一、GPIO 通用输入输出
GPIO：General Purpose Input/Output，通用目的输入输出，是单片机和外部硬件交互最基础的方式。
GPIO 模式
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输入模式：检测引脚电平变化，用于按键检测、外部信号采集
- STM32：上拉输入、下拉输入、浮空输入、模拟输入
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输出模式：输出高低电平控制外设
- STM32：推挽输出、开漏输出、复用推挽输出、复用开漏输出
按键原理：按键按下后引脚与 GND 短路，引脚变为低电平。
二、定时器（51 单片机）
作用：实现精准定时、延时，产生时序、PWM 方波。 51 定时器为16 位自增计数器 ，最大计数范围：
0 ~ 65535。
核心工作流程
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给定时器寄存器赋初值
TH0、TL0（TH 高 8 位，TL 低 8 位） -
打开定时器，计数器按照固定频率向上自增
cnt++ -
计数到
65535 + 1→ 定时器溢出，向 CPU 发起中断请求 -
从初值计数到溢出的时间，由计数速率、初值大小共同决定
机器周期计算
51 单片机机器周期 = 系统晶振频率 ÷ 12
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晶振
12MHz：12M /12 = 1MHz，机器周期 = \\boldsymbol{1\\mu s -
晶振
11.0592MHz：11.0592M /12 = 0.9216MHz，机器周期 ≈ \\boldsymbol{1.1\\mu s
定时计算公式 计数次数 = 需要定时的时间 ÷ 机器周期 定时器初值 =
65535 − 计数次数
示例：1ms 定时
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12MHz 晶振：1ms =1000μs，计数次数 = 1000；初值 =
65535‑1000 = 64535 -
11.0592MHz：计数次数 = 909；初值 =
65535‑909 = 64626
定时器模式：
16 位定时器模式；
8 位自动重装模式（多用于串口波特率生成）
三、中断
中断概念
CPU 正在执行任务，被外部紧急事件打断；暂停当前任务，执行紧急事件；处理完毕后回到原来代码继续执行。
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中断源：可以打断 CPU 运行的事件来源。
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51 单片机 5 个中断源：外部中断 0 (P3.2)、外部中断 1 (P3.3)、定时器 0、定时器 1、串口中断。
- 外部中断：引脚电平变化触发中断。
中断优先级 & 中断嵌套
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中断优先级：多个中断同时到来，优先执行优先级更高的中断。
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中断嵌套：处理一个中断的过程中，响应另一个中断；51 最多允许嵌套两层。
完整中断处理流程
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中断源发出中断请求
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判断：CPU 总中断开关 + 该中断的子开关是否打开（
IE寄存器） -
判断中断优先级
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保护现场（保存寄存器）
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执行中断服务函数
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恢复现场，返回原来程序继续运行
中断向量：相当于标号 / 数组下标，CPU 依靠中断向量找到对应的中断服务函数。
IE寄存器：51 中断控制寄存器，EA(bit7)是 CPU 总中断开关。
四、PWM 脉冲宽度调制
PWM：脉冲宽度调制，引脚周期性输出高低电平方波。
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PWM 周期：一个完整方波的总时间（从一个上升沿到下一个上升沿）
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占空比 ：一个周期内，高电平时间占整个周期的百分比
用途：屏幕背光亮度调节、电机调速、驱动蜂鸣器发声。
五、蜂鸣器
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有源蜂鸣器：内部自带振荡源，通电直接发出固定频率声音。
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无源蜂鸣器：内部无振荡源，通电不会响；需要外部输入一定频率方波（定时器 + PWM）才能发声。