一、基礎知識
1.什么是嵌入式?
? ? ? ? 嵌入式以應用為中心,計算機技術為基礎,軟硬件可裁剪的專用計算機系統;
2.嵌入式的應用?
? ? ? ? 消費電子、無人駕駛、儲能、新能源........
3.嵌入式發展?
? ? ? ? (1)第一階段:1980年,Intel公司MCS—51系列:8051型號單片機,工業控制領域,后來由MCU市場轉型CPU;
4.名詞解釋
? ? ? ? CPU:Central Processing Unit中央處理器,指令處理,數據運算。
? ? ? ? MPU:Micro Procesing Unit 微處理器單個CPU+外接內存 +外接外設;處理復雜任務(跑操作系統)。
? ? ? ? SOC:System On Chip:片上系統(手機芯片:驍龍芯片),將傳統計算機或其他電子系統中的組件集成到單一芯片上。
? ? ? ? MCU:Micro Controllter Unit 微控制器 -》單片機。集成化高,集成到一塊芯片。集成了中央處理器(CPU)、存儲器(RAM、ROM)、并行I/O、串行I/O、定時器/計數器、中斷系統、系統時鐘電路以及系統總線,用于測控領域的單片微型計算機。。性能弱,成本低,主要在控制領域 電機控制 洗衣機之類的。
????????GPU:Graphics Processing Unit,圖形處理器,用多個處理器來共同求解同一問題,即將被求解的問題分解成若干個部分,各部分均由一個獨立的處理機來并行計算。圖形處理器,采用多線程SIMD架構,為圖形處理而生。
? ? ? ? NPU:(Neural network Processing Unit), 即神經網絡處理器。用電路模擬人類的神經,主要是一些算法,是基于神經網絡算法與加速的新型處理器總稱。AI算法
????????FPU?– Floating Processing Unit 浮點處理單元,通用處理器中的浮點運算模塊。? ? ??
5.RAM 、 ROM
(1)ROM(非易失性存儲器):又稱只讀存儲器;
非易失性存儲器(Non-Volatile Memory, NVM)?是指當電流關閉后,所存儲的數據不會消失的存儲器。這類存儲器在斷電后仍能保持數據,因此常用于需要長期保存數據的場合。非易失性存儲器的典型代表包括ROM(只讀存儲器)、Flash(閃存,包括NAND和NOR類型)、EEPROM(電可擦可編程只讀存儲器)等?。
(2)RAM(易失性存儲器):又稱隨機訪問存儲器;
易失性存儲器(Volatile Memory)?是指斷電后存儲的數據會立即消失的存儲器。這類存儲器通常具有較快的存取速度,但無法長期保存數據。易失性存儲器的典型代表有DRAM(動態隨機存取存儲器)和SRAM(靜態隨機存取存儲器)?。?
(3)特點對比
非易失性存儲器?:
?數據保留?:斷電后數據不丟失,適合長期數據存儲。
?寫入次數有限?:如Flash存儲器有一定的擦寫次數限制。
?容量和速度?:EEPROM支持字節級擦寫,但容量較小;Flash存儲器速度較慢,適合大容量數據存儲?。
?易失性存儲器?:
?數據不保留?:斷電后數據立即消失。
?速度快?:如SRAM和DRAM具有較高的存取速度,適合臨時數據存儲和高頻訪問?。
6、51單片機芯片的內部結構
三大總線:
地址總線:CPU拿RAM的數據的時候,通過這個尋址,尋址范圍2^32,單向的,方向只能從CPU到RAM;
數據總線:數據交互的,是雙向的,CPU 《=》RAM;
控制總線:控制指令,是雙向的 CPU 《=》外設;
7.寄存器的定義
(1)寄存器的定義:寄存器是CPU、主存儲器和其他數字設備內部用于存放數據的一些小型存儲區域。
(2)寄存器的組成:一般由多個觸發器構成。可以分為內部寄存器和外部接口寄存器。
(3)寄存器的特點:讀寫速度高、寄存器間傳輸速率快。
(4)P2寄存器本質:地址強轉為指針間接訪問
(5)寄存器可假定為系統提前定義好的全局變量(unsigned char P2;//一個字節8個比特)
8.寄存器的分類
(1)數據寄存器:用于存儲整數數字。累加器是特別的數據寄存器。
(2)地址寄存器:持有存儲器地址,用來訪問存儲器。
(3)通用目的寄存器:可以保存數據或地址,類似數據寄存器與地址寄存器的結合。
(4)特殊目的寄存器:用于存儲CPU內部數據,如程序計數器、堆棧寄存器以及狀態寄存器等。
(5)索引寄存器:程序運行時用于更改運算對象地址。
9.位運算
(1)其他位不變,指定位置1;按位或,或 的是給其中需要置1的那位置1,其他置0
指定位置1
公式:
? ? ??? reg |= (1<<n)? ?//reg寄存器第n位置1
? ? ??? reg |= (1<<n) | (1<<m)??//reg寄存器第m位和n位置1??
連續置1
????????P2 |= (7<<2)//連續3個比特位置1
(2)其他位不變,指定位清零;按位與,把1左移,然后取反;
指定位清零
公式:
? ? ? ??reg &= ~(1<<n)??? //reg寄存器第n位清零
? ? ? ??reg &= ~((1<<n) | (1<<m))? ?//reg寄存器第m位和n位清零? ?
按位異或:
? ??
10、數碼管顯示原理
(1)我們學習的主要是共陰極接法;
(2)先位選 :將P1寄存器低4位對應給1
(3)同一時刻,數碼管只能顯示一位
(4)靜態點亮數碼管:先選中LEDS1,將對應的引腳置1
所有LED段的陰極(負極)連接在一起,通常接地。
要點亮某個段,需要將相應的引腳連接到高電平(通常是電源電壓)。
11. 共陰極和共陽極數碼管的區別
? ? ? ? 共陰極:公共端是接地;引腳給誰置1,誰就亮;
? ? ? ? 共陽極:公共端是接高電平;引腳給誰置0,誰就亮;
12.原理圖
芯片:40pin、P0 -- P3(地址 8bit);
LED:發光二極管,共陰極二極管,指定位置0;
數碼管:四位七段共陰極數碼管,同一時刻只可顯示一位數碼管,