前言
本系列学习笔记是本人跟随米醋电子工作室学习嵌入式的学习笔记，自用为主，不是教学或经验分享，若有误，大佬轻喷，同时欢迎交流学习，侵权即删。
一、嵌入式开发中的命名规范
嵌入式开发需要保证代码的可读性、可维护性、团队统一性，以保证调试与优化便捷。
1.本人后续统一使用命名方法
蛇形命名法
全部小写，不同单词用'_'隔开，英语不会现查，避免使用汉语拼音
cpp
uint16_t sensor_data_count; //全部小写，不同单词用'_'隔开2.嵌入式开发命名注意事项
避免与保留字冲突；注意变量长度限制；语义必须清晰（再次强调：英语不会现查，避免使用汉语拼音）
二、 8051 vs. STM32
1.核心架构对比
| 特性 | 8051架构 (经典8位) | STM32架构 (ARM Cortex-M 32位) |
|---|---|---|
| 内核位数 | 8位 | 32位 |
| 指令集 | CISC (复杂指令集) | RISC (精简指令集) |
| 性能 | 较低 (约 0.1-1 DMIPS) | 高 (1.25 ~ 1000+ DMIPS，视系列而定) |
| 时钟频率 | 通常 12-24 MHz (现代衍生品可达100MHz+) | 通常 16 MHz ~ 550 MHz (视系列而定) |
| 内存架构 | 哈佛架构 (程序与数据地址空间分离) | 改进型哈佛架构 (统一编址，但总线分离) |
| 地址空间 | 有限 (通常 < 64KB RAM，< 64KB Flash) | 非常大 (高达 4GB 的线性地址空间) |
| 典型外设 | UART, GPIO, 定时器，I²C (基础) | USB, CAN, Ethernet, ADC/DAC, DMA, 高级定时器等 |
| 功耗管理 | 简单 (空闲/停机模式) | 复杂精细 (多种低功耗模式，动态调频) |
| 开发环境 | Keil C51, SDCC | Keil MDK, IAR, STM32CubeIDE (基于GCC/LLVM) |
| 核心优势 | 简单、极低成本、低功耗、历史悠久生态 | 高性能、丰富外设、强大开发生态、性价比高 |
| 典型应用 | 简单控制、家电、遥控器、低成本传感器 | 物联网设备、工业控制、消费电子、汽车电子 |
2.数据类型支持对比
| 固定宽度数据类型 | 8051（Keil C51 编译器） | STM32（Keil MDK/ARM GCC 编译器） | 备注 |
|---|---|---|---|
uint8_t |
1 字节（8 位），范围：0 ~ 255，原生支持 | 1 字节（8 位），范围：0 ~ 255，原生支持 | 无符号 8 位整数，两者完全兼容 |
int8_t |
1 字节（8 位），范围：-128 ~ 127，原生支持 | 1 字节（8 位），范围：-128 ~ 127，原生支持 | 有符号 8 位整数，两者完全兼容 |
uint16_t |
2 字节（16 位），范围：0 ~ 65535，原生支持 | 2 字节（16 位），范围：0 ~ 65535，原生支持 | 无符号 16 位整数，两者完全兼容 |
int16_t |
2 字节（16 位），范围：-32768 ~ 32767，原生支持 | 2 字节（16 位），范围：-32768 ~ 32767，原生支持 | 有符号 16 位整数，两者完全兼容 |
uint32_t |
4 字节（32 位），软件模拟支持（效率极低） | 4 字节（32 位），原生支持，范围：0 ~ 4294967295 | STM32 原生支持，8051 无硬件加速，实用价值低 |
int32_t |
4 字节（32 位），软件模拟支持（效率极低） | 4 字节（32 位），原生支持，范围：-2147483648 ~ 2147483647 | 有符号 32 位整数，STM32 可高效运算 |
uint64_t |
8 字节（64 位），几乎不支持（编译器兼容差） | 8 字节（64 位），原生支持，范围：0 ~ 18446744073709551615 | STM32 支持 64 位无符号整数，8051 无实用价值 |
int64_t |
8 字节（64 位），几乎不支持（编译器兼容差） | 8 字节（64 位），原生支持，范围：±9.2e18 | 有符号 64 位整数，仅 STM32 可正常使用 |
float32_t（float） |
4 字节（32 位），软件模拟运算（速度极慢） | 4 字节（32 位），Cortex-M4/M7/M33 等支持硬件 FPU 加速 | STM32 硬件浮点运算效率远超 8051 |
float64_t（double） |
8 字节（64 位），极少支持（软件模拟无实用价值） | 8 字节（64 位），原生支持（部分内核硬件加速） | 高精度浮点仅 STM32 具备实际使用意义 |
| 指针类型（对应地址宽度） | uint16_t/uint24_t（依赖存储模式，寻址有限） |
uint32_t（部分内核支持uint64_t），寻址范围大 |
STM32 可直接寻址大内存，8051 需切换存储模式 |
三、嵌入式开发方式
嵌入式的三种开发方式：寄存器开发、标准库开发、HAL库开发
| 对比维度 | 寄存器开发 | 标准库开发 | HAL 库开发 |
|---|---|---|---|
| 核心原理 | 直接操作硬件寄存器的内存地址 / 位域 | 封装寄存器操作，提供外设专用函数接口 | 高度抽象封装，提供跨系列统一 API 接口 |
| 操作对象 | 寄存器地址（如GPIOA->ODR）、寄存器位 |
标准库函数（如GPIO_SetBits()） |
HAL 库 API 函数（如HAL_GPIO_WritePin()） |
| 开发难度 | 高（需熟记寄存器地址、位定义、时序要求） | 中（无需记寄存器，只需掌握外设函数用法） | 低（只需掌握统一 API，无需关注底层细节） |
| 开发效率 | 低（手动配置所有寄存器，易出错） | 较高（函数封装简化配置，开发速度快） | 高（API 更易用，支持 STM32CubeMX 自动生成代码） |
| 代码执行效率 | 最高（无冗余封装，直接操作硬件，占用资源最少） | 较高（轻量封装，几乎无性能损耗） | 中等（多层封装，存在少量性能开销） |
| 可移植性 | 极差（寄存器地址随芯片型号变化，无法跨系列复用） | 一般（仅支持特定 STM32 系列，无法跨系列兼容） | 好（跨 STM32 全系列兼容，可快速迁移项目） |
| 代码可读性 / 可维护性 | 差（寄存器操作晦涩，后期维护难度大） | 较好（函数命名规范，逻辑清晰） | 最好（API 统一规范，注释完善，团队协作友好） |
| 硬件适配范围 | 仅针对单一芯片型号 | 针对某一系列 STM32（如 F103 系列） | 支持 STM32 全系列（F1/F4/H7 等） |
| 官方支持状态 | 无官方维护（仅提供寄存器手册） | 已停止维护（ST 不再更新，仅保留历史版本） | 持续维护（ST 主推，不断更新优化） |
| 核心适用场景 | 极致追求性能 / 资源受限场景、底层驱动开发 | 传统 STM32 项目维护、对效率有要求的中小项目 | 量产项目、跨系列开发、快速原型搭建、团队协作项目 |