七天物联网智能家居实战学习笔记（三）

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单片机时钟

时钟是单片机的脉搏，是单片机的驱动源，使用任何一个外设都必须打开相应的时钟。这样的好处是，如果不使用一个外设的时候，就把它的时钟关掉，从而可以降低系统的功耗，达到节能，实现低功耗的效果。每个时钟 tick，系统都会处理一步数据，这样才能让工作不出现紊乱。

现代计算机系统中必定有时钟；高级的单片机系统中，存在不同频率的时钟（不同的外设需要不同的时钟），高频率代表高功耗，如果系统中不需要这么高的频率，可以选择低频率时钟，如果不许要某个外设后，可以停掉其对应的时钟。

时钟产生源可以是单片机内部时钟，也可以外接晶振组件，系统中具体需要多少频率的时钟可以看单片机数据手册

时钟树（Clock tree）

STM32F103C8T6 板子时钟树，如下：

时钟树图中有以下概念

时钟源

1. HSE: 高速外部时钟（外接晶振组件）
2. HSI: 高速内部时钟（精度比 HSE 低）
3. LSI: 低速内部时钟（精度比 LSE 低）
4. LSE: 低速外部时钟

分频器

用于降低输入时钟源频率，比如 /2 代表对时钟源频率除以 2

倍频器

用于提高输入时钟源频率，比如 x2 代表对时钟源频率乘以 2

选择器

有多个输入源时，选择某一个时钟源

STM32 的 GPIO

GPIO（General-purpose input/output），通用型输入输出的简称。

1. STM32F103C8T6 一共有 48 个引脚
2. 按 A、B、C 分组，每组 16 个引脚，编号为 0~15，共有 32 个 GPIO 引脚（其它的被电源、晶振、复位等占用）
3. GPIO 支持 8 中工作模式

GPIO 工作模式

输出模式

1. 推挽输出（Push-Pull）：使用 VDD / VSS 电源输出，将信号放大，驱动力变强
2. 开漏输出（Open-Drain）：关闭 VDD 输出，低电平可以通过 VSS 输出，高电平则无法通过，输出状态保持原值（一般有个 VCC 电源，此值与 VCC 一致）。
3. 复用推挽输出（Alternate Function Push-Pull）：非芯片控制，某外设借用芯片中的推挽输出线路对引脚输出值
4. 复用开漏输出（Alternate Function Open-Drain）：非芯片控制，某外设借用芯片中的开漏输出线路对引脚输出值

出入模式

1. 上拉输入（Pull-up）：VDD 输入，读取的是 VDD 高电压，防止误操作
2. 下拉输入（Pull-down）：VSS 输入，读取到的是 VSS 低电压，防止误操作
3. 浮空输入（Floating Input）：直接读取引脚值，此引脚悬空状态下可能会产生不稳定的点流，对整个芯片产生不确定影响
4. 模拟输入（Analog mode）：引脚数值直接传到外设上，通过 TTL 肖特基触发器控制

编程题

需求：点击板子上的按键控制 LED 灯亮灭

步骤

1. 定义 LED GPIO 引脚，此引脚为输出，连接外接设备 LED 灯
2. 定义 按键 GPIO 引脚，此引脚为输出，连接外接设备 按键
3. 监听 按键 GPIO 输入值，向 LED GPIO 输出值

参考

1. https://blog.csdn.net/qq_42384937/article/details/83512162
2. https://baike.baidu.com/item/gpio/4723219?fr=aladdin

审核编辑：符乾江