单片机相关的基础知识

1 为什么要学单片机

• 单片机和CPU有什么区别

  • CPU
  • 单片机
  • application SoC
  • FPGA&DSP&CPLD

• 全球用量最大的CPU

• 物联网节点设备主控CPU
• 单片机是其他物联网编程技术的入门基础
• 通过学习单片机学习编程语言、调试技巧、工具使用等技能

2 为什么要从51单片机学起

• 51单片机最简单
• 51单片机最典型
• 51单片机用的最广
• 51单片机学习成本最低
  
  • 时间
  • 费用
• 51单片机变种很多很活跃
  
  • 51的内核是免费的，因此很多公司做一些内部集成CPU的芯片喜欢用51内核
  • 典型示例如：电容触摸IC、Wifi芯片（ESP8266）、zigbee无线通信芯片

3 单片机和嵌入式的关系

3.1 什么是单片机？什么是嵌入式？

单片机产品和嵌入式产品都是电子产品，都有CPU作为核心，都有一些外围硬件作为辅助，都是软件控制硬件。都具有一定的功能。

3.2 单片机和嵌入式的核心差异

(1)CPU差异：是否有MMU(内存管理单元)
(2)操作系统差异
(3)应用领域差异

3.3 单片机和嵌入式的相同点

(1)CPU方面：很多设计理念相同，如异常向量表、各种外设操作方法
(2)编程语言方面：都使用C语言为主，汇编为辅
(3)个人能力方面：都讲究程序的编写、调试、解决问题的能力

3.4 单片机和嵌入式的关系是

(1)单片机是低层次的嵌入式设备
(2)嵌入式是单片机的高级延伸和必然趋势

4 单片机和物联网的关系

4.1 物联网的三大部分

(1)物联网分为三层：底层（第一层）是感知层，感知层主要器件是传感器（譬如光传感器、PM2.5传感器、电容触摸传感器等···），感知层的主要作用就是使用传感器收集信息，感知层收集到信息后发给传输层（第二层），传输层核心是无线网络（包括wifi、4G、蓝牙、zigbee····），传输层的主要目的就是将感知层信息传输出去给上层应用层（第三层），应用层其实就是所谓的云服务器（云计算、大数据）。应用层通过大数据分析、云计算等手段最终得到结论，再通过传输层发出操作指令给底层去执行。

(2)物联网的工作原理有点像人体的反射系统。

4.2 案例

案例1：环境监测系统

案例2：太阳能智能电网系统

单片机是物联网感知层的核心。