM32芯片包-pack文件安装方法

方法二、点击，找到对应的芯片包下载即可

4、为 Keil 更换 Sublime Text Molokai 主题

为 Keil 更换 Sublime Text Molokai 主题

5、Keil MDK的一些推荐功能（编码格式、自动保存、代码提示、动态语法检查、多核编译）

Keil MDK的一些推荐功能（编码格式、自动保存、代码提示、动态语法检查、多核编译）

6、STM32CubeMX安装教程_Windows

方法一、STM32CubeMX安装教程_Windows

方法二、点击即可下载，非百度

7、STM32软件的烧写方式

1、STM32软件的烧写方式

2、关于ST-Link下载STM32程序的使用

3、STM32笔记–使用ST-Link下载hex文件

8、JLink接口的SWD接法

JLink接口的SWD接法

ARM 仿真器种类与概念(JTAG、SWD、JLink、ULink、ST-Link)
JTAG、JLINK、ULINK、ST-LINK的联系和区别

9、STM32+cubeMX第一个工程，点亮LED

STM32+cubeMX第一个工程，点亮LED

10、STM32新手入门教程

STM32新手入门教程

11、STM32进阶学习教程

STM32进阶学习教程

12、Keil5的仿真调试

Keil5的仿真调试

13、STM32程序移植专题

STM32程序移植专题

14、STM32官方封装库下载方法

STM32官方封装库下载方法

15、第一次建项目之stm32cubemx 错误error: L6236E: No section matches selector - no section to be FIRST/LAST.

stm32cubemx 错误error: L6236E: No section matches selector - no section to be FIRST/LAST.

16、STM32 之一 HAL库、标准外设库、LL库（STM32 Embedded Software）

STM32 之一 HAL库、标准外设库、LL库（STM32 Embedded Software）

17、一文看懂GPIO口的八种工作原理

一文看懂GPIO口的八种工作原理

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18、NVIC中断优先级管理

1、 高优先级的抢占优先级是可以打断正在进行的低抢占优先级中断的。
2、 抢占优先级相同的中断，高响应优先级不可以打断低响应优先级的中断 。
3、 抢占优先级相同的中断，当两个中断同时发生的情况下，哪个响应优先级高，哪个先执行。
4、 如果两个中断的抢占优先级和响应优先级都是一样的话，则看哪个中断先发生就先执行；

19、一个定时器，产生多路PWM

1、高级定时器输出多路PWM波（芯片自带功能）

STM32CUBEMX配置教程（五）高级定时器输出两路PWM波

2、通过n++计数实现

一个定时器生成多路PWM波形的原理和方法成都自动化开发

3、定时器主从模式，精确输出PWM脉冲数量

嵌入式STM32学习笔记（5）——定时器主从模式，精确输出PWM脉冲数量

20、STM32使用ARM优化数学库arm_math.h函数库配置指南

STM32使用ARM优化数学库arm_math.h函数库配置指南

21、STM32Trust生成加密固件

手把手教你用STM32Trust生成加密固件

三、软件提升——FreeRTOS

1、FreeRTOS系列第1篇—为什么选择FreeRTOS？

FreeRTOS系列第1篇—为什么选择FreeRTOS？

2、FreeRTOS系列第2篇—FreeRTOS入门指南

FreeRTOS系列第2篇—FreeRTOS入门指南

3、FreeRTOS系列第3篇—FreeRTOS移植指南

FreeRTOS系列第3篇—FreeRTOS移植指南

4、FreeRTOS系列第4篇—FreeRTOS编码标准及风格指南

FreeRTOS系列第4篇—FreeRTOS编码标准及风格指南

5、FreeRTOS系列第5篇—FreeRTOS在Cortex-M3上的移植

FreeRTOS系列第5篇—FreeRTOS在Cortex-M3上的移植

6、韦东山FreeRTOS系列教程

韦东山freeRTOS系列教程：入门文档教程+进阶视频教程(全部免费的freeRTOS系列教程、freeRTOS学习路线)

