嵌入式学习day41-硬件（2）

GPIO：

GenralPurposeInput/Output，GPIO是51单片机和外界交互最基本的方式

工作模式：

        输出模式：单片机给定引脚一个电平（高电平(5V)低电平(0)）

        输入模式：检测引脚电平变化

将GPIO类比水龙头：

        输出模式：控制水龙头(水流）

        输入模式：观察水龙头是否有水流（按键）

按键：

按键K1，两个引脚被接到GND和P14引脚，当K1按键被按下时，P14引脚会和GND短路到一起，P14引脚会呈现低电平

判断按键是否被按下：只需要检测对应的引脚是否为低电平

中断：

中断概念：

CPU在执行一个任务时，被外界更为紧急的事件打断，转而去执行更为紧急的任务，执行完后再回到刚才的地方继续向下执行，这一过程叫做中断

中断源：

打断CPU执行当前任务的事件/源头叫做中断源（51单片机中5个中断源）

中断源分类：

外部中断0、外部中断1、定时器0、定时器1、串口

外部中断：

单片机上的引|脚电平变化所引|发的中断（INT0（P3-2）、INT1（P3-3））

中断优先级：

CPU再去处理中断任务时候，会去比较多个中断的优先级，优先去处理优先级高的中断

中断嵌套：

处理一个中断时，再嵌套另外的中断；51单片机只允许嵌套2层

中断处理流程：

1. 中断源发出中断请求
2. 检查CPU是否响应中断及该中断源是否被屏蔽
3. 比较中断优先级
4. 保护现场
5. 执行中断服务函数 (回调函数)
6. 恢复现场

中断相关寄存器配置

IE寄存器（中断允许寄存器）

• 将IE寄存器中的bit7，EA置1，代表CPU能够响应所有中断
• 将IE寄存器中的bit0，EX0置1，代表允许外部中断0产生中断

TCON寄存器（定时器寄存器)

• 将TCON寄存器的bit1，IEO置1，代表向CPU发起中断请求，CPU响应完中断请求后，硬件清“0"
• 将TCON寄存器的bit0，IT0置1，代表外部中断O下降沿触发中断

定时器：

概念：

能够产生一个精准的定时，不同外设对时序的要求高（高电平和低电平时间是精准的）

51单片机内部有两个定时器，分别为timer0、timer1，所使用自增型定时器（计数器 16位）

Clock，时钟，CPU运行节拍，频率(Intel 2.1GHZ)
频率单位：HZ
时间单位：S
频率和时间关系：1/2.1GHZ s

51单片机：
晶振，晶体振荡器（12MHZ/11.0592MHZ)
51单片机达不到12MHZ，将12MHZ进行12分频，12MHZ/12=1MHZ
51单片机完成一条指令运算：1/1MHZ=1us

通过定时器0实现1ms定时：
1ms =1000us
定时器初值：64535

定时器相关寄存器配置：

8位自动重装载定时器：

分为TLO和THO两部分，1byte，实际参与计数的只有TLO，当TLO中的值加到255溢出后，再将TH0中的值重新装入到TL0中

TCON寄存器：

• bit4置1，TMOD寄存器中的Gate位清0,代表允许定时器开始计数

TMOD寄存器：

• 定时器0 -> 低四位清0
• 将TMOD寄存器中的M0，bit0置1，代表定时器0工作在16位定时器/计数器模式

IE寄存器：

• 将IE寄存器中的bit7置1，代表CPU能够响应所有中断
• 将IE寄存器中的bit1置1，代表允许定时器0产生中断

流程：

1. 先配置TMOD模式选择寄存器，将低四位清0，再将bit0置1代表工作在16位定时器
2. 向TH0和TL0中装入定时器的初值(1ms->64535)
3. 将TCON寄存器中的bit6置1，代表允许定时器开始计数
4. 将IE寄存器中的bit7和bit1置1，开启中断总开关和定时器0的子开关
5. 编写定时器0的中断服务函数

PWM、蜂鸣器：

脉冲宽度调制，能够让引脚产生一个方波，周期性的让引脚的电平发生翻转

PWM周期：

一个方波所经历的周期（从上升沿到上升沿所经历的时间/从下降沿到下降沿所经历的时间）

PWM占空比：

在一个周期内高电平所占的比例

蜂鸣器：

震荡源  -> 声音（波）-> 音调不同 -> 波的频率发生变化 -> 高音 高频  低音 低频   音量不同 -> 波的振幅 -> 能量

有源蜂鸣器：存在震荡源，通电后蜂鸣器会发出持续频率的声音

无源蜂鸣器：不存在震荡源，通电后蜂鸣器不会发出声音，需要给蜂鸣器一个震荡