一、嵌入式概念
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。
二、51单片机相关知识
1.1980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
- 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）
三、相关概念
3.1相关概念
| 缩写 | 名称 | 核心功能 | 特性 | 应用场景 |
|---|---|---|---|---|
| MCU | 微控制器 | 集成 CPU、RAM、ROM、IO、UART、定时器、中断系统，实现简单控制 | 集成度高、成本低，适用于小型控制场景 | 家电控制、智能门锁 |
| CPU | 中央处理器 | 数据运算、指令处理 | 性能决定运算速度，是核心运算单元 | 通用计算、程序逻辑调度 |
| MPU | 微处理器 | 仅含 CPU 模块，需外接存储、外设等功能模块 | 集成度低、成本高，支持复杂应用，可运行 Linux 系统 | 嵌入式 Linux 设备、工业控制主机、智能终端 |
| GPU | 图像处理单元 | 图形数据处理、图像渲染 | 性能决定图像处理质量，擅长并行计算 | 车载显示、视频监控 |
| NPU | 神经网络处理单元 | AI 推理、硬件加速、神经网络运算 | 专为 AI 任务优化，算力密度高 | 智能摄像头、语音助手 |
| FPU | 浮点数单元 | 浮点数运算与处理 | 集成在 CPU 内部，提升浮点运算效率 | 工业测量、数字信号处理 |
| SOC | 片上系统 | 整合多个功能芯片（如 CPU、GPU、NPU、存储控制器等）到单一芯片 | 高度集成，简化硬件设计，降低系统体积 | 智能手机、平板电脑 |
| ROM | 只读存储器 | 存储单片机程序和指令 | 掉电数据不丢失，只读不可随意改写 | 固化启动程序、存储固件代码 |
| RAM | 随机访问存储器 | 存储程序运行过程中的变量、临时数据 | 掉电数据丢失，读写速度快，示例规格：256byte | 程序运行栈、临时数据缓存 |
3.2芯片内部资源
四、单片机芯片
4.1 MCU单片机芯片原理图
4.2 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个引脚划分成了4组
P0: P0_0 - P0_7
P1:P1_0 - P1_7
P2:P2_0 - P2_7
P3:P3_0 - P3_7
网络编号：相同网络编号的引脚在实际电路是彼此互通，避免复杂连线
五、发光二极管
1.阳极：是 P 型半导体引出端（电流流入端）
阴极：是 N 型半导体引出端（电流流出端）
正向导通时电流从阳极流向阴极。
2.共阳极二极管：
将所有发光二极管的阳极连接到VCC，发光二级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
3.单向导通性：
4.实物图
5.原理图
六、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 |
七、数码管
1.原理图
2.数码管概念
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
3.数码管的显示
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
4.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