四、FPGA开发

首先强调一点，

初学FPGA不需要买开发板！但必须要会仿真调试！
初学FPGA不需要买开发板！但必须要会仿真调试！
初学FPGA不需要买开发板！但必须要会仿真调试！

1、FPGA入门指引

入行10年后，我总结了这份FPGA学习路线
FPGA入门指引
如何学习FPGA

2、FPGA入门教程

FPGA入门教程

3、开发环境——Quartus II 13.1的安装及使用

Quartus II 13.1的安装及使用

4、仿真环境——Modelsim下载 安装 与 和谐教程

Modelsim下载 安装 与 和谐教程

5、器件库——添加cyclone V的器件库

下载 Quartus II 13.1以及添加cyclone V的器件库

6、Verilog 教程

在学习本教程之前，你需要了解数字电路的一些基本信息。如果你对 C 语言有一定的了解，有助于 Verilog 的快速上手。

7、触发器详解——（一）D触发器

触发器详解——（一）D触发器

8、FPGA Verilog HDL 系列实例

【连载】 FPGA Verilog HDL 系列实例

9、FPGA学习笔记（1）——点亮流水灯

FPGA学习笔记（1）——点亮流水灯

C语言在大学基本上都教，所以就不讲了，直接从C++开始。

五、Linux开发

1、入门嵌入式

1、如何快速入门嵌入式？
2、嵌入式Linux入门：概述---------写的很好
3、韦东山： 作为一个初学者，怎样学习嵌入式Linux？

2、开发环境搭建

VMware 安装

安装时上面的防护关上

3、系统学习资料

1、《嵌入式LINUX驱动大全》

2、客观评价学习Linux正点原子、野火和韦东山系列那个更好一些?

4、其他学习资料

1、飞凌嵌入式论坛

2、C语言中文网

3、系列文章

六、传说中的C++

原文出处
1.首先需要去官网下载安装。

2.跳转到官网后，如下图所示，点击社区模块的免费下载，之后应该会自动下载安装工具，如果没有自动下载，可以根据提示手动操作。

3.从浏览器的下载位置中找到下载好的安装工具，如下图所示，双击运行安装。

4.等待其下载必要的文件，如下图所示。

5.下载完成之后会自动安装，安装完毕后会出现如下图所示的界面。

6.因为我们现在只用来写C语言程序，因此在工作负载中只勾选“使用C++的桌面开发”这一项就可以了，如下图所示。

7.点击安装位置，设置Visual Studio IDE和下载缓存的位置，如果自己的电脑有多个盘符，不建议安装到C盘，我是安装到了E盘，如下图所示。(在E盘下新建文件夹VS2019)

8.点击右下角的安装，就开始下载VS2019了，它会边下载边安装，此过程视自己的网速情况，可能会花费较长时间。如下图所示

9.安装完成之后会提示重启计算机，保存好当前的工作，点击重启按钮即可，如下图所示。

10.重启后，再把下图所标拉到桌面，快捷方式就弄好了。

11.桌面快捷方式左下角有箭头怎么去除呢，请参照下文链接
Win10怎么去除桌面快捷方式图标左下角的小箭头

原文出处

1.学了C语言和C++都能做什么呢？

C语言：操作系统底层、系统驱动、单片机、嵌入式方面 等等；
C++：网络游戏开发、音视频技术、Socket网络通信，另外，苹果/谷歌/微软 等大型软硬件公司的系统或者软件上面都支持C/C++语言的集成开发。

你常用的软件大多数都是C++写的，例如：Office软件：MS Office，WPS Office，OpenOffice/LibreOffice，你所用的Windows也用了大量的C++，你说你在用C#和SQL，那我告诉你你用的 VS IDE 核心部分是C++写的，你用的C#，C# 的.Net执行框架也是C++写的，你用的Sql数据库，是Sql Server吧？很不幸，Sql Server也是cpp写的、你上网页在用浏览器吗？很不幸，浏览器内核都是C++写的，界面大多数浏览器界面也是C++写的，你聊天用的 QQ、YY、Skype 等也是C++写的。这些都是你绝对有在用的，至于其他，还有很多，杀毒软件、PhotoShop、Maya，N多行业软件，几乎所有的端游 等等，都是C++写的。你问我C++能做什么实际的东西，我告诉你什么也做不了，你信吗？哈哈

