1、Flash存儲器

(1)Flash存儲器是一種非易失性存儲器，根據結構的不同可以將其分為NORFlash和NANDFlash兩種。

(2)Flash存儲器的特點：

A、區(qū)塊結構：在物理上分成若干個區(qū)塊，區(qū)塊之間相互獨立。

B、先擦后寫：Flash的寫操作只能將數(shù)據位從1寫成0，不能從0寫成1，所以在對存儲器進行寫入之前必須先執(zhí)行擦除操作，將預寫入的數(shù)據位初始化為1。擦除操作的最小單位是一個區(qū)塊，而不是單個字節(jié)。

C、操作指令：執(zhí)行寫操作，它必須輸入一串特殊指令(NORFlash)或者完成一段時序(NANDFlash)才能將數(shù)據寫入。

D、位反轉：由于Flash的固有特性，在讀寫過程中偶爾會產生一位或幾位的數(shù)據錯誤。位反轉無法避免，只能通過其他手段對結果進行事后處理。

E、壞塊：區(qū)塊一旦損壞，將無法進行修復。對已損壞的區(qū)塊操作其結果不可預測。

(3)NORFlash的特點：

應用程序可以直接在閃存內運行，不需要再把代碼讀到系統(tǒng)RAM中運行。NORFlash的傳輸效率很高，在1MB——4MB的小容量時具有很高的成本效益，但是很低的寫入和擦除速度大大影響了它的性能。

(4)NANDFlash的特點

能夠提高極高的密度單元，可以達到高存儲密度，并且寫入和擦除的速度也很快，這也是為何所有的U盤都使用NANDFlash作為存儲介質的原因。應用NANDFlash的困難在于閃存需要特殊的系統(tǒng)接口。

(5)NORFlash與NANDFlash的區(qū)別：

A、NORFlash的讀速度比NANDFlash稍快一些。

B、NANDFlash的擦除和寫入速度比NORFlash快很多

C、NANDFlash的隨機讀取能力差，適合大量數(shù)據的連續(xù)讀取。

D、NORFlash帶有SRAM接口，有足夠的地址引進來尋址，可以很容易地存取其內部的每一個字節(jié)。NANDFlash的地址、數(shù)據和命令共用8位總線(有寫公司的產品使用16位)，每次讀寫都要使用復雜的I/O接口串行地存取數(shù)據。

E、NORFlash的容量一般較小，通常在1MB——8MB之間;NANDFlash只用在8MB以上的產品中。因此，NORFlash只要應用在代碼存儲介質中，NANDFlash適用于資料存儲。

F、NANDFlash中每個塊的最大擦寫次數(shù)是一百萬次，而NORFlash是十萬次。

G、NORFlash可以像其他內存那樣連接，非常直接地使用，并可以在上面直接運行代碼;NANDFlash需要特殊的I/O接口，在使用的時候，必須先寫入驅動程序，才能繼續(xù)執(zhí)行其他操作。因為設計師絕不能向壞塊寫入，這就意味著在NANDFlash上自始至終必須進行虛擬映像。

H、NORFlash用于對數(shù)據可靠性要求較高的代碼存儲、通信產品、網絡處理等領域，被成為代碼閃存;NANDFlash則用于對存儲容量要求較高的MP3、存儲卡、U盤等領域，被成為數(shù)據閃存。

2、RAM存儲器

(1)SRAM的特點：

SRAM表示靜態(tài)隨機存取存儲器，只要供電它就會保持一個值，它沒有刷新周期，由觸發(fā)器構成基本單元，集成度低，每個SRAM存儲單元由6個晶體管組成，因此其成本較高。它具有較高速率，常用于高速緩沖存儲器。

