所有从事信息技术相关工作的童鞋一定听说过嵌入式和单片机

所有从事信息技术相关工作的童鞋，一定听说过嵌入式和单片机。

众所周知，这两个术语与硬件系统密切相关。

但是，如果要问什么是嵌入式，什么是MCU，两者有什么区别，相信大多数人都解释不清楚。

今天小早君就给大家做科普介绍，揭晓以上问题的答案。

同时，我也想顺便解释一下我们常说的51和STM32。

嵌入了什么

首先，我们来看看什么是嵌入式。

嵌入式系统一般指嵌入式系统，英文叫嵌入式系统嵌入式开发其实就是嵌入式系统的开发

IEEE将嵌入式系统定义为用于控制，监控或辅助操作机器和设备的设备。

国内学术界的定义更具体，更容易理解:

嵌入式系统是一个以应用为中心，以计算机为基础的系统，其软件和硬件都是可以定制的它适用于对功能，可靠性，成本，体积和功耗有严格要求的特殊计算机系统

以应用为中心，说明嵌入式系统具有一定的实际用途基于计算机技术，说明它其实是一种特殊的计算机软硬件都可以裁剪，说明它有很强的灵活性和定制能力

与专用相对应的专用计算机系统是通用我们常用的个人电脑，笔记本电脑和数据中心服务器可以用于各种用途，即通用计算机系统

嵌入式系统具体适用于哪些特殊方向。

例子如下:

个人通信和娱乐系统:手机，数码相机，音乐播放器，可穿戴电子产品，PSP游戏机。

家用电器:数字电视，扫地机器人，智能家电。

办公室自动化:打印机，复印机，传真机。

医用电子产品:生化分析仪，血液分析仪，CT。

网络通信产品:通信交换设备和网络设备。

汽车电子产品:发动机控制，安全系统，汽车导航和娱乐系统。

工业控制产品:工业计算机，交互终端，安全监控，数据采集与传输，仪器仪表。

军用和航空产品:无人驾驶飞行器，雷达和战斗机器人。

嵌入式系统应用于这些领域这只是冰山一角

可以说，嵌入式系统完全包围着我们，时刻影响着我们的工作和生活。

嵌入式系统，既然是计算机系统，必然离不开硬件和软件。

嵌入式系统的典型架构如下:

注意，最重要的是嵌入式操作系统和嵌入式微处理器。

从硬件上看，嵌入式系统是一个以CPU为核心，以Bus为连接的多模块系统:

就像个人电脑一样

下图是嵌入式系统的真实示例:

中间左上角，S3C2440，是CPU，中间是RAM，然后是ROM，网卡，串口，电源等等可见嵌入式系统麻雀虽小，五脏俱全

什么是单片机。

嵌入式系统的核心是嵌入式处理器。嵌入式处理器通常分为以下几种典型类型:

嵌入式微控制器

单片机集成了ROM/RAM，总线逻辑，定时器/计数器，看门狗，I/O，串口，A/D，D/A，FLASH等典型代表有8051，8096，C8051F等

嵌入式数字信号处理器

DSP处理器专门用于信号处理，系统结构和指令算法都经过专门设计它广泛应用于数字滤波，快速傅立叶变换和频谱分析典型代表是ti公司的TMS320C2000/C5000系列

嵌入式微处理器

MPU由通用处理器演变而来，具有高性能和丰富的外围组件接口典型代表有AM186/88，386EX，SC—400，PowerPC，MIPS，ARM系列等

此外，还有嵌入式片上系统和可编程片上系统。

我们的单片机属于上面提到的第一款——MCU。

让我们详细介绍一下。

单片机，也叫单片机，英文叫单片机。

其实是一种集成电路芯片通过超大规模集成电路技术，将中央处理器，随机存取存储器，只读存储器，输入输出和中断系统，定时器/计数器等功能塞进硅片，成为超小型计算机

那么，MCU不是嵌入式系统吗别担心，让我们往下看

单片机其实是一个古老的名字。过去，半导体技术不成熟，不同的功能不能做成芯片

以会有多片机现在半导体技术早已非常发达，所以不存在多片机但是，单片机的叫法却一直延用至今

很多高校老师喜欢强调单片机姓单，除了指单片机只是一个硅片之外，更多是指单片机的功能单一，它是完成运算，逻辑控制，通信等功能的单一模块即便它性能再强大，功能依然是单一的

单片机技术从上世纪 70 年代末诞生，早期的时候是 4 位，后来发展为 8 位，16 位，32 位它真正崛起，是在 8 位时代8 位单片机功能很强，被广泛应用于工业控制，仪器仪表，家电汽车等领域