C++ 的几个常见的发展方向：客户端，游戏，服务端，嵌入式，移动端（移动只要是跨平台的移动端用C++写通用部分，GUI可以用平台特性，也可以用C++的跨平台框架）
针对界面UI方面C++的选择也是很多的，其实C++还是擅长“内功”的方面。如果你想带个GUI界面的话，也有很多类似Qt之类的框架和界面库可以使用，网上有很多，而且很多都跨平台，还开源，不管是 Windows，还是Mac，还是Linux，还是移动端平台，通吃的。本身C/C++就是跨平台的。

另外，说点大家感兴趣的，什么远程控制软件，什么木马，什么外挂等等，可以说95%以上都是用C/C++来写的。

难道这么多的用途还不值得大家来好好学学C/C++吗？

另外，闻道有先后、术业有专攻，C++虽然功能很强大，几乎什么都能做，但有的地方也是不适合，不是不能做而是不适合。比如网页开发，C++也能做，但是还是建议使用Java-Web或者PHP之类的语言来做，毕竟他们就是为了Web开发而生的。

2.从C到C++

1.C语言是结构化和模块化的语言，面向过程。未完全实现解决软件设计危机的目标。
2.C++保留了C语言原有的所有优点，增加了面向对象的机制。

3.vs2019 开始自己的第一个C++程序

原文出处

一、新建项目

1.点击菜单栏–>文件–>新建–>项目，我们可以看到上方存在的语言，平台和项目类型的选项

（1）语言这里我们就选择C++，或者所有语言

（2）平台这里我们就选择windows，或者所有平台

（3）项目类型这里选择控制台，或者所有项目类型

博主这里以C++为例，选择空项目，我们来写一个简单的打印hello world的程序

2.改变默认路径，填写项目名称，可勾选将解决方案和项目放在同一目录中

3.可以看到并且可以看到项目结构：

引用
外部依赖项
头文件
源文件
资源文件

3.右键源文件，点击“添加–>新建项”，改名（我这里是main.cpp），点击添加

4.生成以下界面

二、代码演示

1.在main.cpp中输入代码（一定要自己动手输，脑子说会了，手还没说会呢）

#include 

int main()
{
	printf("Hello Word!");
	getchar();
	return 0;
}

每句解释
#include
在使用标准函数库中的输入输出函数时，编译系统要求程序提供有关的信息（例如对这些输入输出函数的声明），#include的作用就是用来提供这些信息的，stdio.h是C编译系统提供的一个文件名，stdio是“standard input & output”的缩写，即有关标准输入输出的信息。

在这里的编译预处理命令称为文件包含命令，其作用是在编译之前把程序需要使用的关于系统定义的函数printf（）的一些信息文件stdio.h包含进来。以“.h ”作为后缀的文件称为头文件。

int main()
{
}
在C语言当中，一个程序，无论复杂或简单，总体上都是一个“函数”；这个函数就称为“main() 函数”，也就是“主函数”。比如有个“做菜”程序，那么“ 做菜 ”这个过程就是“主函数”。在主函数中，根据情况，你可能还需要调用“买菜，切菜，炒菜”等子函数。
1、int main()是C语言main函数的一种声明方式；

2、int表示函数的返回值类型，表示该主函数的返回值是一个baiint类型的值；

3、main表示主函数，是C语言约定的程序执行入口，其标准的定义格式为int main(int argc, char *argv[])；在int main()中，（）中没有数值表示入参为空，等同于int main（void）;

printf(“Hello Word!”);
在程序执行到这句话时打印一条信息（内容为Hello World!），
用来表示该程序已经正确执行到这里。
是大型程序最基本也是最常用的调试手段。

getchar();
当程序调用getchar时，程序就等着用户按键，用户输入的字符被存放在键盘缓冲区中，直到用户按回车为止(回车字符也放在缓冲区中)。；

return 0;
函数中写明return 0,表示返回，对应主函数的int,如果“int main”写成“void main”就不需要return 0,因为void无类型，不需要返回值

