嵌入式硬件基础

嵌入式基本概念:

以应用为中心,以计算机技术为基础,软硬件可裁剪的专用计算机系统。

一、重点概念

1.MCU:(微控制器)集成度高,低成本,简单控制。

功能:将所有功能集成到一个芯片之中(CPU,ROM,RAM,IO控制器,定时器,中断系统等)。

2.CPU:(中央处理器)

功能:完成数据运算以及指令处理,CPU性能越好,完成数据运算就越快。

3.MPU:(微处理器)集成度低,成本高,复杂应用,可以运行Linux操作系统。

功能·:仅有CPU模块,需单独外接新的功能模块。

4.GPU:(图像处理单元)

功能:处理图形数据,图像渲染。

5.NPU:(神经网络处理单元)

功能:AI推理,硬件加速,神经网络处理。

6.FPU:(浮点数单元)集成在CPU内部。

功能:完成浮点数运算和处理。

7.SOC:(片上系统)

功能:将多个功能芯片集成在一起。

8.ROM:(只读存储器)

功能:存放单片机程序和指令,单片机掉电数据不丢失。

9.RAM:(随机访问存储器)

功能:主要是单片机程序运行过程中的变量,掉电数据丢失。

二、发光二极管

共阳极二极管原理:将所有发光二极管的阳极连接到VCC,发光二级管的阴极接到单片机的引

脚,此时阳极输出高电平,给对应单片机引脚低电平,满足发光二极管的单向导通性,电流会从阳

极流向阴极,LED被点亮。

实物图及原理图:

三、位运算

|-----|------|----------------------------------------------------------|--------------|
| 位运算 | 名称 | 特性 | 应用场景 |
| | | 按位或 | 将对应位的bit进行比较,如果有一个为1,结果为1,如果都为0,结果是0 | 指定位置1, 其余位不变 |
| & | 按位与 | 将对应位的bit进行比较,如果都为1,结果为1,如果有一个bit为0,结果为0 | 指定位清0, 其余位不变 |
| ^ | 按位异或 | 将对应位的bit进行比较,如果两个bit相同,则结果为0,如果两个bit不相同,则结果为1(相同为0,相异为1) | 电平翻转 |
| ~ | 按位取反 | 每一位的bit进行翻转 | |

四、51单片机

51单片机芯片内部资源

51单片机上搭载了4位共阴极数码管,每一个数码管可以独立显示一个数值,但在同

一时刻只能有一个数码管被点亮。

五、数码管

1.原理图

2.数码管显示

先位选,再段选

将数码管对应的NPN三极管的基级(P10-P13)给定高电平,就可以去选中某

一位数码管。

给定对应段的引脚高电平,即可选中某一段。

3.数码管动态显示

数码管在同一时刻只能显示一位,但利用人的肉眼视觉暂留效应(余晖效应),在某

一位数码管显示一个数值后,可以通过快速刷新延时,再去在其他位数码管显示数值。

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