嵌入式系统与51单片机全解析
、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
二、51单片机：
1980年，由Intel公司MCS-51系列：8051型号单片机（工业控制领域），由MCU转型到CPU
Atmel（AT89C51）、Philip(P89V51系列单片机，增强型单片机 ISP在线编程)、STC 宏晶半导体（STC89C51 STC89C52 STC89C52RC）
三、相关概念：
CPU：Central Processing Unit（中央处理器）数据运算、指令处理，CPU性能越高，完成指令处理和数据运算的速度越快
MCU：Micro Ctronller Unit（微控制器），集成度比较高，将所有功能集成到芯片中（CPU、RAM、ROM、定时器、UART、IO），简单控制， 成本低
MPU：Micro Processing Unit（微处理器），集成度低，只有一块单独的CPU，需外接外设、存储模块，复杂应用领域，跑Linux操作系统，成本高
GPU：Graphics Processing Unit（图形处理器），图形处理、图形渲染（GPU性能越好，图形显示的质量越好）
NPU：Neural Processing Unit（神经网络处理器），AI推理、硬件加速，神经网络处理（卷积运算）-> 华为Mate60 达芬奇NPU AI自动优化照片
FPU：Floating Point Unit（浮点数运算单元），完成浮点数的运算和处理（完全遵循IEEE 754），大部分集成在CPU内部
SOC：System On Chip（片上系统），集成度比较高，将多个芯片集成到一块芯片上（存储芯片、外设芯片）
四、RAM和ROM：
外存：主要存放程序、代码、指令，掉电数据不丢失，读写速度慢，价格便宜（移动硬盘 1T 300）
内存：主要存放程序运行过程中的临时变量、掉电数据丢失，读写速度快，价格昂贵（内存条 16G 300）
ROM：Read-Only Memory，只读存储器，存放单片机程序，指令，掉电数据不丢失
RAM：Random Access Memory，随机访问存储器，存放临时变量、临时数据，掉电数据丢失
五、单片机芯片内部结构：
CPU、RAM、ROM、Timer、PWM、IO、中断、UART
三大总线：
地址总线：用来寻找RAM中的地址，所能寻址的最大范围2^8，256byte，单向
数据总线：通过地址总线去获取数据，数据交互双向
控制总线：时序控制、IO控制、中断
六、原理图：
MCU单片机芯片：
STC89C52RC、DIP40 封装：双列直插式，40个引脚，划分成4组（端口 寄存器 unsigned char P2；）
网络编号：在实际电路中的一个编号，避免物理连线，相同网络的编号的引脚在实际电路中是彼此互通
LED模块：
发光二极管：具有单向导通性，分为共阳极和共阴极二极管
共阳极发光二极管的特性：
将所有发光二极管的阳极接到电源正极(VCC),阴极接到单片机的引脚。此时发光二级管阳极会输出高电平（VCC 5V），如果发光二级阴极输出一个低电平(0V), 阳极和阴极之间会形成一个
正向的电压差，满足发光二极管的单向导通性，所以电流就会从阳极流向阴极，发光二级就被点亮
七、位运算：
1、|：将二进制中的对应位的bit进行比较，如果有一个bit为1，结果为1；如果都为0，结果为0;
应用场景：指定位置1
unsigned char t = 0x64;
将bit0和bit7置1：
t |= (1 << 0) | (1 << 7);
2、 &：将二进制中的对应位的bit进行比较，如果全为1，结果为1；如果有一个0，结果为0；
应用场景：指定位清0
unsigned char t = 0xFF;
将bit 0 和 bit7 清0：
t &= ~（1 << 0）;
t &= ~ (1 << 7);
练习：
定义两个变量：
unsigned char a = 0x62；
unsigned char b = 0xFF；
（1）将a转换成二进制，将bit0和bit7置1
// 二进制：0110 0010
// t |= (1 << 0) | (1 << 7);
（2）将b转换成二进制，将高4位清0
// 二进制：1111 1111
// t &= ~(0x0F << 4);
// t &= ~(0xF0 << 0);
3、^: 将对应位的bit进行比较，相同为0，相异为1
八、单片机程序创建、编写、编译、下载流程：
（1）安装Keil4软件
（2）点击"Project" -> "New Project" -> 选择路径 (为工程起一个名字)
（3）选择单片机芯片型号：Atmel->AT89C51,点击"否"，不拷贝启动代码
（4）向Group中添加C语言文件: 点击左上方text按钮，ctrl + S将文件保存到工程对应的目录（为文件起一个名字，如 main.c），双击左侧Grpup，点击Add 将文件加入到对应的Group下
（5）编写单片机程序：
（1） #include <reg51.h>， 加入51单片机头文件
（2）需要加入while(1)避免程序跑飞
（6）编译单片机程序：
（1）点击"Target Options"按钮，点击"Output"选项中的"Create HEX FILE"选项，生成hex文件
（2）点击左上方"Build"编译单片机工程
（3）会在对应目录下生成xxx.hex十六进制文件
（7）下载单片机程序：
（1）打开ISP软件，连接串口线
（2）选择单片机芯片型号：STC89C52/C51/C52RC
（3）根据串口识别的端口号，选择对应的端口 COM4
（4）选择"打开程序文件" -> 对应目录下的hex文件
（5）点击"下载/编程"按钮，将单片机复位后程序即可下载到单片机ROM中
九、数码管：
数码管：51单片机搭载一个4位共阴极数码管，每一位数码管可以显示一些独立数值，数码管同一时刻只能显示一位
位选：选中某一位数码管（将P1寄存器对应bit位置1）
段选
静态显示、动态显示