蓝桥杯stm32学习笔记(一):相关元件/配置
Published in:2024-02-27 | category: 嵌入式
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碎碎念

离蓝桥杯还有45天,我的32总共才学了四五天/(ㄒoㄒ)/~~
虽然考核作业做完了但是都是现学现弄的,不能做到独立系统地完成
最近事情好多,这几天赶紧先学一遍
2.27-3.1

开发板芯片:stm32g4rbt6;HAL库开发

产品手册

产品手册

这个电子书有bug。。。如果有人想看的话直接点一下这个封面。或者往下翻一点,有一个乱跑的灰色和蓝色的书籍图标,点开是电子书

晶振

晶振
这个单片机内部晶振是24MHz
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晶振(Crystal Oscillator)在单片机(Microcontroller)中起着非常重要的作用,
主要包括以下几个方面:

1. **提供时钟信号**:晶振在单片机中作为一个时钟源,为微处理器提供稳定的时钟信
号,控制着单片机内部各个模块的运行节奏。时钟信号的频率决定了单片机的运行速度和
性能。

2. **保持精确的时钟速率**:晶振的振荡频率十分稳定,并具有较高的准确性,可提供
微处理器所需的精确时钟速率,确保程序运行的稳定性和准确性。

3. **同步外部设备**:通过晶振提供的时钟信号,单片机可以与外部设备进行数据交换
和通信,保证数据传输的准确性和稳定性。

4. **实现定时与计数**:晶振可以用于实现定时器和计数器功能,例如在单片机中实现
延时控制、PWM输出等功能。

5. **协助实现串行通信**:晶振通常与串行通信模块(如UART、SPI、I2C)结合使用,
提供准确的时钟信号来同步数据传输。

总的来说,晶振在单片机中扮演着提供稳定时钟信号、确保程序稳定性和准确性、实现计
时计数等关键作用。在单片机设计和应用中,选择适合的晶振频率和类型是非常重要
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晶振在单片机中通常被用作外部时钟(External Clock)。外部时钟是由外部晶振提供
的时钟信号,通过单片机引脚连接到晶振的输入端。单片机根据外部晶振提供的信号来同
步其内部的操作,确保各个部件按照规定的频率和时序进行工作。

相比之下,内部时钟(Internal Clock)是由单片机内部的时钟发生器产生的时钟信号。
在一些单片机中,内部时钟可以被选择为系统时钟,但通常外部晶振更常用,因为它提供了
更高的时钟稳定性和精度。

因此,晶振在单片机中通常是作为外部时钟使用的,用来提供稳定的时钟信号以同步单片机
的各个部件。

信号发生器

信号发生器

里面有555定时器

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信号发生器可以通过它的输出引脚来产生各种类型的信号。这些信号可以是正弦波、方波、
脉冲波等不同波形的信号,也可以是具有不同幅度、频率和相位的信号。通过调节信号发生
器的设置,可以控制所输出信号的特性,将其接入电路的输入端,从而测试、校准电路的性
能或进行各种实验。因此,信号发生器在实际工程中常被用来驱动电路、模拟不同信号条件
下的工作状态,并对电路进行性能评估和确认。
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在电路设计和测试中,信号发生器扮演着非常重要的角色,其作用包括但不限于以下几个方
面:

1. **信号源测试与校准**:用信号发生器来测试电路的输入和输出响应,以验证电路的性
能和正确性。信号发生器可以提供各种类型的标准信号,用于与待测试的电路进行比较,确
保电路正常工作。

2. **频率响应测试**:信号发生器可以生成不同频率的信号,用于测试电路的频率响应特
性。通过改变信号发生器的频率,可以检验电路在不同频率下的表现,找出频率响应范围和
特性。

