GPIO是I/O的最基本形式，它是一组输入引脚或输出引脚。有些GPIO引脚能够加以

　　如果将引脚设置为输出，那么数据寄存器将控制着该引脚状态。若将引脚设置为输入，则此输入引脚的状态由引脚上的逻辑电路层来实现对它的控制。

　　其工作原理简单来说就是，有一个计数器，从0开始进行加1计数，每进行一次加1，该数值作为D/A转换器的输入，其产生一个比较电压VO与输入模拟电压VIN进行比较。如果VO小于VIN则继续进行加1计数，直到VO大于VIN，这时计数器的累加数值就是A/D转换器的输出值。

　　这种转换方式的特点是简单，但是速度比较慢，特别是模拟电压较高时，转换速度更慢。例如对于一个8位A/D转换器，若输入模拟量为最大值，计数器要从0开始计数到255，做255次D/A转换和电压比较的工作，才能完成转换。

　　其工作原理是，首先电路对输入待测电压进行固定时间的积分，然后换为标准电压进行固定斜率的反向积分，反向积分进行到一定时间，便返回起始值。

　　由于使用固定斜率，对标准电压进行反向积分的时间正比于输入模拟电压值，输入模拟电压越大，反向积分回到起始值的时间越长。只要用标准的高频时钟脉冲测定反向积分花费的时间，就可以得到相应于输入模拟电压的数字量，也就完成了A/D转换。

　　其特点是，具有很强的抗工频干扰能力，转换精度高，但转换速度慢，通常转换频率小于10Hz，主要用于数字式测试仪表、温度测量等方面。

　　其工作原理是，实质上就是对分搜索法，和平时天平的使用原理一样。在进行A/D转换时，由D/A转换器从高位到低位逐位增加转换位数，产生不同的输出电压，把输入电压与输出电压进行比较而实现。

　　首先使最高位为1，这相当于取出基准电压的1/2与输入电压比较，如果在输入电压小于1/2的基准电压，则最高位置0，反之置1。之后，次高位置1，相当于在1/2的范围中再作对分搜索，以此类推，逐次逼近。

　　其特点是，速度快，转换精度高，对N位A/D转换器只需要M个时钟脉冲即可完成，一般可用于测量几十到几百微秒的过渡过程的变化，是目前应用最普遍的转换方法。

　　A、分辨率：反映A/D转换器对输入微小变化响应的能力，通常用数字输出最低位(LSB)所对应的模拟电压的电平值表示。n位A/D转换器能反映1/2n满量程的模拟输入电平。

　　D、精度：精度与分辨率是两个不同的概念，即使分辨率很高，也可能由于温漂、线性度等原因使其精度不够高。精度有绝对精度和相对精度两种表示方法。通常用数字量的最低有效位LSB的分数值来表示绝对精度，用其模拟电压满量程的百分比来表示相对精度。

　　(2)在集成电路中，通常采用T型网络实现将数字量转换为模拟电流，再由运算放大器将模拟电路转换为模拟电压。进行D/A转换实际上需要上面的两个环节。

　　(4)D/A转换器的主要指标：分辨率、建立时间、线性度、转换精度、温度系数。

　　A、识别键盘哪一列的键被按下：让所有行线均为低电平，查询各列线电平是否为低，如果有列线为低，则说明该列有按键被按下，否则说明无按键按下。

　　B、如果某列有按键按下，识别键盘是哪一行按下：逐行置低电平，并置其余各行为高电平，查询各列的变化，如果列电平变为低电平，则可确定此行此列交叉点处按键被按下。

　　LCD的基本原理是，通过给不同的液晶单元供电，控制其光线的通过与否，从而达到显示的目的。

　　LCD的光源提供方式有两种：投射式和反射式。笔记本电脑的LCD显示器为投射式，屏的背后有一个光源，因此外界环境可以不需要光源。一般微控制器上使用的LCD为反射式，需要外界提供电源，靠反射光来工作。电致发光(EL)是液晶屏提供光源的一种方式。

