电子电路基础

1.电阻 

电阻单位：欧姆(Ω)，电阻在电路中对电流起阻碍作用，用于对电路限流防止因电流过大对元器件造成损害，或利用电阻在电路中分压获得所需要的电压，串联电路总电阻值R=R1+R2+R3......，并联电路总电阻值。

2.电容

电容单位：法拉（F），电容类似电池，能够储存电能，但是一般其容量较小，电容外接电压时会充电，电子由正极到负极，若外部电压源消失，电容若还处于回路中，电容会放电，电子由负极回到正极，电容在电路中的电压值等于其在电路中两端的电压，电容在直流电路中充满电后表现为断路，在交流电路会随着电路电压的改变表现出通交流的现象，因此电容在电路中一般用做滤波、去耦， 串联电路总电容C的大小，并联电路中总电容。

大电容（如电解电容）：负责处理低频波动，做整体的能量缓冲。
小电容（如陶瓷电容）：因为封装小、寄生电感极低，专门放在芯片引脚旁边，利用其优异的“通高频”特性，精准滤除MHz级别的高频噪声。

3.电感

电感单位：亨利（H），电感一般为导线绕成的线圈，由于电磁感应现象，当通过电感的电流发生变化，电感会产生阻碍电流变化的感应电流阻碍电流的变化，因此电感能够通直流，隔交流，通低频，阻高频，一般在电路中用于平稳电流的变化，保护脆弱元器件，滤波。串联电路总电感，并联电路总电感 。

4.晶体管

1.二极管

二极管是通过两个特性不同的P形和N形半导体组成的电子器件，不同类型的半导体会在内部形成PN结，PN结中心会形成耗尽层阻止电场扩散；因此二极管具有单向导电性，加上正向电压时耗尽层变薄；二极管导通，加上反向电压时耗尽层变厚，二极管截止。利用其单向导电性可以控制电流方向，防止电源反接，可以用作钳位，即当某点电压超过预设的安全阈值时，从截止转为正向导通，形成低阻抗通路，将多余的电流泄放到地，从而将该点的电位强制在安全区间内，特别的稳压二极管可以通过其反向击穿电压恒定的特性来进行稳压。

2.三极管

三极管分为PNP型三极管和NPN型三极管，b:基极，c：集电极（正极），e：发射极（负极）

e极的箭头指向代表PN结的导通方向，也代表e极的电流方向

NPN型三极管的导通起始条件在Vb-Ve>0.7V，PNP型三极管的导通起始条件为Ve-Vb>0.7V

而三极管的导通程度与基极的电流有关，当三极管到达起始导通条件，未达到外部负载电路的极限时，增大基极电流会使三极管的导通更好，外部负载的电流也会增大，此时三极管工作在放大区；当达到外部负载所允许的极限时，继续增大基极电流，外部负载的电流也不会增加，此时三极管工作在饱和区。

3.MOS 管

MOS管有三个引脚，分别为栅极（G）、漏极（D）、源极（S）；MOS管有四种，分为四种NEMOS（N沟道增强型）、PEMOS（P沟道增强型）、PDMOS（P沟道耗尽型）、NDMOS（N沟道耗尽型），其中增强型MOS管为常闭状态，耗尽型MOS管为常开状态，所有MOS管的工作条件都是给栅极一个电压，使漏极和源极开始导通或开始关闭

分类	默认状态 (Vgs=0)	导通/关断机制
NEMOS	关断 (常闭)	加正压导通
PEMOS	关断 (常闭)	加负压导通
NDMOS	导通 (常开)	加负压关断
PDMOS	导通 (常开)	加正压关断

