什么是单片机?
单片机(MCU),微控制器,是一种集成电路芯片,它集成了处理器、存储器、输入/输出接口及各种功能模块于一身。
单片机的分类
单片机的分类主要基于其内核架构,常见的有:51内核、ARM内核、RISC-V内核。其中ARM是应用最广泛的,例如苹果公司电脑使用的M1、M2芯片。而51内核的芯片成本低、架构老旧,使用场景有电动玩具等。
单片机的作用
主要是控制(集成)电路中的外设和各类资源,如:控制灯、键盘、显示器等以及对外通讯等,总体就是整个电子电路系统的大管家。
总结:嵌入式单片机开发,就是编写特定的单片机控制程序,从而让单片机可以控制其他外围设备和资源。
单片机的控制原理
芯片有许多引脚,引脚通过导线和外部设备连接,通过接收或发送高低电平(0或1)来和外部设备交互。
以GD32F407VET6为例:
- 高电平,逻辑表示1。通常认为大于供电单压3.3V的70%,即高于2.3V
- 低电平,逻辑表示0。通常认为小于供电单压3.3V的30%,即高于0.99V
即,通过电压的高低(大于某个阈值、小于某个阈值)来决定0、1。例如单片机编码并发送高低电平信号去控制电机转动等。
总结:电压的高低形成了0和1,而基于0和1构建了现代计算机。