一些单片机学习相关名词

MCU

MCU中文叫单片微型计算机，单片机 = MCU

把所有东西全部集成在一颗小芯片里：

• CPU 内核
• 内存 RAM
• 闪存 Flash（存代码）
• 串口、GPIO、定时器、ADC 等外设

不需要外接复杂内存、硬盘，上电就能直接跑代码。

FreeRTOS

FreeRTOS 是一款轻量级、免费开源的实时嵌入式操作系统

• 核心定位：单片机专用小型 OS，不是电脑 / 手机那种大型 Windows、Linux；
• 特点：体积极小、占用内存 / Flash 很少、实时性强、免费、上手简单；
• 核心功能：多任务管理（最大特点）、任务调度、延时、信号量、队列、中断管理等。

每个任务互不干扰，各自循环运行，系统自动轮流调度。

语法学习？

STM32CubeMX 生成 FreeRTOS 工程时，会自动引入相关头文件，"FreeRTOS.h"等。

FreeRTOS使用 标准 C 语言 ，使用只需要调用 FreeRTOS 提供的函数就行，比如：

• xTaskCreate() 创建任务
• vTaskDelay() 延时
• xQueueSend() 发消息
• xSemaphoreTake() 拿信号量

总结：FreeRTOS = 单片机专用迷你实时系统，轻量、免费、专为 MCU 设计；

STM32CubeMX

是电脑上的一款免费软件，可以可视化点点鼠标 ，自动配置 STM32 单片机，一键自动生成初始化代码。

老式写法 vs. CubeMX

老式写法：自己手动写 GPIO、时钟、定时器、串口、中断......一堆寄存器、一堆初始化代码（这是真的，我以前不知道还有这个软件，寄存器啥的还要一个个人工对应）。

CubeMX：

• 打开电脑上的 CubeMX 软件
• 选芯片型号（比如 STM32F103）
• 鼠标点一点：
  • 打开 LED 引脚
  • 开启串口
  • 开启定时器
  • 勾选开启 FreeRTOS
• 设置时钟频率、引脚模式
• 点"生成代码"

一键配置芯片 + 自动生成 FreeRTOS / 外设初始化代码

FlyMcu

电脑上的串口烧录软件，给 STM32 / STC 等单片机下载程序（.hex/.bin 文件）

完整流程

1. STM32 开发板（硬件，MCU）
2. STM32CubeMX（配置引脚、时钟、开启 FreeRTOS → 生成代码）
3. Keil / CubeIDE（写业务代码：点灯、传感器、任务）
4. FlyMcu（把编译好的 .hex 下载进 STM32）

串口 vs. USB

串口 (UART/USART/TTL) 是极简、低速、只收发数据的通信接口

USB 是高速、复杂、带协议、带电的通用接口（鼠标、U 盘、数据线）

USART

USART是单片机自带的硬件串口外设

STM32 内部有很多组独立串口：

• USART1
• USART3
• UART4、UART5......

每一组串口，都对应固定的两个引脚：

• TX：发送脚
• RX：接收脚

TTL 串口

所有开发板都自带TTL串口（STM32、RDK、树莓派、ESP32、单片机、摄像头模块、雷达、蓝牙模块......）

3.3V 低压简易串口标准，板间通信专用（两块开发板、模块之间对接）

• 接线：TX、RX、GND 三根线
• 接法：只能一对一通信（A ↔ B）
• 抗干扰：弱，电线长一点、电机干扰大就乱码
• 速度：一般 9600~115200 波特
• 用途：开发板间 简单指令通信

TTL 串口 = 嵌入式标准板间通信接口

USB 转 TTL

电脑没有硬件串口，就用这个模块，

USB 插电脑，另一边引出 TTL-TX/RX/GND

实现电脑 ↔ 开发板 通信 / 调试

I2C

是一种低速、短距离、板内近距离的通信总线。

专门用来：单片机 ↔ 板载小传感器 / 小外设 之间聊天，是嵌入式最常用的「传感器专用通信」。

接线：

• SCL 时钟线：节拍线，主机发时钟，控制收发节奏
• SDA 数据线：双向数据线，发指令、传传感器数据
• 公共 GND：共地必不可少

一条总线可以挂十几个设备

工作模式：一主多从

• 主机（Master）： STM32 单片机主动发起通信、发地址、发寄存器指令、读数据
• 从机（Slave） ：各类传感器如MPU6050， 每个 I2C 设备有唯一设备地址

CAN

也是通信总线，但是一种专门给汽车、机器人、工业设备 用的抗干扰超强、远距离、多设备通信总线。

和 UART/TTL 串口 一样，都是用来设备之间互相发数据，只是规格、用法、场景完全不同。

• 接线：CAN_H、CAN_L、GND 三根线
• 接法：一整条总线，可以挂十几个设备（一对多）
• 抗干扰：极强，电机、大电流、电磁干扰环境不乱码
• 距离：能传几百米
• 用途：机器人底盘、多电机、整车控制、智能车、汽车内部

IMU和编码器场景

IMU（MPU6050）内部有芯片、有计算、有数据，必须靠通信协议（I2C）才能把数据传给单片机；编码器只输出 "脉冲"，是简单方波，所以直接接线就能数（接 TIM 定时器引脚计数）。