单片机-----基础知识整合

一、基础知识

1)单片机的组成:中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、定时器、多种I/O接口、中断系统等

2)STM32U575RIT6 采用ARM Cortex-M33 内核架构

ARM是什么?

①ARM是一家公司,ARM公司是一家芯片知识产权(IP)供应商。

处理器(CPU)架构

早期经典处理器:ARM7 ARM9 ARM11

后续处理器开始以cortex命名

Cortex-X系列 超高性能系列

Cortex-A系列

针对开放式操作系统的高性能处理器

应用于智能手机、数字电视、智能平板等高端运用

Cortex-R系列

提供非常高的性能和吞吐量,同时保持精准的时序属性和可预测的中断延时,通常用于时序关键的应用中

针对实时系统、满足实时性的控制需求

应于汽车制动系统、动力系统等

Cortex-M系列

单片机驱动的系统提供了低成本优化方案

应用于传统的微控制器市场、智能传感器、汽车周边、物联网设备等

ARM表示一种指令集

二、GPIO 通用输入输出接口

1)常用的使用过程

GPIO,General Purpose Input Output,指的是芯片的通用输入输出引脚。

通过配置对应引脚的输出模式,我们可以进行LED灯的点亮,继电器的开闭控制;

输入模式下,读取按键开关的状态,模拟输入状态下,我们可以读取温湿度传感器的数据。

除了以上使用情况,也可以作为I2C,SPI,串口的引脚等(输出的话使用复用功能)

VDD、VSS、VCC分别表示什么意思?

VCC:C=circuit,表示电路的意思,即接入电路的电压

VDD:D=device,表示器件的意思,即器件内部的工作电压

VSS:S=series,表示公共连接的意思,通常指电路公共接地端电压

VCC :接入电路的电压 外部参考高电平3.3,

VDD : 元器件内部的工作电压,内部参考高电压,stm32中为3.3v

VSS : 公共接地端电压,内部参考地,stm32中为0v

2)结构框图

(1)四种输入模式

浮空输入:完全取决于外部输入的电压;

上拉输入:空闲时高电压,有电压输入时,按照输入电压

下拉输入:空闲时低电压,有电压输入时,按照输入电压

上述都经过施密特触发器,进行整形,使其变成数字信号;

模拟输入:不经过施密特触发器;

(2)四种输出模式

推挽输出:

开漏输出:如果外部不设置上拉电阻的话:0输出低电平;输出1时是高阻态模式。

复用推挽输出

复用开漏输出

三、三极管

(1)NPN型:基极:高电平导通

(2)PNP型:基极:低电平导通

四、电平信号和差分信号

注:所学习的串口、SPI、IIC均是电平通信

1.电平信号:电平信号有一根是参考电平线 ,信号线的信号值有信号线和参考电平线之间的电压差决定

2.差分信号:差分信号没有参考电平线 ,传输一路数据需要两根信号线,信号线的信号值由两根信号线的电压差决定。

区别:

(1)信号值的表示不同:电平信号的信号值是信号线和参考电平线的电压差决定;差分信号的信息值是由两条信号线的电压差决定;

(2)传输相同路数的信号,电平信号用的数据线根数比差分信号少。比如传输3路信号,电平信号需要1根参考电平+3根数据线;而差分信号需要2x3=6根数据线;

(3)现在通信大部分是差分信号,因为差分信号的抗干扰性更强 ,可以在更短的周期传输一个数据。双绞线

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