51单片机学习笔记（2）

第二天的内容核心是GPIO、中断、定时器和PWM，都是后续实操的基础，把重点捋一遍。

GPIO

通用输入输出接口，单片机和外部交互最基础的方式。

输入模式用来检测引脚电平变化，比如按键、ADC信号，细分有上拉输入、下拉输入、浮空输入、模拟输入。

输出模式包括推挽输出、开漏输出，还有对应的复用模式。

中断

简单说就是CPU跑程序的时候，外部有更紧急的事件过来，先暂停当前任务，去处理紧急事件，处理完再回来接着跑。

51单片机一共有5个中断源：

外部中断0（对应P3.2引脚）

外部中断1（对应P3.3引脚）

定时器0

定时器1

串口

中断有优先级，高优先级可以打断低优先级的中断服务，也就是中断嵌套，最多支持两层嵌套。

完整的中断处理流程：

外部中断0的初始化示例：

void int0_init(void) {

IE |= (1 << 7); // 打开中断总开关

IE |= (1 << 0); // 打开外部中断0的开关

}

中断向量可以理解成中断的编号，CPU靠这个编号找到对应的中断服务函数。

定时器

用来实现精准的定时和延时，是16位的自增计数器，计数满溢出后就会向CPU发起中断请求。

51单片机用12MHz晶振时，经过12分频，实际计数频率是1MHz，也就是每1微秒计数器加1。

最常用的1ms定时初值计算：

1ms需要计数1000次，16位计数器最大值是65535，所以初值 = 65535 - 1000 = 64535。

寄存器配置：

TL0 = 64535; // 定时器0低8位

TH0 = 64535 >> 8; // 定时器0高8位

PWM与蜂鸣器

PWM即脉冲宽度调制，让引脚周期性输出高低电平，形成方波。两个核心参数：

周期：一个完整方波的时间长度

占空比：一个周期内高电平所占的比例

常用在背光调节、蜂鸣器音调控制这类场景。

蜂鸣器分两类：

有源蜂鸣器：内部自带震荡源，通电就发出固定频率的声音

无源蜂鸣器：需要外部输入震荡信号才会响，配合定时器PWM可以控制音调

用定时器驱动无源蜂鸣器的计算示例：

200Hz、50%占空比：半周期2.5ms，计数2500次，初值=65535-2500=63035

400Hz、50%占空比：半周期1.25ms，计数1250次，初值=65535-1250=64285

一点补充

按键的原理就是按下时引脚接地变成低电平，配合中断就能实现按键触发功能。像车载中控里测水温、油温这些功能，本质上都是ADC采集、定时器扫描、中断响应组合起来实现的。