3. **幅度测量**:通过调节信号发生器的输出幅度,可以模拟不同幅度的输入信号,以测
试电路在不同输入幅度下的响应。

4. **相位测试**:信号发生器可以生成具有可调节相位的信号,用于测试电路的相位特性。
相位测试对于时序要求严格的电路设计非常重要。

5. **脉冲测试**:信号发生器可以生成脉冲信号,用于测试电路对脉冲信号的响应速度和
稳定性,验证电路在脉冲信号条件下的工作状态。

6. **调制和解调**:信号发生器可以生成各种调制信号(如调幅、调频、调相信号),用
于测试和验证调制解调器等通讯设备的性能。

总的来说,信号发生器在电路中的作用是提供标准化的各种类型信号,帮助工程师进行电路
设计、测试和调试工作,确保电路正常工作并符合设计要求。信号发生器是电子工程师和技
术人员在实验室和工程现场中必不可少的工具之一。

模拟输出

模拟输出

板子上的两个可调电阻(R37和R38)
另外两个可调电阻呢?

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单片机的模拟输出通常是通过数字到模拟转换器(DAC,Digital-to-Analog Converter)
实现的。DAC将单片机内部的数字信号转换为模拟信号,从而可以控制外部模拟设备或传感器。

一般来说,单片机的模拟输出具有以下特点:

1. **精度和分辨率**:DAC的精度和分辨率决定模拟输出信号的质量和精度。高精度的DAC
能够输出更准确的模拟信号。

2. **输出范围**:DAC的输出范围决定了模拟信号可以达到的最大和最小电压值。一些DAC
具有可编程的输出范围,使用户能够灵活控制输出信号的范围。

3. **输出稳定性**:DAC的输出应具有稳定性,以确保模拟信号的稳定性和准确性。因此,
DAC应具有良好的温度稳定性和供电稳定性。

4. **输出驱动能力**:DAC的输出驱动能力决定了其能够驱动的负载的大小。较高的输出驱
动能力意味着DAC可以连接到较大电阻或容性负载而不影响输出信号的质量。

在单片机应用中,模拟输出通常用于控制电压或电流,以输出需要的模拟信号。通过DAC转换
数字信号为模拟信号,单片机可以与模拟电路或传感器进行有效的通信和控制。
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单片机的模拟输出通常是通过数字到模拟转换器(DAC,Digital-to-Analog Converter)
实现的。DAC将单片机内部的数字信号转换为模拟信号,从而可以控制外部模拟设备或传感器。
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在开发板上通常会配备可调电阻(也称为电位器),用于调节模拟输出信号的电压水平。结
合可调电阻,单片机的模拟输出可以更加灵活地进行调节和控制,以适应不同的应用需求。

通过调节可调电阻的阻值,可以改变模拟输出电路中的电阻值,从而影响模拟输出信号的电
压水平。这种方式可以实现对模拟输出信号的精细调节,使得单片机可以输出各种不同范围
和精度的模拟信号。

LED指示灯

LED指示灯

led引脚和lcd屏一些引脚共用(PC8-15),所以加了锁存器

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当LED引脚和LCD屏引脚共用同一个引脚时,可能会出现信号冲突的问题。为了解决这个问题,
可以使用锁存器(Latch)来进行信号切换和时序控制。锁存器是一种逻辑电路元件,可以存
储输入信号的状态,并在时钟信号下将其输出。

在这种情况下,LED引脚和LCD引脚可以通过锁存器分时共享同一个引脚。当需要控制LED时,
将LED信号输入锁存器并锁定状态,此时锁存器会将LED信号保持在输出端口。当需要控制LCD
屏时,将LCD信号输入锁存器并锁定状态,锁存器会将LCD信号保持在输出端口。这样就实现了
LED引脚和LCD引脚在同一个引脚上的分时共享。

通过引入锁存器,可以有效地控制LED和LCD信号的输出时序,避免信号冲突和干扰。这种设计
能够提高系统的稳定性和灵活性,同时减少硬件设计的复杂度。在实际电路设计中,锁存器通
常被用于控制信号的时序和切换,确保不同信号之间的正常传输和处理。