2.点击“本地Windows调试器”，运行结果


3.另一种写法

#include 
using namespace std;

int main()
{
    cout << "Hello World!"<<endl;

    return 0;
}

每句解释
#include 是个包含命令，就是把iostream.h这个文件里的内容复制到这个地方
ostream.h是input output stream的简写，意思为标准的输入输出流bai头文件。它包含：
（1）cin>>“要输入的内容”
（2）cout<<“要输出的内容”
这两个输入输出的方法需要#include来声明头文件。
iostream.h与iostream是不同的。
#include是在旧的标准C++中使用。在新标准中,用#include。iostream 的意思是输入输出流。#include是标准的C++头文件，任何符合标准的C++开发环境都有这个头文件。还要注意的是：在VS编程时要添加：
using namespace std;
其原因是：后缀为.h的头文件C++标准已经明确提出不支持了，早些的实现将标准库功能定义在全局空间里，声明在带.h后缀的头文件里，C++标准为了和C区别开，也为了正确使用命名空间，规定头文件不使用后缀.h。因此，当使用时，相当于在c中调用库函数，使用的是全局命名空间，也就是早期的c++实现；当使用的时候，该头文件没有定义全局命名空间，必须使用namespace std；这样才能正确使用cout。

C++中的using namespace std的作用

endl 表示输出换换行符，并刷新缓冲区

\n 表示换行的转义字符

4.按下任意键，退出

4.简单案例：实现两个数相加，输出结果！

#include 
using namespace std;

int main()
{
        cout << "Hello World!" << endl;
        cout << "2 + 3 = " << 2 + 3 << endl;
        return 0;
}

每句解释
"2 + 3 = "这个个是在控制台上要显示的字符串；
2 + 3 这个是真正计算的，也可以直接写5；

5.简单案例：实现 1~100 所有数相加，输出结果！

#include 
using namespace std;

int main()
{

        int sum = 0;
        for (int i = 1; i <= 100; i++)
        {
                sum += i;
        }

        cout << "1+2+3+...+100 = " << sum << endl;

        return 0;
}

七、常用的函数

1、中文版C89, C95, C99, C11, C17, C23标准（标准库）

C 标准库头文件

2、数组清空

#include

#include

usingnamespacestd;

intmain()

{

charbuffer[]="Helloworld\n";

cout<<"Bufferbeforememset:"<<buffer<<endl;

memset(buffer,'\0',strlen(buffer));//数组清空
cout<<"Bufferaftermemset:"<<buffer<<endl;

return0;

}

3、C语言中怎么将字符123转化成数字123

C语言中bai可以调用atoi()函数将字符串数字转du换zhi成整型数，所需要头文件为daostdlib.h

函数原zhuan型：int atoi( char *s) ;

函数说明：shu将字符串s转换为整型值，返回给调用者。
参考代码：

4、C语言小工具

C语言小工具

八、硬件工程师 VS 软件工程师

原文出处
关于软件工程师和硬件工程师总有太多的话题。

常态往往是这样滴：

板子出问题了，
硬件工程师：肯定是软件的原因！
软件工程师：绝对是硬件的问题！

如果。。。。我要是都会呢。。。。。

后记

一、通信协议

1、UART（串口）

1、UART（一）——起始位，停止位，奇偶校验位，数据位等概念
2、一文读懂串口（波形分析、起始位、数据位、停止位、空闲位）

1位大约是0.44ms,1秒等于1000毫秒（等单位换算方便），1000/0.44约等于2400（发一个数据需要0.44毫秒，那1秒内可以发2400个数据），所以波特率是2400

3、stm32实现串口接收的四种方法（hal库）可不定长接收

4、大端模式、小端模式、高字节序、低字节序、MSB、LSB

5、STM32 LSB OR MSB