单片机，嵌入式系统，物联网

概念

单片机，是一种集成了处理器、存储器和各种输入输出接口的微型电子芯片，广泛应用于电子设备和嵌入式系统中。

比如 51，stm32等；

嵌入式系统，或者叫做嵌入式设备。指的是芯片+软件，用于实现某种功能。

比如空调中的系统根据室温来控制是否开启制冷。

物联网，多个、多种设备组成的网络，实现某些功能。 是物和物之间的联网互通，是将各种设备和传感器通过互联网连接起来，将现实世界中的物体和信息与互联网相连接，实现数据交互和智能控制的技术。

物联网的应用范围主要是物体之间的互联互通，包括智能家居等等
比如下班时，你可以通过手机控制家里的空调打开制冷，这样回去后家里是凉快的。

互联网，是指将全球各地的计算机网络连接起来，使得人们可以通过网络进行信息的传输和共享。

互联网的应用范围非常广泛，包括电子邮件、网页浏览、社交媒体等

从组成关系来讲，物联网由嵌入式设备构成，嵌入式设备中包含单片机。

单片机学习

单片机入门教程：https://www.dotcpp.com/course/scm/
单片机视频教程：https://www.五1zxw.net/List.aspx?cid=473 (手动把五替换成5)
KST-51单片机开发板配套资料：https://www.qdkingst.com/cn/disc51

了解基础知识

掌握数字电路、模拟电路、数字信号处理和微处理器等基础概念，以便更好地理解单片机的工作原理。

选择合适的单片机

市场上有许多不同类型和品牌的单片机，如Arduino、Raspberry Pi、PIC等。根据你的需求和兴趣选择适合的单片机平台，并购买相应的开发板。

学习编程语言

单片机编程通常使用C语言或汇编语言。学习这些编程语言的基础知识，包括语法、数据类型、控制结构和函数等。

掌握开发工具和软件

了解并熟悉单片机开发所需的工具和软件。例如，学习使用开发环境(如Keil、Code Composer Studio等)和下载器(如ST-Link、JTAG等)。

学习单片机的核心概念

了解单片机的内部结构、寄存器的使用、IO口的控制、定时器和中断等核心概念。这些是单片机编程的基础。

实践项目

通过实际项目来应用所学的知识。可以从简单的LED灯控制、按键输入开始，逐渐扩展到更复杂的项目，如传感器数据采集和控制等。

单片机的选择

入门单片机首先从51单片机开始，但现在市面上首选控制器为stm32，在实际中运用单片机做项目可能也是采用stm32居多，但51的编程思想在stm32上是不可磨灭的。

stm32已经成为主流的单片机，因其性能和外设资源还有价格综合起来的性价比都已远超51单片机，产品的项目设计和电子竞赛也大部分采用stm32单片机做控制，但是学习和运用stm32又需要很多基础，其中80%基础都来源于51，所以我们一步步走，学完51单片机再进阶stm32，这个过程打下的基础将对我们后期学习新的高级控制器有着极大的帮助。

STM32和51单片机对比

其中的STC15是51单片机中性能较为突出的系列。

如图所示，可以看出STM32系列单片机在主频、DMIPS、硬件FPU均高于STC15单片机。

51单片机特性

• 从内部的硬件到软件有一套完整的按位操作系统，称作位处理器，处理对象不是字或字节而是位。
• 不但能对片内某些特殊功能寄存器的某位进行处理，如传送、置位、清零、测试等，还能进行位的逻辑运算，其功能十分完备，使用起来得心应手。
• 同时在片内RAM区间还特别开辟了一个双重功能的地址区间，使用极为灵活，这一功能无疑给使用者提供了极大的方便。
• 乘法和除法指令，这给编程也带来了便利，很多的八位单片机都不具备乘法功能，做乘法时还得编上一段子程序调用，十分不便。
  

单片机中元器件的名称

• 中央处理器：CPU
• 程序存储器：Flash
• 数据存储器：RAM、SRAM
• 定时器/计数器：Timer
• UART串口：UART
• I/O接口：I/O口
• 高速A/D转换器：ADC
• SPI接口：SPI
• PCA模块：PCA
• 看门狗：Watchdog
• 片内R/C振荡器：RC Oscillator
• 中断控制逻辑：Interrupt Controller
• 外部晶体振荡电路：External Crystal Oscillator

51单片机缺点

• AD、EEPROM等功能需要靠扩展，增加了硬件和软件负担。
• 虽然I/O脚使用简单，但高电平时无输出能力，这也是51系列单片机的最大软肋。
• 运行速度慢，特别是双数据指针，如能改进能给编程带来很大的便利。
• 51保护能力很差，很容易烧坏芯片。

51单片机应用范围

• 目前在教学场合和对性能要求不高的场合大量被采用。
• 使用最多的器件：8051、80C51。

STM32单片机相比优势

1. 性能高
   基本上STM32系列单片机均比51单片机高出3-30倍性能。
2. 性价比高
   STM32单片机虽然比51单片机价格高，但性价比却比51单片机高，是8位机的价格有32位机的性能。
3. 型号丰富
   STM32单片机含有超过1000个种类的产品，有M0、M3、M4、M7、QFN等。
4. 外设丰富
   STM32系列单片机有TIM、SPI、IIC、USB、CAN、SDIO、ADC等外设。
5. 实时性好
   STM32单片机有84个终端、16级可编程优先级、任意IO做中断。
6. 功耗低
   STM32的外设开关和时钟频率可调，可控制功耗高低。
7. 开发简单
   STM32串口下载、SWD仿真调试较简单，但开发难度上比51单片机高。
   

STM32单片机应用范围

• 工业自动化：STM32 可以实现各种工业自动化设备的控制和监测，如 PLC、传感器、运动控制器、机器人等。
• 智能家居：STM32 可以实现智能家居设备之间的联网和远程控制，如智能插座、智能灯泡、智能门锁等。
• 医疗设备：STM32 具有高精度 ADC 和 DAC，可以用于医疗设备的控制和监测，如血压计、血糖仪、心电图仪等。
• 汽车电子：STM32 具有 CAN 接口、以太网和 USB OTG 等高级功能，可以用于处理车载网络和多媒体数据，如汽车导航、音响、安全系统等。
• 航空航天：STM32 具有高可靠性和低功耗特性，适用于航空航天领域中的各种应用，如飞行控制、导航、通信等。

当然，51单片机也有较多的好处，不同于STM32单片机内核多，51单片机是指与Intel 8051内核结构相同的单片机，且没有中断逻辑、时钟配置等，开发难度低，是小白初入单片机的最佳选择。

51和STM32的区别

• 51单片机是对所有兼容Intel8031指令系统的单片机的统称，这一系列的单片机的始祖是Intel的8031单片机。
• 后来随着flash ROM技术的发展，8031单片机取得了长足的进展成为了应用最广泛的8bit单片机之一，它的代表型号就是ATMEL公司的AT89系列。
• STM32单片机则是ST（意法半导体）公司使用ARM公司的cortex-M3为核心生产的32bit系列的单片机。
• 它的内部资源（寄存器和外设功能）较8051、AVR和PIC都要多的多，基本上接近于计算机的CPU了，适用于手机、路由器等。