1 硬件

1.1 基础电路

• 电源：VCC（正极）、GND（地 / 负极），为电路提供能量
• 时钟电路：由晶振 + 电容组成，为单片机提供工作时钟（相当于心脏）
• 复位电路：让单片机恢复初始状态，保证程序正常启动
• 最小系统：电源 + 时钟电路 + 复位电路，是让单片机能独立正常工作的最少必需器件

1.2 存储器

1.2.1 RAM（随机存取存储器）

• 作用：存放程序运行时的临时数据、变量、堆栈
• 特点：掉电数据丢失、读写速度极快
• 位置：单片机内部集成，CPU 直接访问

1.2.2 ROM（只读存储器）→ 现在单片机主流用 Flash

• 作用：存放文件(用户程序、代码、指令、常量)
• 特点：掉电数据不丢失、读写速度比 RAM 慢
• 补充：现代单片机已不用老式 ROM，普遍使用Flash 程序存储器（可反复擦写）

1.3 核心处理器

1.3.1 MCU（微控制器）= 单片机

• 集成度高
• 片内集成：CPU + RAM + Flash (ROM) + 定时器 + 串口 (UART) + I/O 口 等所有外设
• 特点：单芯片即可工作、成本低、体积小
• 用途：家电、控制类产品（LED、电机、传感器）

1.3.2 MPU（微处理器）

• 集成度低：只有 CPU 核心，无内置 RAM/ROM
• 必须外接内存、存储、电源管理等芯片
• 特点：成本低、性能强、可运行Linux/Android 等复杂系统
• 用途：手机、平板、树莓派、工控主板

1.3.3 CPU（中央处理器）

• 计算机 / 单片机的运算与控制核心
• 功能：完成数据运算、指令处理       执行指令、数据运算、逻辑判断、控制硬件

1.4 专用处理器

1.4.1 显卡（GPU + 显存 + 供电 + 散热 + 显示接口）

• GPU：图形处理器，专门负责图像渲染、视频解码、图形运算
• 显存：专门存放图形数据、纹理、帧缓存
• 必须搭配：电源供电、散热系统

1.4.2 NPU（神经网络处理器）

• 专门用于AI 计算、深度学习推理
• 硬件加速，比 CPU/GPU 处理 AI 任务更快、更省电

1.4.3 FPU（浮点运算单元）

• 专门负责浮点数（小数）运算
• 提升小数计算速度与精度

1.5 系统概念

SoC（片上系统）

• 把 CPU（或MCU/MPU）+ 存储器 + I/O 接口 + GPU + DSP + 加速器 等系统功能集成在一颗芯片上。(在单芯片上集成完整系统：CPU + GPU + NPU + 内存 + 接口 + 控制器)
• 比 MCU 功能更强，比 MPU 集成度更高
• 例子：手机芯片、智能设备主控

1.6 电路设计概念

1.6.1 网络编号

• 相同网络编号的引脚电气相连
• 作用：简化原理图连线，避免线路交叉混乱
• 本质：逻辑连接标记，不是物理导线

1.6.2 外设寄存器

• 具有固定硬件地址空间的特殊存储单元
• 作用：软件通过操作寄存器 → 控制硬件工作
• 是单片机 / 嵌入式编程的核心