何教授《STC32位8051单片机原理及应用-STC32G12K128》学习打卡

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机械专业，本科大三开始到现在六年左右时间，断断续续在接触学习单片机的相关知识。从51单片机到ARM32位单片机都有接触，但是对单片机的底层原理的学习还是不够扎实。现在开始跟着何教授重新认真学习单片机的原理。开此贴作为打卡和笔记。

2023年9月27日
第一章 单片机设计导论

第一集 单片机设计导论-单片机和桌面系统的基本架构

• STC单片机自带浮点运算
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    单精度浮点运算+三角、反三角函数（FPMU）
    
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  汇编语言更可以帮助了解底层
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  STC32容量和外设更为丰富，部分可以和意法半导体相媲美
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  主要内容
  • 单片机和桌面系统的基本架构：单片机要解决什么问题，和PC架构有何不同
  • 处理器和指令集类型：主流单片机的指令集，主要MCS51和MCS251的架构。MCS51脱胎于Intel架构，和ARM架构有区别
  • 嵌入式系统的硬件和软件：硬件和软件包含什么
  • 单片机程序设计语言：C语言、汇编语言、机器指令，三者关系和作用
  • 单片机性能评价：为什么要从8位到32位，通过比较来对比
    
  
  

1. 单片机和桌面系统的基本架构

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  单片机基本架构：
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  单片机特征，CPU和存储器和一些外设都在一个芯片里
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  STC32和部分新型MCU集成了晶振，不需要外部电路晶振，简化了设计
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  Intel和AMD的CPU采用的x86的ISA（指令集架构）
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  STC32使用MCS251指令集架构，251架构多年前由于技术原因不能实现32位，目前STC32创新使用MCS251实现32位架构
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  SRAM保存程序在运行中所需要的数据，就相当于电脑的内存
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  Flash、ROM非易失存储器，相当于电脑的硬盘
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  UART为通用串行收发器，最早的通讯方法，目前快淘汰了，但是可以串口转USB。在STC32中集成了USB
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  GPIO，功能和以前相比拓展了很多
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  定时器
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  中断控制器，Int Controler。STC32比8位的中断功能更为强大，STC32为每个外设都提供了中断
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  EMIF外部存储器接口，可以在外部增加SRAM芯片，但是SRAM价格较高一般不用。
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  ADC和DAC， STC32集成了12位ADC，是模拟和数字的桥梁
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  功耗敏感应用，STC32提供了更多低功耗功能
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  单片机的三个发展焦点：一、单核CPU处理能力，二、更多外设集成到MCU中，三、更好控制功耗
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  桌面系统的架构
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    桌面系统的CPU中包含多级高速缓存，这是MCU没有的
    
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  MCU可运行小的实时操作系统，如：μC-OS、FreeRTOS、RTX51-Tiny和RT-Thread
  

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2023年9月27日
第一章 单片机设计导论

第二集 单片机设计导论-处理器核的指令集类型、嵌入式系统的硬件和软件



  2. 处理器核的指令集类型

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  STC和ARM都是精简指令集
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  MCS251指令集架构
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  RISC架构机器，特点：指令集不变，不允许在储存器上执行运算
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  MCS251指令向下兼容MCS51
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  英特尔使用的CISC（复杂指令集）的典型特点是可变指令长度，允许存在存储器上执行算数和逻辑运算
  

3. 嵌入式系统硬件和软件

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  嵌入式概念包含硬件和软件
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  从电视遥控器，到手机都是嵌入式系统。
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  嵌入式系统的成本和性能决定了其应用
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  STC32G系列试验箱
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    stc32芯片不需要USB转串口芯片便可直接连接电脑
    
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  第一层次：在寄存器上操作，第二层次：在API上操作，第三层次：在嵌入式操作系统上操作