　　按照液晶驱动方式分类，常见的LCD可以分为三类：扭转向列类(TN)、超扭曲向列型(STN)和薄膜晶体管型(TFT)。

　　市面上出售的LCD有两种类型：带有驱动电路的LCD显示模块，只要总线方式驱动;没有驱动电路的LCD显示器，使用控制器扫描方式。

　　通常，LCD控制器工作的时候，通过DMA请求总线，直接通过控制器读取SDRAM中指定地址(显示缓冲区)的数据，此数据经过LCD控制器转换成液晶屏扫描数据格式，直接驱动液晶显示器。

　　VGA接口本质上是一个模拟接口，一般都采用统一的15引脚接口，包括2个NC信号、3根显示器数据总线个场同步信号。其色彩分量采用的电平标准为EIA定义的RS343标准。

　　(1)按工作原理分，触摸屏可以分为：表面声波屏、电容屏、电阻屏和红外屏几种。

　　(1)基本原理：麦克风输入的数据经音频编解码器解码完成A/D转换，解码后的音频数据通过音频控制器送入DSPCPU进行相应的处理，然后数据经音频控制器发送给音频编码器标准圆柱蜗杆传动，经编码D/A转换后由扬声器输出。

　　A、采用数字音频(PCM)：是CD或DVD采用的数据格式。其采样频率为44.1kHz。精度为16位时，PCM音频数据速率为1.41Mb/s;精度为32位时为2.42 Mb/s。一张700MB的CD可以保存大约60分钟的16位PCM数据格式的音乐。

　　C、ATSC数字音频压缩标准(AC3)：数字TV、HDTV和电影数字音频编码标准，立体声AC3编码后的数据速率为192kb/s。

　　(3)IIS是音频数据的编码或解码常用的串行音频数字接口。IIS总线只处理声音数据，其他控制信号等则需要单独传输。IIS使用了3根串行总线：数据线SD、字段选择线WS、时钟信号线)当接收方和发送方的数据字段宽度不一样时，发送方不考虑接收方的数据字段宽度。如果发送方发送的数据字段小于系统字段宽度，就在低位补0;如果发送方的数据宽度大于接收方的宽度，则超过LSB的部分被截断。字段选择WS用来选择左右声道，WS=0表示选择左声道;WS=1表示选择右声道。此外，WS能让接收设备存储前一个字节，并准备接收下一个字节。

　　通信是指，使数据一位一位地进行传输而实现的通信。与并行通信相比，串行通信具有传输线少、成本低等优点，特别适合远距离传送;缺点使速度慢。

　　信息格式上可以分为2种方式：同步通信和异步通信。A、异步传输：把每个字符当作独立的信息来传输，并按照一固定且预定的时序传送，但在字符之间却取决于字符与字符的任意时序。异步通信时，字符是一帧一帧传送的，每帧字符的传送靠起始位来同步。一帧数据的各个代码间间隔是固定的，而相邻两帧数据其时间间隔是不固定的。

　　B、同步传输：同步方式不仅在字符之间是同步的，而且在字符与字符之间的时序仍然是同步的，即同步方式是将许多字符******成一字符块后，在每块信息之前要加上1～2个同步字符，字符块之后再加入适当的错误

