C语言单片机编程：嵌入式系统开发实战（项目实战）

# 1. C语言单片机编程基础

单片机是一种集成了CPU、存储器和外围设备于一体的微型计算机，广泛应用于工业控制、消费电子等领域。C语言单片机编程是使用C语言对单片机进行编程，从而实现控制和处理功能。

本章将介绍C语言单片机编程的基础知识，包括数据类型、变量、程序流程控制、外设驱动和应用等。通过对这些基础知识的掌握，读者可以为后续的单片机编程实践奠定坚实的基础。

# 2. 单片机硬件架构与接口**

**2.1 单片机硬件架构概述**

**2.1.1 CPU、存储器和外围设备**

单片机由中央处理器（CPU）、存储器和外围设备组成。CPU负责执行指令和处理数据，存储器用于存储程序和数据，外围设备负责与外部世界交互。

**CPU：**单片机通常采用RISC（精简指令集计算机）架构，指令集较少，执行效率高。

**存储器：**单片机存储器分为程序存储器（ROM）和数据存储器（RAM）。ROM存储固定的程序代码，RAM存储可变的数据。

**外围设备：**常见的外围设备包括串口、并口、定时器、计数器、ADC（模数转换器）和DAC（数模转换器）。

**2.1.2 总线系统和中断机制**

**总线系统：**总线系统连接CPU、存储器和外围设备，提供数据和控制信号的传输通道。

**中断机制：**中断机制允许外围设备在需要服务时向CPU发出中断请求，从而暂停当前执行的程序并处理中断事件。

**2.2 单片机常用接口**

**2.2.1 串口通信**

串口通信是一种串行数据传输方式，通过一条数据线和一条控制线进行数据传输。

// 串口初始化
void uart_init(void) {
    // 设置波特率、数据位、停止位、校验位
    UBRR0H = (uint8_t)(BAUD_PRESCALE >> 8);
    UBRR0L = (uint8_t)BAUD_PRESCALE;
    UCSR0C = (3 << UCSZ00) | (1 << UCSZ01); // 8位数据位
    UCSR0B = (1 << RXEN0) | (1 << TXEN0); // 启用接收和发送
}

// 串口发送一个字节
void uart_send_byte(uint8_t data)