单片机基础知识

一、频率单位换算

频率与时间互为倒数：

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| 单位 | 换算关系 |
| Hz | 基础单位 |
| KHz | 1KHz=10^3Hz |
| MHz | 1MHz=10^3KHz=10^6Hz |
| GHz | 1GHz=10^3MHz=10^9Hz |

二、C 语言位运算（单片机 IO 最常用）

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| 运算符 | 名称 | 运算规则 | 典型应用 | 示例代码 |
| | | 按位或 | 对应位有 1 则为 1，全 0 才为 0 | 指定位置 1，其余位不变 | P2 |= (1 << n);` |
| & | 按位与 | 对应位全 1 才为 1，有 0 则 0 | 指定位清 0，其余位不变 | P2 &= ~(1 << n); |
| ~ | 按位取反 | 每一位 0 变 1，1 变 0 | 配合与运算清位 | ~(t & n) |
| ^ | 按位异或 | 对应位相同为 0，不同为 1 | 指定位翻转 | P2 ^= (1<<n); |
| << | 按位左移 | 整体左移，低位补 0 | 生成掩码、移位 | |
| >> | 按位右移 | 整体右移；分逻辑右移、算术右移 | 数据拆分 | |

常用 IO 操作示例

三、三极管基础

工作区域

饱和区：三极管导通
截止区：三极管关断

用途：

数字电路：做电子开关
模拟电路：电流放大

引脚：基极 B、发射极 E、集电极 C

四、4 位共阴极数码管（动态显示）

动态显示原理：利用人眼视觉暂留，快速轮流点亮每一位。同一时刻只点亮其中一位。

位选：4 路 NPN 三极管控制，基极高电平，三极管导通，选中该位；本例使用P1低 4 位做位选。
段选：P0口控制；对应段输出高电平，该段点亮。

工作流程：第一位显示数字 → 快速切换到第二位显示数字，循环往复。

五、各类处理器概念

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| 缩写 | 全称 | 说明 |
| CPU | Central Processing Unit | 中央处理器，负责运算、指令处理 |
| MCU | Micro Controller Unit | 微控制器（单片机），外设全部集成芯片内部；适合简单控制，成本低 |
| MPU | Micro Processor Unit | 微处理器，只有 CPU 核心，外设需要外接；适合复杂系统，跑 Linux |
| GPU | Graphics Processing Unit | 图形处理器，图像渲染 |
| NPU | Neural Processing Unit | 神经网络处理器，AI 推理加速 |
| FPU | Floating Point Unit | 浮点运算单元，专门处理浮点数运算，一般集成在 CPU 内部 |
| SoC | System On Chip | 片上系统，把多个功能模块集成在一颗芯片，体积小、功耗低，手机、嵌入式设备大量使用 |

六、存储器概念

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| 类型 | 特点 | 例子 |
| 内存 (RAM) | 程序运行时存放变量；掉电丢失；读写速度快；价格高 | 电脑内存条，单片机内部 RAM |
| 外存 | 存放代码、程序；掉电数据不丢失；速度慢，价格便宜 | 硬盘、Flash、ROM |

CPU 工作简单流程：

CPU 执行运算
通过地址总线找到 RAM 变量地址
通过数据总线读写 RAM 的数据

七、51 单片机最小系统

最小系统：让单片机可以正常运行的最少元器件。

晶振：提供系统工作时钟节拍；常用 11.0592MHz（适配串口波特率）。