　　C、校验位：奇偶检验。a、奇校验：要使字符加上校验位有奇数个“1”。b、偶检验：要使字符加上校验位有偶数个“1”。

　　电气特性：负逻辑。A、在TxD和RxD上：逻辑1为-3V～-15V，逻辑0为3V～15V。

　　通信接口A、RS-422是一种单机发送、多机接收的单向、平衡传输规范，传输速率可达10Mb/s。

　　B、RS-422采用差分传输方式，也称做平衡传输，使用一对双绞线需要一终端电阻，要求其阻值约等于传输电缆的特性阻抗。

　　并行总线分为标准和非标准两类。常用的并行标准总线总线和ANSI SCSI

　　与外围控制部件、外围附加板之间的互连机构。从数据宽度上看，PCI定义了32位数据总线MHz两种。

　　与ISA总线相比，PCI总线的地址总线与数据总线分时复用，支持即插即用、中断共享等功能。

　　A、使用简单，即插即用。B、每个USB系统中都有主机，这个USB网络中最多可以连接127个设备。C、应用范围广，支持多个设备同时操作。

　　G、支持主机与设备之间的多数据流和多消息流传输，且支持同步和异步传输类型。

　　由主控制器启动所有的数据传输。USB上所挂接的外设通过由主机调度的、基于令牌的协议来共享USB带宽。

　　A、令牌包：指示总线上要执行什么事务，欲寻址的USB设备及数据传送方向。

　　B、数据包：传输数据或指示它没有数据要传输。C、握手包：指示传输是否成功。

　　在硬件级，通过使用NAK(否认)握手信号来调节数据传输率，以防止缓冲区上溢或下溢产生。

　　USB设备插入USB端点时，主机都通过默认地址0与设备的端点0进行通信。在这个过程中，主机发出一系列试图得到描述符的标准请求，通过这些请求，主机得到所有感兴趣的设备信息，从而知道了设备的情况以及该如何与设备通信。随后主机通过发出Set Address请求为设备设置一个唯一的地址。以后主机就通过为设备设置好的地址与设备通信，而不再使用默认地址0。

　　12、SPI接口SPI是一个同步协议接口，所有的传输都参照一个共同的时钟间歇运动机构，这个同步时钟有主机产生，接收数据的外设使用时钟来对串行比特流的接收进行同步化。

　　在多个设备连接到主机的同一个SPI接口时，主机通过从设备的片选引脚来选择。SPI主要使用4个信号：主机输出/从机输入(MOSI)，主机输入/从机输出(MISO)、串行时钟SCLK和外设片选CS。

　　主机和外设都包含一个串行移位寄存器，主机通过向它的SPI串行寄存器写入一个字节来发起一次数据传输。寄存器通过MOSI信号线将字节传送给外设，外设也将自己移位寄存器中的内容通过MISO信号线返回给主机，这样，两个移位寄存器中的内容就被交换了。外设的写操作和读操作时同步完成的，因此SPI成为一个很有效的协议。

　　如果只是进行写操作，主机只需忽略收到的字节;反过来，如果主机要读取外设的一个字节，就必须发送一个空字节来引发从机的传输。

　　总线上的每个器件都有唯一的地址以供识别，而且各器件都可以作为一个发送器或者

　　IIC在传送数据过程有3种类型信号：A、开始信号：SCL为低电平时，SDA由高向低跳变。B、结束信号：SCL为低电平时，SDA由低向高跳变。

　　C、应答信号：接收方在收到8位数据后，在第9个脉冲向发送方发出特点的低电平。

　　主器件发送一个开始信号后，它还会立即送出一个从地址，来通知将与它进行数据通信的从器件。1个字节的地址包括7位地址信息和1位传输方向指示位，如果第7位为0，表示要进行一个写操作，如果为1，表示要进行一个读操作。

　　SDA线上传输的每个字节长度都是8位，每次传输种字节的数量没有限制的。在开始信号后面的第一个字节是地址域，之后每个传输字节后面都有一个应答位(ACK)，传输中串行数据的MSB(字节高位)首先发送。如果数据接收方无法再接收更多的数据，它可以通过将SCL保持低电平来中断传输，这样可以迫使数据发送方等待，直到SCL被重新释放。这样可以达到高低速设备同步。

　　IIC总线的工作过程：SDA和SCL都是双向的基圆螺旋角。空闲的时候，SDA和SCL都是高电平，只有SDA变为低电平，接着SCL再变为低电平，IIC总线的数据传输才开始。SDA线上被传输的每一位在SCL的上升沿被采样，该位必须一直保持有效到SCL再次变为低电平，然后SDA就在SCL再次变为高电平之前传输下一个位。最后，SCL变回高电平，接着SDA也变为高电平，表示数据传输结束。

