学习单片机需要掌握以下基础知识和技能：

基础理论知识

模拟电路：理解电阻、电容、电感、二极管、三极管、场效应管等基本元件的作用和工作原理，掌握放大器等电路的设计和分析方法。

数字电路：掌握触发器、寄存器、门电路、CMOS电路、时序逻辑和时序图、进制转换等理论知识，理解单片机的硬件结构和原理。

C语言知识：熟练掌握C语言的语法、数据类型、控制结构、函数、指针等概念，了解C语言在单片机上的特殊应用，如内存管理、位操作等。

编程语言

C语言：学习C语言的基础知识，包括数据类型、运算符、控制结构等，并能够用C语言编写程序来控制单片机的硬件设备。

汇编语言（可选）：了解汇编语言的基本概念和用法，适用于对硬件进行更直接的控制，但通常在高级阶段使用较少。

开发环境

集成开发环境（IDE）：熟悉至少一个单片机开发环境，如Keil uVision、IAR Embedded Workbench或Atmel Studio，掌握代码编辑、编译、调试等功能。

烧录器：学会使用烧录器将编译好的程序烧写到单片机的闪存中。

硬件接口

通用输入/输出（GPIO）：了解GPIO的基本原理和应用，掌握如何通过编程控制GPIO引脚的电平状态。

串行通信接口：如UART、SPI、I2C等，理解这些接口的电气特性和工作原理，掌握如何通过编程进行数据交换。

其他接口：如ADC、DAC、PWM等，了解这些接口的功能和应用场景。

电路设计

基本电子学原理：学习电路设计、电源管理、信号处理等知识，理解单片机在实际应用中的工作方式。

PCB绘制：掌握电路板设计的基本流程和工具，如Protel 99se、AD、Pads、OrCAD、Allegro等。

项目实践

简单项目：从简单的LED闪烁开始，逐步过渡到更复杂的项目，如温度监测、电机控制等，通过实际项目提高技能和经验。

实践经验：参与单片机竞赛或项目开发，积累实践经验，解决开发过程中的问题。

其他知识

计算机原理基础：了解计算机组成结构、指令系统、内存管理、中断等基本原理。

嵌入式系统基础：学习处理器架构、内存管理、外设接口等知识，理解单片机与硬件的结合。

通过以上内容的学习和实践，可以逐步掌握单片机的应用开发能力。建议在学习过程中，注重理论与实践相结合，不断通过实际项目来巩固和提升自己的技能。