单片机-----基础知识整合

一、基础知识

1）单片机的组成：中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、定时器、多种I/O接口、中断系统等

2）STM32U575RIT6采用ARM Cortex-M33内核架构

ARM是什么？

①ARM是一家公司，ARM公司是一家芯片知识产权（IP）供应商。

②处理器（CPU）架构

早期经典处理器：ARM7 ARM9 ARM11

后续处理器开始以cortex命名

Cortex-X系列 超高性能系列

Cortex-A系列

针对开放式操作系统的高性能处理器

应用于智能手机、数字电视、智能平板等高端运用

Cortex-R系列

提供非常高的性能和吞吐量，同时保持精准的时序属性和可预测的中断延时，通常用于时序关键的应用中

针对实时系统、满足实时性的控制需求

应于汽车制动系统、动力系统等

Cortex-M系列

为单片机驱动的系统提供了低成本优化方案

应用于传统的微控制器市场、智能传感器、汽车周边、物联网设备等

③ARM表示一种指令集

二、GPIO通用输入输出接口

1）常用的使用过程

GPIO，General Purpose Input Output，指的是芯片的通用输入输出引脚。

通过配置对应引脚的输出模式，我们可以进行LED灯的点亮，继电器的开闭控制；

在输入模式下，读取按键开关的状态，模拟输入状态下，我们可以读取温湿度传感器的数据。

除了以上使用情况，也可以作为I2C，SPI，串口的引脚等（输出的话使用复用功能）。

VDD、VSS、VCC分别表示什么意思？

VCC：C=circuit，表示电路的意思，即接入电路的电压。

VDD：D=device，表示器件的意思，即器件内部的工作电压。

VSS：S=series，表示公共连接的意思，通常指电路公共接地端电压。

VCC ：接入电路的电压 外部参考高电平3.3，

VDD : 元器件内部的工作电压，内部参考高电压，stm32中为3.3v

VSS : 公共接地端电压，内部参考地，stm32中为0v

2）结构框图

（1）四种输入模式

浮空输入:完全取决于外部输入的电压；

上拉输入：空闲时高电压，有电压输入时，按照输入电压

下拉输入：空闲时低电压，有电压输入时，按照输入电压

上述都经过施密特触发器，进行整形，使其变成数字信号；

模拟输入：不经过施密特触发器；

（2）四种输出模式

推挽输出：

开漏输出：如果外部不设置上拉电阻的话：0输出低电平；输出1时是高阻态模式。

复用推挽输出

复用开漏输出

三、三极管

（1）NPN型：基极：高电平导通

（2）PNP型：基极：低电平导通

四、电平信号和差分信号

注：所学习的串口、SPI、IIC均是电平通信

1.电平信号：电平信号有一根是参考电平线，信号线的信号值有信号线和参考电平线之间的电压差决定；

2.差分信号：差分信号没有参考电平线，传输一路数据需要两根信号线，信号线的信号值由两根信号线的电压差决定。

区别：

(1)信号值的表示不同：电平信号的信号值是信号线和参考电平线的电压差决定；差分信号的信息值是由两条信号线的电压差决定；

(2)传输相同路数的信号，电平信号用的数据线根数比差分信号少。比如传输3路信号，电平信号需要1根参考电平+3根数据线；而差分信号需要2x3=6根数据线；

(3)现在通信大部分是差分信号，因为差分信号的抗干扰性更强，可以在更短的周期传输一个数据。双绞线