　　A、曼彻斯特编码：每位中间有一个电平跳变，从高到底的跳变表示“0”，从低到高的跳变表示为“1”。

　　B、差分曼彻斯特编码：每位中间有一个电平跳变，利用每个码元开始时有无跳变来表示“0”或“1”，有跳变为“0”，无跳变为“1”。

　　相比之下，曼彻斯特编码编码简单，差分曼彻斯特编码提供更好的噪声抑制性能。

　　以太网数据传输特点：A、所有数据位的传输由低位开始，传输的位流时用曼彻斯特编码。

　　C、传输的数据长度，目的地址DA+源地址SA+类型字段TYPE+数据段DATA+填充位PAD，最小为60B，最大为1514B。

　　D、通常以太网卡可以接收3种地址的数据：广播地址、多播地址、自己的地址。

　　E、任何两个网卡的物理地址都不一样，是世界上唯一的，网卡地址由专门机构分配。

　　TCP/IP是一个分层协议，分为：物理层反转法、数据链路层、网络层、传输层和应用层。每层实现一个明确的功能，对应一个或几个传输协议，每层相对于它的下层都作为一个独立的数据包来实现。每层上的协议如下：

　　A、网络层用32位的地址来标识不同的主机(即IP地址)，而链路层使用48位的物理地址(MAC)来标识不同的以太网或令牌网接口。

　　A、IP工作在网络层，是TCP/IP协议族中最为核心的协议。B、所有的TCP、UDP、ICMP及IGMP数据都以IP数据包格式传输。

　　C、TTL(生存时间字段)：指定了IP数据包的生存时间(数据包可以经过的路由器数)。

　　它不能保证数据包能成功到达目的地，任何要求的可靠性必须由上层来提供(如TCP)。如果发生某种错误，IP有一个简单的错误处理算法--丢弃该数据包，然后发送ICMP消息报给信源端

　　IP不维护任何关于后续数据包的状态信息。每个数据包的处理都是相互独立的。IP数据包可以不按顺序接收，

　　TCP协议是一个面向连接的可靠的传输层协议，它为两台主机提供高可靠性的端到端数据通信。

　　UDP协议是一种无连接不可靠的传输层协议，它不保证数据包能到达目的地，可靠性有应用层来提供。UDP协议开销少，和TCP相比更适合于应用在低端的嵌入式领域中。(12)端口：TCP和UDP采用16位端口号来识别上层的用户，即应用层协议，例如FTP服务的TCP端口号都是21，Telnet服务的TCP端口号都是23，TFTP服务的UDP端口号都是69。

　　CAN(Control Area Network，控制器局域网)总线是一种多主方式的串行通信总线，是国际上应用最广泛的现场总线之一，最初被用于汽车环境中的

　　控制网络套筒夹头。一个CAN总线构成的单一网络中，理想情况下可以挂接任意多个节点，实际应用中节点数据受网络硬件的电气特性所限制。

　　总线信号使用差分电压传送。两条信号线被称为CAN_H和CAN_L，静态是均为2.5V左右，此时状态表示逻辑1，也可以叫做“隐性”。用CAN_H比CAN_L高表示逻辑0，称为“显性”，此时，通常电压值为CAN_H=3.5V和CAN_L=1.5V。当“显性”和“隐性”位同时发送的时候，最后总线数值将为“显性”这种特性为CAN总线的仲裁奠定了基础。

　　CAN总线个部分：同步段、传播时间段、相位缓冲段1和相位缓冲段2。CAN总线的数据帧有两种格式：标准格式和扩展格式。包括：帧起始、仲裁场、控制场、数据场、CRC场、ACK场和帧结束。CAN总线硬件接口包括：CAN总线控制器和CAN收发器。CAN控制器主要完成时序逻辑转换等工作，例如菲利普的SJA1000。CAN收发器是CAN总线的物理层芯片，实现TTL电平到CAN总线电平特性的转换，例如TJA1050。

　　16、xDSL接口xDSL(数字用户线路)技术是，在现有用户电话线两侧同时接入专用的DSL调制解调设备，在用户线上利用数字

　　高频带宽较宽的特性直接采用数字信号传输，省去中间的A/D转换，突破了模拟信号传输极限速率为56KB/s的闲置。

　　ASDL是近年发展的另一种宽带接入技术，是利用双绞铜线向用户提供两个方向上速率不对称的宽带信息业务。

　　ADSL在一对电话线上同时传送一路高速下行数据、一路较低速率上行数据、一路模拟电话。各信号之间采用频分复用方式占用不同频带，低频段传送话音;中间窄频带传送上行信道数据及控制信息;其余高频段传送下行信道数据、图像或高速数据。

