一、51单片机基本概念
1.软件学习路线
C语言:编程基础语法
数据结构:数据组织、操作数据的方法
Linux系统编程:Linux下软件功能实现(文件系统、多任务调度、网络、内存管理)

2.嵌入式基础概念
嵌入式:
以应用为中心,以计算机技术为基础,软硬件可裁剪的专用计算机系统。
特点:
低成本、低功耗、体积小
计算机五大组成
控制器、运算器(CPU)、存储器(内存、外存)、输入设备(鼠标、键盘、耳机)、输出设备(显示器、麦克风、打印机)。


1)51单片机(8位单片机)
1980年,Intel推出MCS-51系列: 8051型号单片机(控制领域)
Intel将8051单片机授权:Atmel(AT89C51)、Philips(P89V51 ISP在线编程)、STC(STC89C52、STC89C52RC)
51单片机:
将40个引脚划分为4组:P0 - P3,每一组分别有8个引脚
网络编号:
本质一根导线,为了避免复杂物理连线,相同编号的引脚在实际电路中彼此互连

最小系统:能够使单片机正常工作所需要的最少的器件
晶振:单片机工作提供频率/节拍
11.0592MHZ(串口波特率)
12.000MHZ(定时器)
底板型号: HC6800-MS 普中51-MS
单片机芯片型号:STC89C52 STC89C52RC(512byte)
2)处理器概念
- CPU(Central Processing Unit)中央处理器:
完成数据运算、指令处理。
- MCU(Micro‑Controller Unit)微控制器/单片机
芯片内部高度集成,CPU+RAM+ROM+外设全部集成在一块芯片;成本低,适合简单控制场景(51单片机属于MCU)。
- MPU(Micro‑Processing Unit)微处理器
只有独立CPU内核,RAM、ROM、外设都需要外接;集成度低,适合复杂操作系统。
- GPU(Graphics Processing Unit)图形处理器
图像渲染、图形处理。
- NPU(Neural Processing Unit)神经网络处理器
AI推理、卷积运算。
- FPU(Floating Point Unit)浮点运算单元
专门完成浮点数运算,集成于CPU内部。
- SOC(System On Chip)片上系
多个功能芯片全部集成在一块芯片;体积小、功耗低,多用于运行Linux的设备。
3)存储器概念
内存:
存放程序运行过程中的变量、掉电数据丢失、读写速度快、价格贵(内存条)
外存:
存放程序、代码、指令、掉电数据不丢失、读写速度慢、价格便宜(硬盘)

RAM:
Random Access Memory,随机访问存储器,存放单片机程序运行过程中变量

// 1. CPU通过控制总线向RAM发送读指令
// 2. CPU通过地址总线寻找RAM中变量地址
// 3. RAM通过数据总线将变量值发送给CPU
// 4. CPU负责数据运算
// 5.CPU通过控制总线向RAM发送写指令
// 6. CPU通过地址总线寻找RAM中变量地址
// 7.CPU通过数据总线将运算结果存入到RAM
4)CPU与RAM交互的三大总线
地址总线:
CPU通过地址总线寻找RAM中变量的地址,寻址范围:2^8(单向)
数据总线:
CPU通过数据总线与RAM进行数据传输(双向)
控制总线:
CPU通过控制总线发送控制指令(双向)
5)ROM
Read Only Memory 只读存储器,存放的是单片机程序、代码、指令

6) 频率及时间
(1)频率单位
HZ
KHZ 1KHZ = 10^3HZ
MHZ 1MHZ = 10^3KHZ = 10^6HZ
GHZ 1GHZ = 10^3MHZ = 10^9HZ
THZ 1THZ = 10^3GHZ = 10^12HZ
大频率 -> 小频率:乘
小频率 -> 大频率:除
(2)时间单位
ns
us 1us = 10^3ns
ms 1ms = 10^3us = 10^6ns
s 1s = 10^3ms = 10^6us = 10^9ns
频率:2.1GHZ * 10 ^ 9 = 2,100,000,000HZ
时间与频率之间关系:呈倒数关系
时间:1 / 2,100,000,000 = 0.5ns

7)外设寄存器
外设寄存器:能够操作硬件,具有固定地址的空间
#define P2 *((unsigned char *)0xA0)
P2 = 0xFF;
P2 = 0x00;
bit7 bit0
0000 0000
MSB LSB