与三极管不同的是，MOS管分为截至区、可变电阻区、饱和区，当栅极电压未达到阈值电压       （，栅极和源极之间的电压差值）时，MOS管处于截至区，此时漏极和源极不导通；当MOS管栅源电压达到阈值电压的条件时，MOS管进入可变电阻区，此时MOS管等效为一个受栅源电压控制的可变电阻，此时电压差值越大，沟道越宽，电阻越小；通常MOS管的数据手册上会标注让沟道充分打开时的栅极和源极的电压差值，此时若再想增大漏极源极之间的电流，只能增大漏源电压（漏极和源极电压的差值），当漏源电压增加到一定值时，漏极电压产生的电场会抵消一部分栅极的电场，使沟道变窄，产生夹断，此时继续增大漏源电压，多出来的电压用来克服电子跨越夹断区的阻力，而不会再让电流显著增加了。

GPIO原理以及运用

1.施密特触发器

是一种具有迟滞特性的比较器电路，常用于将模拟信号转换为数字信号，或对波形进行整形。其核心特点是具有两个不同的阈值电压（上限阈值和下限阈值），能够有效消除输入信号中的噪声干扰。

2.浮空输入

引脚处于高阻抗状态，电平由外部电路决定，无内部上拉或下拉电阻。适用于外部已明确驱动电平的场景，如按键检测（需外接上拉/下拉电阻）。

3.上拉输入

内部上拉电阻激活，默认电平为高。外部无驱动时，引脚保持高电平；低电平信号需外部强下拉。典型应用为节省外置电阻的按键电路。

4.下拉输入

内部上拉电阻激活，默认电平为高。外部无驱动时，引脚保持高电平；低电平信号需外部强下拉。典型应用为节省外置电阻的按键电路。

5.推挽输出（Push-Pull Output）

通过MOS管直接驱动高低电平，输出能力强，高低电平切换速度快。适用于驱动LED、继电器等需明确电平的负载。

6.开漏输出（Open-Drain Output）

仅能输出低电平或高阻态，需外接上拉电阻实现高电平。支持线与逻辑，适用于多设备共享总线（如I²C）。

7.复用功能模式；复用推挽/开漏

引脚作为外设（如UART、SPI）的专用信号线时，需配置为复用模式。推挽或开漏的选择取决于外设需求，例如USART_TX通常为推挽，I²C_SDA为开漏。

8.模拟模式；模拟输入/输出

关闭数字电路功能，直接连接ADC/DAC。用于采集模拟信号（如传感器输出）或生成模拟输出（如PWM经滤波后）。

9.GPIO的寄存器

GPIOx_MODER（端口模式寄存器）：用于配置引脚的工作模式，例如输入、输出、模拟功能或复用功能 。

GPIOx_OTYPER（端口输出类型寄存器）：用于设置引脚的输出类型，即推挽输出或开漏输出 。

GPIOx_OSPEEDR（端口输出速度寄存器）：用于配置引脚的输出速度（如低速、中速、高速、超高速） 。

GPIOx_PUPDR（端口上拉/下拉寄存器）：用于配置引脚内部的上拉或下拉电阻状态 。

GPIOx_IDR（端口输入数据寄存器）：用于读取引脚当前的实际输入电平状态（高电平或低电平） 。

GPIOx_ODR（端口输出数据寄存器）：用于向引脚写入数据，控制其输出高电平或低电平 。

GPIOx_BSRR（端口置位/复位寄存器）：用于对单个引脚进行独立的置位（输出高）或复位（输出低）操作，写入1有效，写入0无效 。

GPIOx_LCKR（端口配置锁定寄存器）：用于锁定当前引脚的配置状态，防止程序在运行过程中被意外修改，直到下次复位才会解锁 。

GPIOx_AFRL / GPIOx_AFRH（复用功能寄存器）：分为低位（AFRL）和高位（AFRH），用于将GPIO引脚配置为特定外设（如串口、I2C、SPI等）的复用功能引脚 。

32单片机这九个寄存器，对应哪个组的引脚，是在代码里选择的；这九个寄存器，每个寄存器都有32位，每个寄存器都有两位对应这个引脚的一个状态，如PA0对应寄存器0位和1位，PA6对应寄存器的12位和13位。