计算机对我来说是非常有趣的。我在职业上和个人上与它们的互动决定了我生命的大部分时间。我对它们的一切都感兴趣，从硬件到软件，以及两者之间的任何东西。这也是我决定再次启动电子和嵌入式系统工作的原因之一。
嵌入式系统是一个计算机系统–计算机处理器、计算机内存和输入/输出外围设备的组合–在一个更大的机械或电气系统中具有专用功能。
这篇文章的目的是解释什么是嵌入式系统，为什么我对它们感兴趣，以及任何人都可以开始使用它们。我还将分享我发现的一些有帮助的资源。
除了我的电子工程背景和对嵌入式系统的好奇心，我还出于以下原因（重新）开始了嵌入式之旅。
- 为我关心的其他相关领域建立基础知识，包括物联网、机器人和能源管理。
- 学习嵌入式系统中的软件将有助于我作为软件开发人员的日常工作，因为我将掌握更多的语言，学习新的设计原则，新的调试方法，等等。这对我来说特别有意思，因为为微控制器编写低级别的代码比构建网络API和应用程序的宽容度低。错误的代价更大，因为它们可能会使你的硬件崩溃，而且如果你没有写出 “好 “的代码，也没有什么可以帮助你。
- 为自己建造东西应该被证明是对我业余时间的一种刺激。养成发明东西的习惯也没什么坏处。
什么是真正的嵌入式系统?
嵌入式系统是单一用途的计算机。它们是为执行一项特定任务而建造的计算机。它们与我们日常使用的多用途计算机系统（如电话或个人电脑）有点不同。嵌入式系统也可以在较大的计算机或机械系统中找到，执行单一的功能。嵌入式系统的例子包括数字手表、恒温器或像Nest Thermostat这样的智能物联网设备。
嵌入式系统工程师能够自如地使用硬件和/或软件来创建有用的系统。
硬件
这些是嵌入式系统的物理组件，包括微控制器、传感器、执行器、机箱和其他你能看到的组件。
微控制器
系统的硬件中最重要的部分之一是微控制器。它作为大脑，是对嵌入式系统的功能进行编程的部分。根据系统的需要，微控制器有各种形式，并具有各种能力。
微控制器是一种紧凑的集成电路，旨在管理嵌入式系统中的特定操作。一个典型的微控制器包括一个处理器、存储器和输入输出（IO）外设，在一个芯片上。一个标准的微控制器有各种帮助其运作的部件，包括CPU、存储器（RAM和ROM）、ADC（模数转换器）和DAC（数模转换器）等等。你可以在这里了解更多关于微控制器的不同部分。
微控制器的基本结构
微控制器与其他电子设备如传感器和执行器相连，以读取数据，处理数据，有时还产生输出或动作。
微控制器的一个例子是ATmega328，它可以在流行的Arduino Uno开发板上找到。
开始学习微控制器的一个好方法是使用内置了微控制器的开发板。
开发板块
这些是印刷电路板（PCBs），其中有微控制器以及GPIO（通用输入和输出引脚）和其他组件，可以帮助你快速制作原型和建立各种复杂的嵌入式系统。它们是开始构建嵌入式系统和简单的DIY项目的一个好方法。
不同的公司提供多种类型的微控制器开发板，具有广泛的功能集。例如，可以包括具有WiFi、以太网或蓝牙功能的板子。有些还预先配置了其他有用的东西，如继电器或麦克风。
流行的微控制器板的例子包括Arduino和Tessel 2板。
电子技术
在构建嵌入式系统时，你将不可避免地要与其他硬件和电子产品互动，从传感器到LED和电机。这些也包括像电阻和电容这样的电子器件，它们有助于使系统中的其他部件按预期工作。
这些电子器件与编程的微控制器（通常在印刷电路板上）一起工作，构成一个完整而有用的嵌入式系统。
软件
这就是嵌入式系统的无形部分。它是嵌入式系统被告知要执行的一组指令。这个软件通常存储在微处理器或微控制器中。
例如，下面这段代码是用来告诉Arduino板连续闪烁一个LED。
int ledPin = 13; // LED connected to digital pin 13
void setup()
{
pinMode(ledPin, OUTPUT); // sets the digital pin as output
}
void loop()
{
digitalWrite(ledPin, HIGH); // sets the LED on
delay(1000); // waits for a second
digitalWrite(ledPin, LOW); // sets the LED off
delay(1000); // waits for a second
}
上述代码的完整代码和教程可以在Arduino网站上找到
语言
根据平台的不同，嵌入式系统的软件可以用各种语言编写。由于构建嵌入式系统时面临的资源限制，在挑选工作语言时要考虑速度和适当的内存管理。该语言还应该有对硬件的低水平访问。幸运的是，很多语言在这方面做得非常好。流行的包括C、C++、Rust、Go和Ada。在现代，像Java、Python和JavaScript这样的高级语言也正在被用于嵌入式系统。
由于C和C++语言提供了对硬件的低级访问，因此它们仍然是构建嵌入式系统的最流行选择。
实用的资源
电子技术
软件
嵌入式系统