單片機-----基礎知識整合

一、基礎知識

1)單片機的組成:中央處理器CPU、隨機存儲器RAM、只讀存儲器ROM、定時器、多種I/O接口、中斷系統等

2)STM32U575RIT6采用ARM Cortex-M33內核架構

ARM是什么?

①ARM是一家公司,ARM公司是一家芯片知識產權(IP)供應商。

處理器(CPU)架構

早期經典處理器:ARM7 ARM9 ARM11

后續處理器開始以cortex命名

Cortex-X系列 超高性能系列

Cortex-A系列

針對開放式操作系統的高性能處理器

應用于智能手機、數字電視、智能平板等高端運用

Cortex-R系列

提供非常高的性能和吞吐量,同時保持精準的時序屬性和可預測的中斷延時,通常用于時序關鍵的應用中

針對實時系統、滿足實時性的控制需求

應于汽車制動系統、動力系統等

Cortex-M系列

單片機驅動的系統提供了低成本優化方案

應用于傳統的微控制器市場、智能傳感器、汽車周邊、物聯網設備等

ARM表示一種指令集

二、GPIO通用輸入輸出接口

1)常用的使用過程

GPIO,General Purpose Input Output,指的是芯片的通用輸入輸出引腳。

通過配置對應引腳的輸出模式,我們可以進行LED燈的點亮,繼電器的開閉控制;

輸入模式下,讀取按鍵開關的狀態,模擬輸入狀態下,我們可以讀取溫濕度傳感器的數據。

除了以上使用情況,也可以作為I2C,SPI,串口的引腳等(輸出的話使用復用功能)

VDD、VSS、VCC分別表示什么意思?

VCC:C=circuit,表示電路的意思,即接入電路的電壓

VDD:D=device,表示器件的意思,即器件內部的工作電壓

VSS:S=series,表示公共連接的意思,通常指電路公共接地端電壓

VCC :接入電路的電壓 外部參考高電平3.3,

VDD : 元器件內部的工作電壓,內部參考高電壓,stm32中為3.3v

VSS : 公共接地端電壓,內部參考地,stm32中為0v

2)結構框圖

(1)四種輸入模式

浮空輸入:完全取決于外部輸入的電壓;

上拉輸入:空閑時高電壓,有電壓輸入時,按照輸入電壓

下拉輸入:空閑時低電壓,有電壓輸入時,按照輸入電壓

上述都經過施密特觸發器,進行整形,使其變成數字信號;

模擬輸入:不經過施密特觸發器;

(2)四種輸出模式

推挽輸出:

開漏輸出:如果外部不設置上拉電阻的話:0輸出低電平;輸出1時是高阻態模式。

復用推挽輸出

復用開漏輸出

三、三極管

(1)NPN型:基極:高電平導通

(2)PNP型:基極:低電平導通

四、電平信號和差分信號

注:所學習的串口、SPI、IIC均是電平通信

1.電平信號:電平信號有一根是參考電平線,信號線的信號值有信號線和參考電平線之間的電壓差決定

2.差分信號:差分信號沒有參考電平線,傳輸一路數據需要兩根信號線,信號線的信號值由兩根信號線的電壓差決定。

區別:

(1)信號值的表示不同:電平信號的信號值是信號線和參考電平線的電壓差決定;差分信號的信息值是由兩條信號線的電壓差決定;

(2)傳輸相同路數的信號,電平信號用的數據線根數比差分信號少。比如傳輸3路信號,電平信號需要1根參考電平+3根數據線;而差分信號需要2x3=6根數據線;

(3)現在通信大部分是差分信號,因為差分信號的抗干擾性更強,可以在更短的周期傳輸一個數據。雙絞線

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