1.点亮一颗小小的LED
51单片机
51单片机——点亮LED
配置流程
① 确定LED的连接方式
为什么？
因为需要知道LED是接在单片机引脚的正极还是负极。
- LED正极接IO口，负极接地 → 输出高电平点亮。
- LED负极接IO口，正极接电源 → 输出低电平点亮。
所以第一步不是写代码，而是先分析硬件电路。
② 找到对应的IO引脚
为什么？
只有操作连接LED的那个引脚，电平变化才能传递到LED。
③ 输出正确的电平
为什么？
LED本质上是二极管，只有形成电流回路才能发光。
根据连接方式选择输出高电平或低电平，使LED两端形成合适的电压差，电流流过LED，从而点亮。
为什么51如此简单？
因为51单片机的硬件架构比较简单：
- 时钟系统简单。上电后整个单片机使用统一的系统时钟，不需要像 STM32 那样为 GPIO、USART、ADC 等外设分别开启时钟。
- GPIO 功能单一。大多数 IO 上电后即可作为普通数字输入/输出使用，不需要配置工作模式。
- 没有复杂的引脚复用机制。一个引脚通常只有少量功能，不需要配置复用功能（AF）。
因此，点亮 LED 的流程非常直接：
分析硬件 → 找到 IO → 输出正确电平。
stm32
配置流程
①打开对应模块的时钟
- 打开对应引脚对应GPIO时钟即可。
为什么？
打开对应模块时钟以后，该模块才能开始工作
因为 CPU 一直都是工作的。
只是：
GPIO 没有时钟。 ↓ GPIO寄存器不会响应。 ↓ GPIO内部逻辑停止。 ↓ 所以操作GPIO没有效果。STM32 将 CPU、GPIO、USART、TIM、ADC 等划分为多个独立的硬件模块，每个模块都需要时钟才能工作。为了降低功耗、提高资源利用率，这些模块的时钟默认可以独立控制，因此使用某个模块之前，需要先使能它的时钟。
绝大多数引脚都是按照GPIOA~GPIOX来进行分组划分，还有按照其他方式来进行划分。因此要使用哪个模块的引脚就需要去打开哪个模块的时钟，比如你要使用PA1，那就只需要打开GPIOA模块的时钟。这些模块的时钟开关都是单独存在，互不影响。这样做的好处就是：
- 降低功耗，同时避免未使用外设无意义地运行
还有一个问题就是，stm32单片机中的一个引脚通常有大量复用功能，这些功能会针对不同的场景，比如会作为定时器的PWM输出或者是捕获，此时还需要打开这部分模块的时钟。
一个引脚通常有大量复用功能
真正可以这样理解：
GPIO 更像是一块交通枢纽。
例如：
PA9。
可以连接：
GPIO
↓
USART1_TX
↓
TIM1_CH2
↓
I2C
↓
…
这些模块都想使用 PA9。
那么：
到底是谁连接过去？
答案就是：
AF（Alternate Function）配置。
所以：
不是 GPIO 自己产生 PWM。
而是：
TIM1 产生 PWM。 ↓ AF把TIM1连接到PA9。 ↓ PA9输出PWM。这是很多初学者容易混淆的地方。
个人总结：
- 一个GPIO引脚更像一个交通枢纽，它不仅只能单纯的输出高低电平和等待输入的高低电平，而是连接着功能模块，比如定时器、串口、I2C通信。比如PA9，到底是哪一个功能模块想连接过去，就需要AF配置，所以不是GPIO自己产生PWM，而是某个定时器产生PWM，AF把TIM1连接到PA9，然后PA9才输出PWM的
AI总结：
- STM32 将不同的功能划分为多个独立的硬件模块，每个模块只有在获得时钟后才能工作。一个功能往往不是由某一个模块单独完成，而是由多个模块协同完成。例如输出 PWM，需要 GPIO 模块负责引脚输出、定时器模块负责产生 PWM 信号，两者都必须使能时钟并完成相应配置
从这里就可以看到了，打开对应模块时钟不仅仅只是针对从GPIOX中做选择了，还有许多模块
②配置工作模式
- 配置高速输出模式
- 推挽输出模式
为什么？
STM32的一个引脚所承载的功能远比51丰富。
例如一个 PA8 可能既可以是：
- GPIO
- USART
- SPI
- I2C
- PWM
- 输入捕获
- MCO
- …
硬件不知道你到底想让它干什么。
因此需要你告诉它：
“今天你就是一个 GPIO 输出。”
所以，我们就需要单独针对，输入和输出来进行一个配置了。
假如引脚连接的是LED的负极：
就需要给LED输入低电平，站在单片机的视角上，就是单片机控制该引脚输出低电平，因此就得配置输出模式，在这里还可以选择输出的速度，有低速、中速、高速，我选择高速。但是事情到这里还没有结束
接下来还需要选择具体输出模式，有四种：
- 推挽输出
- 开漏输出
- 复用推挽输出
- 复用开漏输出
先不看复用，就从开漏和推挽展开，这样去理解：
推挽，就是说1不2，输出高电平就是高电平，输出低电平就是低电平，它的驱动比较稳定。
开漏，通常会有一个默认输出电平，然后通过某个触发开关，让它输出电平发生变化，关掉这个开关就会恢复默认输出电平。
试着反问：如果使用开漏会出现一个怎样的情况？
- 输出高电平的时候，其实并没有真正的输出高电平
- 只是将MOS管断开
- 如果没有外部上拉，LED就不会工作。
所以我需要的是一个能够主动输出高、低电平，而不是要去依赖外部
③控制对应引脚输出正确电平
为什么？
LED本质上是二极管，只有形成电流回路才能发光。