什么是嵌入式
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
51单片机
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1980年，Intel公司推出一款MCS-51系列（8051型号单片机），从MCU转型CPU市场
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Atmel -> AT89C51、Philip（P89V51 增强型单片机，支持单片机ISP在线编程）、STC（宏晶半导体 STC89C51、STC89C52、STC89C52RC）
相关概念
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| 概念 | 作用 |
| MCU | Micro Ctroller Unit，微控制器，集成度高，将所有功能集成到一块芯片中（CPU、RAM、ROM、IO控制器、UART控制器、定时器、中断系统），成本低，简单控制 |
| CPU | Central Processing Unit，中央处理器，完成数据运算、指令处理，CPU性能越好，完成数据运算的时间就越快 |
| MPU | Micro Processing Unit，微处理器，集成度低，只有CPU模块，需要单独外接一些功能模块（存储、外设），成本高，复杂应用，可以跑Linux操作系统 |
| GPU | Graphics Processing Unit（图像处理单元），处理图形数据，图像渲染（GPU性能越好，图像处理质量越高） |
| NPU | Neural Processing Unit（神经网络处理单元），AI推理、硬件加速、神经网络处理（华为 达芬奇NPU AI自动优化照片） |
| FPU | Float Point Unit（浮点数单元），完成浮点数运算和处理（IEE754），集成在CPU内部 |
| SOC | System On Chip（片上系统），将多个功能芯片集成到一起 |
| ROM | Read-Only Memory，只读存储器，主要存放单片机程序和指令，单片机掉电数据不丢失 |
| RAM (片内RAM) | Random Access Memory， 随机访问存储器，主要单片机程序运行过程的变量，掉电数据丢失 大小256byte |
51单片机芯片内部资源：
MCU单片机芯片
原理图
1~40：引脚的标号
P开头的为网络编号，在其他原理图中，含有相同网络编号的引脚彼此互通，可避免复杂连线
实物图
STC：宏晶半导体
89C52RC：单片机芯片型号
DIP40：双列直插式，40个引脚
将40个引脚划为4组（P0， P1， P2， P3）
Pi：Pi_0 ~ Pi_7（i = 0，1，2，3）
板功能示意图
芯片上方绿色的杆：拔码杆，可用来插拔芯片，注意芯片不要插反了
发光二极管
二极管：阳极+阴极，具有单向导通性
共阳极二极管：将所有发光二极管的阳极连接到VCC，发光二极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，造成电压差，满足发光二极管的单项导通性，使其发亮
共阴极与之相反，阴极接到GND，阳极接引脚
原理图
竖线一侧为阴极，另一头为阳极，例如上图左侧为阴极右侧为阳极
RP7，RP7：四位一体电阻，限流，防止电流过大烧毁二极管
实物图
位运算
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| 运算符 | 名称 | 功能 | 应用场景 | 例子 1001 1110 1101 0011 |
| & | 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（有0则0） | 指定位清0，其余位不变 | 1001 0010 |
| | | 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（有1则1） | 指定位置1，其余位不变 | 1101 1111 |
| ^ | 按位亦或 | 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 | 0100 1101 |
| ~ | 按位取反 | 每一位的bit进行翻转（1，0转换） | | 0110 0001 0010 1100 |
以P2 = 0000 0000为例解释应用场景（一共7位，最左侧为第0位）
指定位置1：P2 |= (1 << 5) | (1 << 2)，此时P2 = 0001 0100
指定位清0：P2 &= ~(1 << 2)，此时P2 = 0001 0000
电平翻转：P2 = P2 ^ (0xFF)，此时P2 = 1110 1111
注意：&的用法不能像|可以连续用，例如P2 &= ~(1 << 2) | ~(1 << 5)，事实上这并不是指定第二位和第五位清零，要达到这样的效果需要写两行&
进制转换表
八进制转二进制
|-----|-----|-----|-----|-----|-----|-----|-----|
| 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| 000 | 001 | 010 | 011 | 100 | 101 | 110 | 111 |
十六进制转二进制（0-7同上并在二进制前加"0"）
|------|------|------|------|------|------|------|------|
| 8 | 9 | A | B | C | D | E | F |
| 1000 | 1001 | 1010 | 1011 | 1100 | 1101 | 1110 | 1111 |
51单片机程序开发流程
1，安装Keil4软件
2，打开Keil4软件
3，创建单片机工程
1）上方Project → New μVision Project
2）选择Atmel中的AT89C51，点击OK
3）是否选择启动代码加入工程，选择否
4）将.c文件加入到Source Group 1目录下，双击Source Group 1，选择并点击add
4，编写单片机程序
包含头文件reg51.h
5，点击Target Options → Output → Create HEX File → OK
6，编译，左上角Bulid（快捷键F7）和Rebuild，由于勾第五步进行了勾选，会生成自动.hex文件
7，打开单片机程序STC-ISP
8，选择单片机芯片和串口，并打开程序文件.hex
9，点击左下角下载/编程，需要对开发板进行复位
逻辑分析仪
作用：以方波的形式获取引脚电平变化
CH0-CH7：逻辑分析仪通道，通过杜邦线将通道与引脚连接
GND：通过杜邦线将逻辑分析仪GND与单片机的GND连接
逻辑分析软件Logic
看到如下字样，代表逻辑分析仪连接成功：
点击Device Setting按钮，可以设置通道和速率：
显示形式：鼠标指向的表示高/低电平持续的时间
数码管
数码管：基极 + 发射极 + 集电极，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
注意：与二极管相反，二极管是共阳极，数码管是共阴极，所以数码管要亮起，引脚应该为高电平，此时基极和发射极会产生压降，使集电极和发射机导通，即三极管被导通
原理图
根据P0对应的字母对应数码管亮起的部位，其中P07对应的dp是小数点
三极管有PNP和NPN两种类型，箭头朝外为NPN，对于NPN来说箭头的起点为基极，箭头指向的为发射极，箭头另一侧为集电极，PNP相反，如图中B为基极，E为发射极，C为集电极
实物图
数码管显示
1，先位选，再段选
位选：将数码管对应的NPN三极管的基级（P10-P13）给定高电平，就可以选中某一位数码管
段选：给定对应段的引脚高电平，即可选中某一段
具体例子
二极管
亮灭
n搭配while做了个简易的延时，首先是P2=0，二进制就是八个0，0对应低电平，八个二极管全部亮起，短暂延时后P2 = 0xA5，二级制1010 0101，所以第1、3、4、6，也就是D2、4、5、7亮起
连续亮起
左下角的警告是正常的，意思是在led.c文件中有函数没有用到
该代码的效果是二极管从D1依次亮到D8然后再亮回D1
数码管
亮起
位选为1，P0二进制为0000 0110，高电平亮起低电平熄灭，所以第三个数码管亮1
同时显示
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
通过逐步取余，并代入位选和段选参数，delay(100)耗时极短，可产生余晖效应