一.電平特性

單片機是一種數字集成芯片，數字電路中只有兩種電平:高電平和低電平。

• 高電平: 5V
• 低電平: 0V

TTL電平信號被利用的最多是因為通常數據表示采用二進制，5V等價于邏輯“1”，0V等價于邏輯“0”。

TTL電平規(guī)定高電平輸出電壓>2.4V，低電平輸出電壓<0.4V。

而計算機串口使用的是RS232電平，其高電平為-12V，低電平為+12V。

所以單片機與計算機串口通信時需要使用電平轉化芯片，把RS232電平轉化為TTL電平后單片機才能識別。

二.I/O口介紹

I/O口是基本輸入Input/輸出0utput接口。單片機對外圍設備的控制都是通過1/0口來進行的(輸出高低電平)， 接收外部控制也是通過I/O口來讀取外部電壓信號。

這里總共有40個引腳，其中有32個I/O口，其余引腳暫且不了解，分別是其中的P0~P7四組，每組共有0~7八個引腳，其中P3組的I/O口除此之外還有其他作用：

其中，定時程序和中斷程序是重點，必須掌握。

三.電容和電阻

電阻（Resistance）和電容（Capacitance）是電路中兩種常見的基本元件，它們在電路中有著不同的作用和應用。

電阻是指電路中對電流流動阻礙的一種元件，其單位為歐姆（Ω） 。電阻器是常用的電阻元件，它可以用來限制電流的大小或者分壓電壓。電阻器的阻值可以根據自己的需求通過串聯或者并聯多個電阻器實現。

而電容是指電路中具有儲存電荷的一種元件，其單位為法拉（F）。電容器就是常見的電容元件，它可以用來分離直流信號和交流信號、濾波、抑制電磁干擾等。電容器的大小決定了它儲存電荷的能力，其大小與電容器中的電場強度和電容器中的儲存電荷量有關。

在電路中，電阻和電容經常被一起使用。例如，在一些濾波電路中，電容器可以與電阻并聯使用，起到阻隔高頻信號的作用；在呼吸燈電路中，電容器則可以與電阻串聯使用，起到控制燈亮程度和閃動頻率的作用。

主要是知道單片機中使用的電阻和電容：

這里我們主要了解電阻表示的方法：

• 金屬膜電阻的色環(huán)編碼中，第一、第二個色環(huán)代表數字，它們的顏色對應的數字如下：

  黑色：0 棕色：1 紅色：2 橙色：3 黃色：4 綠色：5 藍色：6 紫色：7 灰色：8 白色：9

  第三個色環(huán)則代表數量級，其顏色和相應數量級如下：

  黑色：×1 棕色：×10 紅色：×100 橙色：×1,000 黃色：×10,000 綠色：×100,000 藍色：×1,000,000 紫色：×10,000,000 灰色：×100,000,000 白色：×1,000,000,000

  第四個色環(huán)代表精度等級，其中銀色表示精度為±10%，金色表示精度為±5%，而無色環(huán)或其他顏色的環(huán)則表示精度為±1%、±0.5%或者更高。

• 貼片電阻：一般有3位，其中前兩位表示基值，后一位表示數量級，例如472表示47*10² =4700歐。

• 貼片排阻同理，例如106表示10*10⁶ 歐。

四.電路原理圖

原理圖，顧名思義就是表示電路板上各器件之間連接原理的圖表。學習單片機和學硬件電路設計都是要通過分析電路原理圖，了解各種電子器件的功能和工作原理，才能得心應手開展工作的。

五.單片機最小系統(tǒng)

單片機的最小電路是由單片機、晶體振蕩器、兩個電容和一個電源組成的。具體來說，最小電路包括以下幾個部分：

1. 單片機：單片機是整個電路的核心，它負責控制整個系統(tǒng)的運行。
2. 晶體振蕩器：晶體振蕩器是單片機內部時鐘信號的來源，它用于產生穩(wěn)定的時鐘信號，使單片機能夠按照指定的時間間隔執(zhí)行程序。
3. 復位電路：單片機上電時需要復位使程序從頭開始運行。
4. 電源：電源提供單片機所需的電力，一般使用5V或3.3V DC電源。

需要注意的是，不同型號的單片機所需的電路可能會有所不同，因此在設計電路時應仔細查閱相應的芯片手冊，以確定最小電路的具體組成。

六.單片機工作的基本時序

• 振蕩周期：也稱時鐘周期，是指為單片機提供時鐘脈沖信號的振蕩源的周期
• 機器周期：一個機器周期包含12個時鐘周期。在一個機器周期內，CPU可以完成一個獨立的操作。

單片機的工作過程可以分為多個基本時序，包括：

1. 外部晶振或者時鐘源產生時鐘信號。這個時鐘信號用來控制單片機內部各個部件的運行。
2. CPU取指令。當時鐘信號上升沿到來時，CPU會從存儲器中讀取當前需要執(zhí)行的指令，同時將PC（程序計數器）指向下一條指令的地址。
3. CPU執(zhí)行指令。CPU會根據取出的指令進行操作，例如運算、轉移、輸入輸出等。
4. 存儲器讀寫。在程序執(zhí)行過程中，可能需要從存儲器（如RAM、ROM等）中讀取數據或者將結果寫入存儲器中。
5. 輸入輸出操作。單片機需要與外部設備進行通信，例如讀取傳感器數據、控制電機等。

補充：

寄存器和鎖存器都是數字電路中常用的存儲元件，它們可以用來暫存數據、狀態(tài)等信息。雖然它們都可以用于存儲數據，但兩者有一些區(qū)別。

寄存器（Register）是一種能夠在時鐘信號的作用下，以并行方式進行讀寫的存儲元件，由多個觸發(fā)器（Flip-Flop）組成。在同一個時鐘周期內，寄存器可以同時讀取多個輸入數據，也可以同時輸出多個數據，因此適合于需要高速讀寫的應用場景。（注：不同的寄存器有不同的處理能力）

鎖存器（Latch）是一種能夠在時鐘信號的作用下，以串行方式進行讀寫的存儲元件。鎖存器只有一個輸入和一個輸出，而且在時鐘信號有效期間，鎖存器的輸入被鎖定，輸出保持原值不變。當時鐘信號失效時，鎖存器的輸出會更新為當前輸入的值。鎖存器適合于需要保持狀態(tài)或者延遲信號的應用場景。

簡單地講，寄存器是一種允許并行讀取和寫入的存儲元件，而鎖存器是一種允許保持狀態(tài)和延遲信號的存儲元件。在數字電路設計中，需要根據具體需求選擇合適的寄存器或鎖存器。文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-433488.html

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