我们在研究单片机的时候，经常会听到两个词 ——51 单片机，STM32我来介绍一下它们究竟是什么

51 单片机，其实就是一系列单片机的统称该系列单片机，兼容 Intel 8031 指令系统它们的始祖，是 Intel的 8004 单片机

注意，51 单片机并不全是英特尔公司的产品包括 ATMEL，Philips，华邦，Dallas，Siemens，STC等公司，也有很多产品属于 51 单片机系列

ATMEL 公司的 51 单片机，AT89C51

这是一个 51 单片机的开发板，中间那个芯片才是 51 单片机

51 单片机曾经在很长时间里都是市面上最主流，应用最广泛的单片机，占据大量的市场份额。

51 单片机其实放在现在毫无技术优势，是一种很老的技术之所以它的生命力顽强，除了它曾经很流行之外，还有一个原因，就是英特尔公司彻底开放了 51 内核的版权

所以，无论任何单位或个人，都可以毫无顾忌地使用 51 单片机，不用付费，也不用担心版权风险。

此外，51 单片机拥有雄厚的存量基础和群众基础很多老项目都是用的 51 单片机，出于成本的考虑，有时候只能继续沿用 51 单片机的技术进行升级而且，很多老一辈的工程师，都精通 51 单片机开发技术所以，51 单片机的生命力得以不断延续

再来看看 STM32。

STM32，是意法半导体公司推出的基于 ARM Cortex—M 内核的通用型单片机。

STM32 单片机

意法半导体是世界最大的半导体公司之一，于 1987 年 6 月成立，是由意大利的 SGS 微电子公司和法国 Thomson 半导体公司合并而成1998 年 5 月，SGS—THOMSON Microelectronics 将公司名称改为意法半导体有限公司

意法半导体 LOGO

ARM 公司以前小枣君给大家介绍过它是目前全球做芯片设计最厉害的公司之一，利用手机芯片的快速发展而崛起，占有物联网市场极大的份额

在单片机领域，ARM 的 Cortex—M 内核拥有压倒性的优势，已经成为绝对的主流很多半导体公司都放弃了自己原先的架构，转做 ARM 架构的单片机

STM32 单片机开发板

STM32 的硬件配置可以满足大部分的物联网开发需求，开发工具和相关的文档资料齐全，已经成为目前单片机学习的首选对象。

嵌入式和单片机的区别

说到这里，我们来看看，嵌入式和单片机的区别到底是什么。

从前文的介绍来看，嵌入式系统是一个大类，单片机是其中一个重要的子类嵌入式系统像是一个完整的计算机，而单片机更像是一个没有外设的计算机

以前单片机包括的东西并不算多，两者的硬件区别较为明显但是，伴随着半导体技术的突飞猛进，现在各种硬件功能都能被做进单片机之中所以，嵌入式系统和单片机之间的硬件区别越来越小，分界线也越来越模糊

于是，人们倾向于在软件上进行区分。

从软件上，行业里经常把芯片中不带 MMU从而不支持虚拟地址，只能裸奔或运行 RTOS的 system，叫做单片机。

同时，把芯片自带 MMU 可以支持虚拟地址，能够跑 Linux，Vxworks，WinCE，Android 这样的高级操作系统的 system，叫做嵌入式。

在某些时候，单片机本身已经足够强大，可以作为嵌入式系统使用它的成本更低，开发和维护的难度相对较小，尤其是针对一些针对性更强的应用而嵌入式系统理论上性能更强，应用更广泛，但复杂度高，开发难度大

嵌入式和单片机的学习价值

最后我们来说一说嵌入式和单片机的学习价值，到底有没有必要学习嵌入式和单片机。

最近这些年，有一句话被广泛传播，那就是 ——软件为王人们普遍认为软件知识的价值远远大于硬件，而学习软件，从事软件方向，会更容易找到工作，找到更高收入，更有前途的工作

而嵌入式和单片机，往往被归为硬件方向，遭人嫌弃加上嵌入式和单片机的学习难度较大，学习周期很长，需要漫长的煎熬，所以越来越多的人放弃这条路

小枣君认为这种想法是不正确的。

首先，嵌入式和单片机并不是纯硬件类方向前面我也说了，它们是软件和硬件的紧密结合

如果你想学好嵌入式和单片机，只懂数字电路和微机接口这样的硬件知识是不够的，你更需要学习的，是汇编，C/C++ 语言，数据结构和算法知识。

拥有软硬结合的能力，远远比单纯掌握某种程序开发语言更有价值。

其次，嵌入式和单片机拥有广泛的应用场景，在各个领域都有项目需求和人才需求。

根据权威部门统计，目前我们国家每年的嵌入式人才缺口高达 50 万尤其是嵌入式软件开发，是未来几年最热门和最受欢迎的职业之一具有 10 年工作经验的高级嵌入式工程师，年薪可以达到 30—50 万元左右

而且我们国家现在正在大力发展芯片产业，也会带动嵌入式人才的就业，提升待遇。

伴随着 5G 的建设深入，整个社会正在向万物互联的方向发展物联网技术也将迎来前所未有的历史机遇嵌入式和单片机技术是物联网技术的重要组成部分，也将进入发展的快车道