　　技术在一定的局部范围内建立的，是计算机网络与无线通信技术相结合的产物，它以无线多址通道作为传输媒介，提供有线局域网的功能。

　　WLAN的标准：主要是针对物理层和媒质访问控制层(MAC层)，涉及到所有使用的无线频率范围、控制接口通信协议等技术规范与技术标准。A、IEEE 802.11：定义了物理层和MAC层规范，工作在2.4～2.483

　　Hz频段，最高速率为2Mb/s，是IEEE最初制定的一个无线局域网标准。

　　B、IEEE 802.11b：工作在2.4～2.4835GHz频段，最高速率为11Mb/s，传输距离50～150inch。采用点对点模式和基本模式两种运行模式。在数据传输速率方面可以根据实际情况在11Mb/s、5.5Mb/s、2 Mb/s、1 Mb/s的不同速率间自动切换。

　　的目的：使特定的移动电话、便鞋式电脑以及各种便携通信设备的主机之间近距离内实现无缝的资源共享。

　　蓝牙技术的实质内容是要建立通用的无线空中接口及其控制软件的公开标准。其工作频段为全球通用的2.

　　、科学、医学)频段，其数据传输速率为1Mb/s，采用时分双工方案来实现全双工传输，其理想的连接范围为10cm～10m。

　　C、采用时分复用多路访问技术，有效地避免了“碰撞”和“隐藏终端”等问题。D、网络技术。E、语言支持。

　　1394作为一种标准总线，可以在不同的工业设备之间架起一座沟通的桥梁，在一条总线个设备。

　　D、支持点到点通信模式，IEEE 1394是多主总线。E、遵循ANSI IEEE 1212控制及状态寄存器(

　　)标准，定义了64位的地址空间，可寻址1024条总线个节点，每个节点可包含256TB的内存空间。

　　F、支持较远距离的传输。G、支持公平仲裁原则，为每一种传输方式保证足够的传输带宽。

　　IEEE 1394的协议栈由3层组成：物理层、链路层和事务层，例外还有一个管理层。物理层和链路层由硬件构成，而事务层主要由软件实现。

　　B、链路层提供了给事务层确认的数据服务，包括：寻址、数据组帧和数据校验。C、事务层为应用提供服务。

　　任何变压器的转换过程都不具有100%的效率，稳压器本省也使用电流(静态电流)，这个电流来自输入电流。静态电流越大，稳压器功耗越大。线性稳压器输入输出使用退耦电容来过滤，电容除了有助于平稳电压以外，还有利于去除电源中的瞬间短时脉冲波形干扰。

　　电压与功耗之间的平方关系意味着理想高效的方法是在要求较低电压的较低时钟速率上执行代码，而不是先以最高的时钟速率执行代码然后再转为空闲休眠。

　　电源通常被认为是整个系统的“心脏”，绝大多数电子设备50%～80%的节能潜力在于电源系统，研制开发新型开关电源是节能的主要举措之一。

　　（1）采用低功耗器件，例如选用CMOS电路芯片。 （2）采用高集成度专用器件，外部设备的选择也要尽量支持低功耗设计。 （3）动态调整处理器的时钟频率和电压，在允许的情况下尽量使用低频率器件。 （4）利用“节电”工作方式。 （5）合理处理器件空余引脚：

　　大多数数字电路的输出端在输出低电平时，其功耗远远大于输出高电平时的功耗，设计时应该注意控制低电平的输出时间，闲置时使其处于高电平输出状态。

　　多余的非门、与非门的输入端应接低电平，多余的与门、或门的输入端应接高电平。

　　或RAM及其他有片选信号的器件，不要将“片选”引脚直接接地，避免器件长。F、实现电源管理，设计外部器件电源控制电路，控制“耗电大户”的供电情况。