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
Zwawa28 分钟前
先把轮子转稳,才不会烧心:编码器速度环 PID 怎么接回 PWM
c语言·单片机·嵌入式
单片机仿真设计1 小时前
【proteus仿真设计】基于 STM32 的开荒机器人遥控控制系统设计(仿真图+程序)
stm32·嵌入式硬件·机器人·proteus
smartpi_ai1 小时前
51 单片机写好了,大模型语音怎么接?17T 全驱动的现成方案、双板串口分工的边界与画板前的三项硬件确认
单片机·嵌入式硬件·学习
我先去打把游戏先2 小时前
NimBLE是什么-ESP32蓝牙协议栈详解
单片机·嵌入式硬件·ubuntu
木子n13 小时前
车载以太网与SOME/IP服务化通信实战-02.状态机与订阅:SOME/IP-SD的三态迁移、重传账与上电风暴
嵌入式硬件·网络协议·车载系统·车载以太网·some/ip
Gongsion3 小时前
30V输入耐压|1.5μA超低静态电流|200mA输出,CSM52系列:线性稳压器LDO,12V母线转3.3V/5V传感器、MCU弱电支路可靠稳压方案
单片机·嵌入式硬件·车载系统·无人机·智能家居
Steelenwang3 小时前
基于XT960的泵站监控方案
嵌入式硬件·物联网·硬件工程·智慧城市·智能硬件
国科安芯3 小时前
面向低轨卫星互联网载荷控制的抗辐射MCU技术综述
嵌入式硬件·mcu·卫星·低轨卫星·商业航天·抗辐射·微型互联网
2401_862880825 小时前
input 子系统框架 、platform 驱动框架
linux·驱动开发·嵌入式硬件
Industio_触觉智能5 小时前
瑞芯微AI算力NPU路线图与协处理器|触觉智能瑞芯微RK方案商出品
人工智能·嵌入式硬件·硬件架构·智能硬件·npu·瑞芯微·端侧ai