Linux学习-硬件
1. CPU, MPU, MCU, GPU 的定义与区别
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CPU（Central Processing Unit，中央处理器）：
计算机的核心部件，负责执行指令、处理数据，是系统的“大脑”。主要功能包括运算（算术/逻辑运算）、控制（协调各部件工作）和数据传输，广泛用于PC、服务器、手机等设备。 -
MPU（Microprocessor Unit，微处理器）：
单芯片形式的处理器，仅包含CPU核心及基本控制逻辑，不集成内存、外设接口等，需要外部电路支持才能工作。例如早期的Intel 8086、ARM Cortex-A系列（如手机中的应用处理器）。 -
MCU（Microcontroller Unit，微控制器）：
又称“单片机”，是集成了CPU、内存（RAM/ROM）、外设（如GPIO、定时器、UART等）的单芯片，适合嵌入式小型系统。例如8051、STM32、Arduino的ATmega系列，广泛用于家电、传感器、智能设备等。 -
GPU（Graphics Processing Unit，图形处理器）：
专门处理图形渲染的处理器，擅长并行计算（同时处理大量重复数据）。除了显示图像，还用于深度学习、科学计算等场景。例如NVIDIA的GeForce系列、手机中的Adreno系列。
2. 外设寄存器
外设寄存器是嵌入在芯片外设（如GPIO、UART、定时器等）中的特殊存储单元，用于配置外设功能、读取状态或发送/接收数据。
- 每个寄存器对应特定功能（如配置引脚方向、设置波特率），通过读写寄存器的值可控制外设工作。
- 寄存器有固定的地址，CPU通过访问这些地址来操作外设（例如向GPIO的控制寄存器写入值，可设置引脚为输入/输出）。
3. LED实验中常用的寄存器（以8051或STM32为例）
LED实验的核心是控制GPIO引脚输出高低电平，常用寄存器包括：
- 方向寄存器（如8051的P1口寄存器、STM32的GPIOx_MODER）：
配置引脚为输入或输出（例如设置为输出模式才能控制LED亮灭）。 - 数据寄存器（如8051的P1口数据寄存器、STM32的GPIOx_ODR）：
向寄存器写入0或1，控制引脚输出低电平（LED导通）或高电平（LED截止）。 - （部分芯片）上拉/下拉寄存器：若LED通过引脚高电平点亮，可能需要配置上拉电阻确保电平稳定。
4. GPIO（General Purpose Input/Output，通用输入输出）
GPIO是芯片上的通用引脚，可通过软件配置为输入或输出，实现与外部设备的交互：
- 输出模式：可输出高低电平，用于控制LED、继电器、电机等。
- 输入模式：可读取外部信号（如按钮状态、传感器数据）。
- 灵活性高，是嵌入式开发中最基础、最常用的外设，几乎所有MCU/MPU都包含GPIO模块。
例如：LED实验中，GPIO被配置为输出模式，通过输出高低电平控制LED的亮灭。
#include<reg52.h>
#include"led.h"void led_all_on(void)
{P2 = 0;
}
void led_all_off(void)
{P2 = 0xFF;
}
void led_on(unsigned char n)
{P2 = n;
}
有关晶体管点亮的程序
#include<reg52.h>
#include"digiter.h"
#include"delay.h"
void bit_select(int n)
{P1 &= ~(0x0F << 0);P1 |= (1 << n);
}void segment_select(int n)
{unsigned char t[] = {0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F};P0 = t[n];delay(300);//保证二极管导通P0 = 0;delay(100);//消影
}void show_number(int n)
{int t = 0;if(n > 9999){return;}else if(0 == n){bit_select(0);segment_select(0);}while(n){bit_select(t++);segment_select(n % 10);n /= 10;}
}