单片机（1）

一、嵌入式学习层级

1. 应用层：业务代码，不碰硬件
2. 操作系统层：管理硬件资源，应用访问硬件必须走驱动
3. 硬件层：芯片、外设电路
   裸机特点：无操作系统，代码直接读写寄存器控制硬件
   BSP：板级底层驱动，led.c/h就是最简BSP
   硬件：STC89C52RC，普中51开发板

二、单片机最小系统

最小系统：芯片上电运行必需电路，缺一则无法启动

1. 电源：5V供电
2. 复位：上电清零寄存器，PC归零，程序从Flash 0地址开始跑
3. 晶振：单片机时钟节拍；常用11.0592MHz（串口）、12MHz（延时学习）

片内外设：芯片内置，GPIO、定时器、中断、串口

片外外设：板载外部器件，LED、按键、CH340

GPIO

51有P0/P1/P2/P3四组IO，每组8位Px.0~Px.7

Px本质是1字节特殊寄存器，写寄存器即修改引脚电平

普中LED：高电平熄灭，低电平点亮

P2 = 0xFF 全灭； P2 = 0x00 全亮

三、位运算（寄存器操作核心）

用途：单独修改某一位，不影响其余引脚，嵌入式通用模板

• & 按位与：清零指定位 P2 &= ~(1 << n);
• | 按位或：置1指定位 P2 |= (1 << n);
• ^ 按位异或：翻转指定位 P2 ^= (1 << n);
• ~ 按位取反：比特翻转
• << 左移：生成掩码，流水灯常用 1 << i

• 右移：提取比特

四、冯诺依曼架构、哈佛架构

冯诺依曼（PC电脑）

指令与数据共用内存、同一套总线；存在总线抢占瓶颈

哈佛架构（51单片机）

Flash（存程序，断电保存）、RAM（临时变量，断电丢失）分开，双总线，可并行取指令读数据。STC89C52：Flash 64K，RAM仅128B。

核心部件

1. PC程序计数器：标记下一条指令地址，复位PC=0；程序跑飞=PC跳到非法地址
2. SFR特殊功能寄存器：硬件映射到固定地址，读写地址就是操作硬件
   sfr P2 = 0xA0;
   #define P2 (*(unsigned char *)(0xA0))

ISP：STC内置引导程序，串口烧录hex，无需专用烧录器

五、CPU寻址方式

寻址：CPU寻找操作数的方式

1. 立即寻址：数据直接写进指令 num=100
2. 直接寻址：直接给出内存地址 P2=0x01
3. 间接寻址：指针保存目标地址，C语言指针底层
4. 寄存器寻址：数据放在CPU内部寄存器，速度最快
5. 寄存器间接寻址：寄存器存放内存地址
6. 基址变址寻址：基地址+偏移，数组、ARM驱动常用