什么算是嵌入式全栈?

这两天有小伙伴问我，如何才能做到嵌入式全栈？我用visio软件画了一张图，为大家讲解。

此图为博主认为的嵌入式全栈，从硬件到软件全套技术栈，我们“从下往上”讲解。

1、首先是需要有原理图库，可以自己画，也可以从别人那里拷贝。有了原理图库，就开始画原理图。画原理图需要你有很扎实的电路、数电、模电、电力电子基础，需要会设计电路原理，需要会器件选型，熟悉芯片的最小系统，熟悉常用的电源电路，熟悉基本的滤波电路和运算放大电路。

2、原理图画好了以后，开始画PCB板，Printed Circuit Board，印制电路板。画PCB板子，首先是根据选型的元器件，查看元器件的数据手册，根据元器件真实封装大小画出PCB元器件库。有了PCB元器件库，就开始画PCB，画PCB需要你懂如何走线（比如不可以走直角），如何进行强弱电分离，如何避免电源对信号的干扰，如何处理EMI、EMC，如何对高频信号进行蛇形等长走线，专门干这个的叫layout工程师（有时候还需要画多层板，更难）。以上两步常用的软件有AD、PADS、Cadence Allegro等。

3、PCB画好了以后，发给厂家打板生产，板子回来以后，进行焊接。焊接也是一个技术活，最难的是焊接芯片，其他元器件都好焊。比如简单的100引脚的QFP封装，会焊接的人可能几分钟焊完，不会焊接的人半个小时焊完，引脚还没对齐，大量虚焊。所以焊接技术是需要有人指导，多多练习的。（自动化打板就不需要自己焊接，但是一开始你就试产几块板子，厂家可能不会理你）

4、板子焊好以后，就是进行软硬件联调，软件对一个IO口进行输出高电平，你硬件没反应，肯定是你没焊好。软硬件联调是比较耗时间的，会找出很多问题。

5、当板子硬件没问题以后，就会一直在软件工程师手中。如果是单片机工程师，就在开发板上开发单片机程序，如果是嵌入式Linux软件开发工程师，就在板子上玩起操作系统，写程序，编固件。

6、写完程序以后，一般我们会预留一些通信接口，比如串口、WiFi、蓝牙等，通过通信接口，我们可以和上位机进行通信。我们也可以用QT自己开发上位机，也能是java工程师开发的手机app，也可能是前端写的web网页。

走到这一步，基本就是嵌入式全栈了，上位机可以是自己开发，也可以由计算机的人去开发。

有了这些基础，你才可以像华为天才少年“稚晖君”一样，自己DIY硬件，自己DIY软件，自己从零做出一个东西来。当自己软硬件都懂的时候，你写代码就会非常踏实，而不会有空中楼阁的感觉。

硬件难还是软件难？

有的小伙伴可能想问这个问题，博主认为软件门槛低一些。

因为软件自学很容易，资料网上一堆，开源代码也很多，不会的就去学，遇到bug全网搜。

硬件却很难自学，一是硬件在网上没有那么多的开源资料，二是如果你遇见一个硬件的bug，网上你是搜不到答案的，除非有人带你。想学硬件，最好是加入一个实验室或者一个团队，手把手教你，如何设计电路，要避免哪些问题，上电之前要先测短路，要小心电解电容接反爆炸，电容电感应该如何计算，到底用多大，电路不通该如何排查，等等。并且团队已经积累了很多年的资料，有了很多成熟的电路，你直接学过来就好了。

所以说，软件三个月入门，硬件三年才入门。

博主自我介绍

杰仔读的专硕，研究生三年，一年时间在做硬件，半年时间在写STM32单片机代码，一年时间在玩嵌入式Linux，有一定的自主DIY能力。

在这里选取两个具有代表性的项目说明一下：

1、硬件+单片机：

该项目的功能：检测电网电压和电网电流，根据公式计算出有功功率、无功功率、视在功率、功率因素，并且实时显示。如果无功功率不足，控制继电器投切电容器进线路，补偿容性无功功率（因为很多负载为感性负载）。

这个板子是博主设计的电路原理图，画的PCB，自己手工焊接，已量产。因为STM32F103VET6的AD不太准，所以用了一片外部AD，叫ADS8365，我们知道STM32F1单片机自带AD通道精度为12位，ADS8365精度为16位，并且有6通道。做了软件滤波算法后，检测出的电压和电流精度在千分之二（检测220V，显示219.43V），视频如下（电流根据客户要求乘了倍数）：

2、嵌入式Linux：

博主曾经基于海思Hi3559V200芯片，开发过一款运动相机，其实也就是基于海思提供的SDK进行二次开发而已，很简单，系统为Linux+LiteOS双系统，主要在Linux下开发。

调用海思预留API，根据客户要求进行功能开发。这款运动相机是安装在无人机上面的，客户基于STM32单片机开发的无人机，板载我的运动相机，两者之间进行一些必要的串口通信。

运动相机硬件板由硬件工程师开发，我主要做软件开发，wifi模块为必联的rtl8192，最远支持80米左右的视频传输，手机app可以观看无人机预览视频流，采用RTSP推流的方式推送视频。摄像头为ov12870。下图为手持摄像头，在电脑上看预览视频流：

硬件上：博主画过四个项目的电路板（当然每个项目都会遇到几次迭代改版），熟悉常用电源电路、滤波电路、运算放大电路、芯片最小系统等。手焊过几十块电路板，进行软硬件联调。会用万用表、示波器分析电路故障。

软件上：熟悉C语言、熟悉STM32单片机开发、熟悉Linux操作系统，爱玩各种模块，现在主要做Linux内核和驱动。

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