GPIO
Genral Purpose Input Output：通用输入输出，是与外界交互最基本的形式，可以独立的将引脚配置为输入/输出模式
输出模式：控制引脚输出高电平/低电平（给定控制信号）
1，开漏输出
2，推挽输出
3，复用开漏
4，复用推挽
输入模式：检测引脚的电平（接收外部信号）
1，上拉输入：在引脚外部接了一个上拉电阻（引脚空闲状态高电平）
2，下拉输入：在引脚外部接了一个下拉电阻（引脚空闲状态低电平）
3，浮空输入：引脚空闲状态电平不确定
4，模拟输入（主要用于ADC）
注：51单片机没有这些模式
独立按键
原理图
工作原理：
当按键未被按下时，引脚会呈现高电平，当按键被按下时，会造成引脚和GND短路到一起，此时对应的引脚会呈现低电平，所以判断按键是否被按下，秩序判断引脚是否为低电平即可
结合数码管原理图可看出，P10---P13四个引脚管理数码管，P14---P17管理独立按键，所以P1的八位二进制，第0位到第3位管理独立按键，第4位到第7位管理数码管
需要说明的是，K5是由P35管理，部分 单片机 只有四个按键，没有K5
实物图
通过按键控制
二极管
注意：图中有错误，key_press最后一行的return应该返回5
如果在while里没有初始化，那么二极管亮起则不会熄灭。
如图代码可使得二极管对应按键亮起，只能亮起一个，若要同时亮起多个二极管，将key_press函数中的return去掉即可
数码管
注意：图中有错误，key_press最后一行的return应该返回5
main函数与二极管相同。
与二极管key_press不同的是，数码管中循环的n是从1开始，因为二极管没有D0去对应K1，但是数码管是可以显示0，如果key_press与二极管相同，那么按K1变会出现0，以此类推
中断
概念：当CPU正在执行某个任务时，此时外界发生了一个紧急的事件，要求CPU能暂停当前的任务，转而去处理这个紧急事件，处理完以后，再回到原来被中断的地方，继续执行原来的工作的过程
中断源
能打断CPU执行当前任务的源头或事件
分类
1，外部中断0：INT0 → P32引脚
2，外部中断1：INT1→P33引脚
外部中断是引脚电平变化引发的中断，有两种触发条件，一种是从高电平变为低电平的下降沿触发，另一种是持续低电平触发
3，定时器0
4，定时器1
5，串口
优先级
当CPU在执行一个任务的时候，此时可能有多个中断源同时发起中断请求，此时CPU比较中断源的优先级，优先处理优先级高的中断
注：51单片机只有前五个
由图可知，外部中断0的优先级最高。左侧为自动设置优先级，而右侧为手动设置优先级（一般不设置）
中断嵌套
CPU在处理一个中断任务的时候，再去嵌套另外的一个中断任务
注：在51单片机中最多嵌套两层
中断处理流程
1，中断源发出中断请求
2，检查CPU是否允许中断及该中断源是否被屏蔽
3，比较中断优先级
4，保护现场
5，执行中断处理函数
6，恢复现场
中断处理函数
每个中断源都有与之对应的中断处理函数，而这些函数需要在程序中写好，不需要调用，当中断处理到第五步时自动执行
注意：最后的interrupt是中断标号，一定要写，代表了中断向量，存放函数的地址
中断寄存器
注：XICON在51单片机中没有，IPH和IP用来改变优先级
IE寄存器 中断允许寄存器
EA相当于电闸总开关，置1代表CPU允许所有的中断请求，置0代表CPU屏蔽所有的中断请求
TCON寄存器 定时器/计数器中断控制寄存器
IT0置1/0，代表外部中断0引脚（P32引脚）下降沿/低电平触发中断
外部中断0初始化函数
1，外部中断0引脚设置高电平
2，EA的bit7和bit0置1，允许CPU响应所有中断及外部中断0可以产生中断
3，将TCON寄存器中的bit0置1，代表外部中断0引脚下降沿可以触发中断（可以通过杜邦线产生下降沿，将P32和GND短接）
4，当外部中断0引脚产生下降沿时，会向CPU发起中断请求，此时TCON寄存器的IE0会由硬件自动置1
5，CPU执行外部中断0对应的中断处理函数，此时TCON寄存器的IE0会由硬件自动清0
通过数码管反应外部中断0次数
如图所示，通过杜邦线P32和GND短接在一起，使得P32产生下降沿，产生一次计数器g_n便加一
定时器
产生精准时间，不同外设 对时间要求是精准的
注：51单片机中有两个定时器，分别是Timer0和Timer1，是自增型定时器
工作原理：定时器内部有16位占两个字节的计数器，给定计数器一个初值，会按照1us的速率进行自增，加到65535溢出时向CPU发起中断请求，CPU响应中断并执行中断处理函数
1ms定时
1s = 1000ms；1ms = 1000us
单片机工作频率：1MHZ = 1 * 10 ^ 6HZ（外部晶振提供12MHZ频率，但实际上经过降频）
完成一条指令的时间：1/1MHZ = 1us
所以定时器初值：65535 - 1000 = 64535
定时器寄存器
TL0：定时器0的低位
TH0：定时器0的高位
在51单片机中，将short类型的两个字节分成上述两部分，所以得出的初值，其高位应放在TH0，低位放在TL0
TMOD定时器模式配置寄存器
低4位控制定时器0，高4位控制定时器1
注：51单片机中没有00模式
步骤（以计时器0为例）
1，将TMOD寄存器中的低4位清0
2，将M0置1，M1清0，代表定时器0工作在16位定时器模式下
TCON 定时器控制寄存器
将TCON寄存器中的TR0这一位置1，代表打开定时器，开始计数
注意：需要将IE寄存器中的bit7和bit1置1，代表允许CPU响应所有中断 + 允许定时器0产生中断
二极管一秒间隔闪烁
PWM
Pulse Width Modulation：脉冲宽度调制，能让引脚产生一个方波，让引脚电平周期性的翻转
PWM周期：一个方波所经历的周期，即从上升沿/下降沿到下一个上升沿/下降沿所需要的时间
PWM占空比：高电平在一个PWM周期所占的比例
可用于手机亮度调节
蜂鸣器
震荡源 声音（波）→音调→波的频率发生变化→高频高音，低频低音→音量→振幅 能量大小
有源蜂鸣器：内部有震荡源，上电后会持续发出固定频率的声音
无源蜂鸣器：内部没有震荡源，需要给定蜂鸣器一个震荡
原理图
给基极一个高电平，三极管导通，蜂鸣器开始工作，给低电平，则不会工作
实物图
通过蜂鸣器发出不同HZ声音
通过杜邦线将P11两个引脚接到一起，此时通过来回翻转P21，来产生震荡，使蜂鸣器发出声音
计算hz（以200hz为例）
PWM周期时间：1/200 = 0.005s，所以高低电平均为0.0025s
单片机工作频率：1000000Hz，所以执行一次需要0.000001s
所以定时器初值：0.0025/0.000001 = 2500 → 65535 - 2500 = 63035
代码及其效果
效果是按键K1对应200HZ，K2对应400HZ以此类推
其中按键函数对应K1~K5，但是HZ数组包含HZ[0]，所以在主函数改变HZ时，n要减一