本帖最后由 xiaoqizi 于 2024-12-2 16:40 编辑
1.单片机外设通用简介
Why：与我何干？
单片机的片上外设对于电子爱好者和工程师来说非常重要，因为它们是单片机内部集成的功能模块，能够直接与外部设备或传感器进行交互，无需额外的外部电路。这使得设计更简单、成本更低，并且可以快速响应外部事件。
What：定义、概念解释，可以做什么
单片机（Microcontroller Unit (MCU) ）是一种集成电路芯片，它将计算机的CPU、存储器、输入/输出接口等集成在一起。片上外设（On-chip Peripherals ）是指这些集成在单片机内部的辅助功能模块，比如定时器（Timer）、串行通信接口（Serial Communication Interface）、模数转换器（Analog-to-Digital Converter, ADC）等。它们使得单片机能够执行特定的任务，如测量时间间隔、发送和接收数据、转换模拟信号等。
How：使用步骤流程方法
使用单片机的片上外设通常包括以下步骤：
外设选择：根据项目需求选择合适的片上外设。
硬件连接：将外部设备或传感器连接到单片机的相应引脚。
初始化配置：通过编程设置外设的工作模式和参数，如定时器的计时周期、ADC的采样率等。
编程控制：编写代码来控制外设的行为，实现数据的读取、处理和响应。
调试优化：通过调试工具检查外设的工作状态，优化代码以提高性能和稳定性。
例如，如果你要开发一个智能家居系统，可能会使用单片机的ADC来读取温度传感器的模拟输出，通过编程将这些模拟信号转换成数字信号，然后根据这些数据调整家居设备的运行状态，如自动调节空调温度。
How Good：可以给人们带来什么好处，什么改变
使用单片机的片上外设可以带来以下好处：
成本效益：减少了外部电路的需求，降低了整体成本。
设计简化：集成的外设减少了设计复杂性，使得电路设计更加简洁。
快速开发：由于外设的集成，可以快速开发原型和产品。
高性能：直接集成在单片机上的外设通常响应速度更快，提高了系统性能。
灵活性：可以根据不同的应用需求选择不同的外设组合，提高系统的灵活性。
2.常见单片机外设
1. 输入/输出（I/O）外设
GPIO（通用输入输出端口）：这是单片机与外界进行连接的基本渠道，可以配置为输入或输出模式。例如，控制LED灯的开关或读取按键的状态。
比较器（Comparator）：用于比较两个模拟电压，输出数字信号指示哪个电压更高。工作原理：比较两个输入电压，高电压输出高电平，低电压输出低电平。应用实例：监测电池电压，超出安全阈值时触发保护，防止过充。
PWM（脉冲宽度调制）：数字化控制技术，通过调节脉冲宽度控制信号平均值，用于调速和调光。工作原理：周期性改变脉冲高/低电平时间，占空比决定信号平均值。应用实例：调节风扇转速，占空比高则转速快，占空比低则转速慢
2. 通信接口外设
UART/USART（通用异步收发传输器/同步或异步串口）：用于异步串行通信，广泛应用于与PC机、传感器、显示器等设备进行通信。
SPI（串行外设接口）：用于同步串行通信，支持主从模式，常用于与外接存储器、ADC、DAC等设备进行通信。
I2C（串行总线接口）：用于双向串行通信，支持多主模式，常用于与传感器、EEPROM、RTC等设备进行通信。
3. 定时器和计数器外设
定时器/计数器：用于产生定时脉冲、测量时间间隔或计数事件，广泛应用于定时触发、脉宽调制、事件计数等场景。
4. 存储器外设
程序存储器（ROM/Flash）：存储单片机的固件或程序代码，是单片机存储和执行程序的地方。
数据存储器（RAM）：临时存储数据，如变量和中间计算结果，对于需要频繁更改的数据至关重要。
EEPROM：用于存储需要在断电后保持的数据，常用于保存配置参数和校准数据。
5. 中断和事件处理外设
外部中断（EXTI）：用于检测外部触发事件，如按键按下、传感器触发等，是实现事件驱动编程的关键外设。
6. 数据处理外设
DMA（直接存储器访问）：用于实现数据的快速传输，减少CPU的负载，常用于高速数据传输场景，如外设与内存之间的数据交换。
7. 电源管理外设
电源管理单元（PMU）：用于监控和控制电源状态，确保单片机在不同的电源条件下稳定工作。
8. 模拟外设
ADC（模数转换器）：将模拟信号转换为数字信号，以便单片机能够处理模拟传感器的输入，广泛应用于温度测量、压力测量、电压测量等场景。
DAC（数模转换器）：将数字信号转换为模拟信号，通常用于生成模拟控制信号，如音频信号的生成。
————————————————
版权声明：本文为博主原创文章，遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议，转载请附上原文出处链接和本声明。
原文链接：https://blog.csdn.net/2301_79958007/article/details/144053861
|
楼主
标题置顶
标题高亮
