【IoT】学习嵌入式微控制器究竟是在学什么

在按下某个按钮后，管推挽输出高电平（根据手册中硬件情况决定高低电平）使某发光二极管发亮，这就是数字电路中组合逻辑的功能，虽然很简单，但是这是最基础的编程思想。当需要设置很多寄存器对引脚进行初始化处理，才能使引脚具备有数字输入和输出输出功能。每使用微控制器的一个功能，就要对控制该功能的寄存器进行设置。

三、定时器的使用

学会定时器的使用，就可以用微控制器实现时序电路，时序电路的功能是强大的，在工业、家用电气设备的控制中有很多应用，例如，可以用微控制器实现某发光二极管亮灭控制，该开关在按钮按下一次后，灯亮3分钟后自动灭，当按钮连续按下两次后，灯常亮不灭，当按钮按下时间超过2s，则灯灭。

数字集成电路可以实现时序电路，定时器的使用是非常重要的，逻辑加时间控制是微控制器使用的基础。

此时可以接触MultiTimer等软件定时器，这是一个软件定时器扩展模块，可无限扩展你所需的定时器任务，取代传统的标志位判断方式， 更优雅更便捷地管理程序的时间触发时序。源代码写得非常精彩，比如结构体里面塞进函数地址，实现按时执行回调函数的代码。

四、中断

微控制器的特点是一段程序反复执行，程序中的每个指令的执行都需要一定的执行时间，如果程序没有执行到某指令，则该指令的动作就不会发生，这样就会耽误很多快速发生的事情，例如，按钮按下时的下降沿。

要使微控制器在程序正常运行过程中，对快速动作做出反应，就必须使用微控制器的中断功能，该功能就是在快速动作发生后，微控制器中断正常运行的程序，处理快速发生的动作，处理完成后，在返回执行正常的程序。
中断功能使用是需要设置哪些寄存器才能使某种中断起作用，中断开始时，程序应该干什么，中断完成后，程序应该干什么，需要精确地知道什么时候不允许中断发生（屏蔽中断）、什么时候允许中断发生（开中断），等等。

中断学会后，就可以编制更复杂结构的程序，这样的程序可以干着一件事，监视着一件事，一旦监视的事情发生，就中断正在干的事情，处理监视的事情，当然也可以监视多个事情，形象的比喻，中断功能使微控制器具有吃着碗里的，看着锅里的功能。


五、ADC转换

ADC全称 Analog-to-Digital Converter，即模拟-数字转换器，可以将连续变化的模拟信号转换为离散的数字信号，进而使用数字电路进行处理，称之为数字信号处理。

例如STM32L431xx 系列有 1 个 ADC，ADC 分辨率高达 12 位，每个 ADC 具有多达 20 个的采集通道，这些通道的 A/D 转换可以单次、连续、扫描或间断模式执行。 ADC 的结果可以左对齐或右对齐方式存储在 16 位数据寄存器中。

通过这些A/D转换器可以使微控制器操作模拟量，显示和检测电压、电流等信号。学习时注意模拟地与数字地、参考电压、采样时间，转换速率，转换误差等概念。使用A/D转换功能的简单的例子是设计一个电压表，或者在小熊派上使用ADC读取气体传感器数据（MQ-2）

六、SPI、I2C接口和液晶显示器接口

这些接口的使用可以使微控制器更容易连接外部设备，在扩展微控制器功能方面非常重要。

七、比较、捕捉、PWM功能

这些功能可以使微控制器能够以视觉暂留效果平滑地改变灯亮度、控制电机，检测转速信号，实现电机调速器等控制功能。

八、USB接口、TCP/IP接口、各种工业总线的硬件与软件设计。

学习USB接口、TCP/IP接口、各种工业总线的硬件与软件设计是非常重要的，因为这是当前产品开发的发展方向。

九、使用RTOS（例如华为LiteOS）

随着项目产品需求越来越复杂（项目可能涉及到传感器数据读取、无线数据上传与接收、UI实时刷新、算法处理、OTA刷新固件等等），传统状态机或者事件驱动的方式无法满足完成项目的开发需求时，使用RTOS的多任务就可以解决对应的问题，它既能让项目开发起来思路清晰，方便易维护；同时RTOS也能保证整个产品运行的实时性。

以上部分图片来自STM32F1中文版参考手册