单片机基础核心知识点汇总(二)

目录

前言

[一、定时器 Timer](#一、定时器 Timer)

[二、通用同步异步收发器 USART(串口)](#二、通用同步异步收发器 USART(串口))

[三、ADC 模数转换器](#三、ADC 模数转换器)

[四、I2C 通信总线](#四、I2C 通信总线)

[五、SPI 通信总线](#五、SPI 通信总线)

[六、外部中断 EXTI](#六、外部中断 EXTI)

七、外设使用通用流程

​编辑


前言

上一篇讲解单片机底层硬件基础,本篇聚焦片上常用外设,是硬件实操、代码编写的核心内容,覆盖定时器、串口、ADC、I2C/SPI,新手开发高频使用模块。

一、定时器 Timer

  1. 核心作用:精准计时、延时、产生 PWM 波形、定时中断,单片机核心时序外设。
  2. 工作原理:依托系统时钟分频计数,计数器从 0 向上累加,到达设定值触发溢出事件。
  3. 三大基础模式
    • 定时模式:固定时间产生中断,周期性执行任务
    • 计数模式:统计外部引脚脉冲(测速、计数)
    • PWM 输出模式:调节方波占空比,控制电机转速、LED 亮度
  4. 中断逻辑:定时时间到自动进入中断函数,无需 CPU 循环等待,节省算力。

二、通用同步异步收发器 USART(串口)

  1. 功能:单片机与电脑、传感器、模块双向数据通信,最简易调试接口。
  2. 关键参数:波特率、数据位、校验位、停止位,通信双方参数必须完全一致。
  3. 两种工作方式
    • 查询模式:CPU 循环检测接收标志,占用 CPU 资源
    • 中断模式:收到数据自动触发中断,实时响应,项目开发首选
  4. 常用场景:串口打印调试日志、蓝牙模块、GPS 模块通信。

三、ADC 模数转换器

  1. 作用:将外部连续变化的模拟电压转为单片机能识别的数字信号。
  2. 核心参数:分辨率(8/10/12 位),位数越高电压划分越精细,检测精度越高。
  3. 读取流程:开启 ADC 时钟→配置对应 GPIO 为模拟输入→启动转换→读取数字值→换算实际电压。
  4. 典型应用:电位器、温感、光敏电阻、电池电压检测。

四、I2C 通信总线

  1. 特点:两根信号线 SDA 数据、SCL 时钟,支持多设备挂载,硬件自带应答,布线简单。
  2. 通信逻辑:主设备控制时钟,从设备被动应答,支持读写寄存器。
  3. 适用器件:OLED 显示屏、EEPROM、温湿度传感器(AHT20/DHT11)。
  4. 限制:传输速率偏低,长距离通信易受干扰。

五、SPI 通信总线

  1. 特点:四线通信 SCK 时钟、MOSI 主机发、MISO 从机发、CS 片选,传输速度远高于 I2C。
  2. 优势:高速全双工传输,适合大数据交互。
  3. 适用器件:TFT 彩屏、Flash 存储、无线射频模块。
  4. 片选机制:多设备共用总线,单独拉低对应 CS 引脚选中目标设备。

六、外部中断 EXTI

  1. 功能:检测 GPIO 电平跳变(上升沿 / 下降沿 / 双边沿),触发中断立即执行对应代码。
  2. 使用场景:独立按键检测、外部传感器触发信号、外部设备唤醒单片机。
  3. 优势:无需轮询扫描引脚,CPU 空闲时可执行其他任务,实时响应外部信号。

七、外设使用通用流程

  1. 开启外设对应时钟(所有外设默认关闭时钟,节能)
  2. 配置对应 GPIO 引脚功能(复用功能 / 模拟输入)
  3. 设置外设工作参数(波特率、分频、分辨率、中断优先级)
  4. 开启中断(按需),编写中断服务函数
  5. 启动外设,正常收发 / 采集数据

相关推荐
路上有只喵5 小时前
认识元器件 · 单片机(MCU/MPU/SOC) · 实战篇 11
单片机·嵌入式硬件
不昀6 小时前
开关电源电流互感器怎么选:匝比、采样电阻与复位的计算笔记
单片机·嵌入式硬件·电子元器件
小李不想当小白8 小时前
WDG看门狗(STM32标准库学习笔记)
笔记·stm32·单片机·嵌入式硬件·学习·嵌入式
youcans_10 小时前
【嵌入式软件AI编程】(3)面向 AI 协同开发的 STM32 硬件信息标准化
人工智能·stm32·嵌入式硬件·ai编程
智者知已应修善业12 小时前
【51单片机实现从下到上,从上到下,从中间到两边,两边到中间】2024-10-23
c语言·经验分享·笔记·单片机·嵌入式硬件·51单片机
辰哥单片机设计13 小时前
STM32智能药盒丨2027单片机新项目
stm32·单片机·嵌入式硬件
LCG米1 天前
STM32硬件CRC外设实测:多项式固定陷阱、CRC-32校验不匹配根因与软件查表法耗时对比落地
stm32·单片机·嵌入式硬件
La Pulga1 天前
【FreeRTOS源码学习笔记】任务切换
单片机·mcu·学习·嵌入式·freertos·实时操作系统
女神下凡1 天前
芯参谋(85):Linux_PPI_NAND_驱动开发指南
linux·运维·arm开发·驱动开发·单片机·嵌入式硬件·设计规范