按键

按键

按前高电平,按后接地->低电平

VCC和VDD

VCC和VDD

在单片机中,VDD和VCC都是指供电电压,但在不同的情况下,它们有着不同的含义和应用。

一、VCC
VCC(Voltage at the Common Collector)是指芯片的电源电压,通常是5V或3.3V,
用于为芯片提供工作电压。

这里有必要先强调下电源电压。

电源电压是指电源输出的电压,它是为电路中的各个元器件和子系统(比如单片机)提供
供电电压的电源电压。

电源电压通常由电源模块提供,它可以是交流电、直流电或者其他形式的电源信号。

比如说这个BUCK电源电路,输出的VCC 3.3V就属于电源电压。

VCC通常连接到芯片的正极电源,也就是芯片的电源输入端。

二、VDD
VDD(Voltage Drain-to-Drain)是指MOSFET场效应管的漏极电压,也成为供电电压。

供电电压通常是由电源电压提供,一般是指电路中某个元器件或子系统所需要的电压,它
是该元器件或子系统正常工作所必需的电压。

比如说单片机里面有很多模块,比如GPIO、定时器、USART、ADC等等,这些模块都是属
于单片机的子系统。

VDD通常连接到芯片的电源引脚,然后给内部各个模块供电,它是单片机电源电压的一种
定义方式。

比如我们单片机的供电电压引脚就是用VDD表示。

这个VDD是可以直接接到电源电压VCC 3.3V的。

总的来说,VCC和VDD都是单片机中的电源电压,一般来说不用太刻意去区分,一般设计硬
件的时候也没这么讲究。

最重要的是,在设计单片机电路时,需要仔细理解芯片手册中对供电电压的需求说明,以保
证正确的供电和工作。

I2C总线

I2C总线
U2(EEPROM)

EEPROM是可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)的缩写,是一种用于存储数据的非易失性存储器。在单片机中,EEPROM通常被用来存储需要长期保留的数据,例如配置参数、校准数据、用户设置等。以下是关于EEPROM的一些详细解释:

  1. 可擦除性:EEPROM可以通过电气方式进行擦除,而无需额外的设备或光源。这意味着存储在EEPROM中的数据可以被擦除并重新写入,而不会损坏芯片。

  2. 可编程性:EEPROM允许将数据写入其中,并且可以通过单片机或其他设备来编程。这使得用户可以随时更新或更改存储在EEPROM中的数据。

  3. 只读特性:尽管EEPROM是可编程存储器,但在正常操作期间,存储在其中的数据是只读的,即在不经过明确的擦除和编程操作时,数据是持久的。

  4. 非易失性:与随机存储器(RAM)不同,EEPROM是非易失性存储器,这意味着即使在断电情况下,数据也会被保留。因此,EEPROM常被用来保存需要长期存储的关键数据。

  5. 寿命:EEPROM存储器可以被擦除和写入的次数通常受限,每个存储单元的擦除和写入次数有一定的寿命。因此,在使用EEPROM时需要注意避免频繁擦除和写入操作,以延长其使用寿命。

总的来说,EEPROM在单片机和其他嵌入式系统中被广泛应用,用于保存需要长期保留的数据。它提供了一种高度可靠、耐用且非易失的数据存储解决方案。希望这些解释对您有帮助。如果您有任何其他问题,欢迎继续提问。

U3(数字电位器)
  1. 数字电位器

    • 数字电位器是一种电阻器,它通过数字信号来控制电阻值,实现对电路中某些元件的调节和控制。
    • 数字电位器通常由多个电阻单元组成,通过切换这些电阻单元,可以调节整体的电阻值。
    • 单片机可以使用数字电位器来模拟可变电阻的功能,例如用于调节模拟信号的增益、亮度控制、音量控制等。
  2. 使用I2C总线控制数字电位器

    • 在单片机系统中,可以通过I2C总线来与数字电位器通信,发送相应的命令以调节电位器的电阻值。
    • 通过向数字电位器发送控制命令,单片机可以实现对电路中数字电位器的远程控制。
    • 通过这种方式,单片机可以实现对电路中各种参数的动态调节,使系统更加灵活和智能化。
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