微控制器
Microcontroller Unit MCU 微控制器,又称Single Chip Microcomputer 单片机
软件程序控制硬件、以电子信号驱动电路的技术突破
是一种集成度极高的小型计算机,它将中央处理器(CPU)、存储器(Memory)、输入/输出接口(I/O Ports)、定时器(Timers)、中断系统(Interrupt Controller)、以及其他外设(On-Chip Peripherals)集成在一块芯片(Integrated Circuit, IC)中,形成一个功能完备的“系统级芯片”(System on Chip, SoC)。
微控制器广泛应用于嵌入式系统和自动化控制领域,它们通常用于执行特定的任务,如控制设备、处理数据或与传感器和执行器进行交互。
典型的微控制器体系
不同微控制器适用于不同的应用场景,依据性能、功耗、接口需求和成本等因素选择:
51 单片机(基础型号)
STM32(基于ARM Cortex-M内核)
ESP32(集成Wi-Fi和Bluetooth模块)
车规级MCU(满足汽车行业安全标准)
单片机接口技术
Microcontroller Interface Technology
是连接单片机与外部设备进行数据交换与通信的关键技术,它涵盖电路设计、信号匹配、协议实现等多个方面,是实际工程技术。
总线进行接口设计基本思想:电路连接,程序控制。
- 通过总线:实现物理层的电路连接,与特定功能的芯片对接
- 通过程序:对片内特殊功能寄存器进行读写配置,完成对硬件资源的管理与控制
对硬件的认识
学习并掌握微控制器的关键在于:建立“从代码到电路,从功能到实现”的整体视角
- 要看系统结构图来了解硬件的基本原理
- 要了解实际的寄存器,核心都是通过代码对寄存器读写来配置硬件
程序调试方法
- 串口调试:通过串口通信,将调试信息发送到电脑端,电脑使用串口助手显示调试信息
- 显示屏调试:直接将显示屏连接到单片机,将调试信息打印在显示屏上
- Keil 调试模式:借助 Keil 软件的调试模式,可使用单步运行、设置断点、查看寄存器及变量等功能