通常SRAM有4種引腳：

CE：片選信號，低電平有效。

R/W：讀寫控制信號。

ADDRESS：一組地址線。

DATA：用于數(shù)據傳輸?shù)囊唤M雙向信號線。

(2)DRAM的特點：

DRAM表示動態(tài)隨機存取存儲器。這是一種以電荷形式進行存儲的半導體存儲器。它的每個存儲單元由一個晶體管和一個電容器組成，數(shù)據存儲在電容器中。電容器會由于漏電而導致電荷丟失，因而DRAM器件是不穩(wěn)定的。它必須有規(guī)律地進行刷新，從而將數(shù)據保存在存儲器中。

DRAM的接口比較復雜，通常有一下引腳：

CE：片選信號，低電平有效。

R/W：讀寫控制信號。

RAS：行地址選通信號，通常接地址的高位部分。

CAS：列地址選通信號，通常接地址的低位部分。

ADDRESS：一組地址線。

DATA：用于數(shù)據傳輸?shù)囊唤M雙向信號線。

(3)SDRAM的特點：

SDRAM表示同步動態(tài)隨機存取存儲器。同步是指內存工作需要同步時鐘，內部的命令發(fā)送與數(shù)據的傳輸都以它為基準;動態(tài)是指存儲器陣列需要不斷的刷新來保證數(shù)據不丟失。它通常只能工作在133MHz的主頻。

(4)DDRAM的特點

DDRAM表示雙倍速率同步動態(tài)隨機存取存儲器，也稱DDR。DDRAM是基于SDRAM技術的，SDRAM在一個時鐘周期內只傳輸一次數(shù)據，它是在時鐘的上升期進行數(shù)據傳輸;而DDR內存則是一個時鐘周期內傳輸兩次次數(shù)據，它能夠在時鐘的上升期和下降期各傳輸一次數(shù)據。在133MHz的主頻下，DDR內存帶寬可以達到133×64b/8×2=2.1GB/s。

3、硬盤、光盤、CF卡、SD卡

4、GPIO原理與結構

GPIO是I/O的最基本形式，它是一組輸入引腳或輸出引腳。有些GPIO引腳能夠加以編程改變工作方向，通常有兩個控制寄存器：數(shù)據寄存器和數(shù)據方向寄存器。數(shù)據方向寄存器設置端口的方向。如果將引腳設置為輸出，那么數(shù)據寄存器將控制著該引腳狀態(tài)。若將引腳設置為輸入，則此輸入引腳的狀態(tài)由引腳上的邏輯電路層來實現(xiàn)對它的控制。

5、A/D接口

(1)A/D轉換器是把電模擬量轉換為數(shù)字量的電路。實現(xiàn)A/D轉換的方法有很多，常用的方法有計數(shù)法、雙積分法和逐次逼進法。

(2)計數(shù)式A/D轉換法

其電路主要部件包括：比較器、計數(shù)器、D/A轉換器和標準電壓源。

其工作原理簡單來說就是，有一個計數(shù)器，從0開始進行加1計數(shù)，每進行一次加1，該數(shù)值作為D/A轉換器的輸入，其產生一個比較電壓VO與輸入模擬電壓VIN進行比較。如果VO小于VIN則繼續(xù)進行加1計數(shù)，直到VO大于VIN，這時計數(shù)器的累加數(shù)值就是A/D轉換器的輸出值。

這種轉換方式的特點是簡單，但是速度比較慢，特別是模擬電壓較高時，轉換速度更慢。例如對于一個8位A/D轉換器，若輸入模擬量為最大值，計數(shù)器要從0開始計數(shù)到255，做255次D/A轉換和電壓比較的工作，才能完成轉換。

(3)雙積分式A/D轉換法

其電路主要部件包括：積分器、比較器、計數(shù)器和標準電壓源。

其工作原理是，首先電路對輸入待測電壓進行固定時間的積分，然后換為標準電壓進行固定斜率的反向積分，反向積分進行到一定時間，便返回起始值。由于使用固定斜率，對標準電壓進行反向積分的時間正比于輸入模擬電壓值，輸入模擬電壓越大，反向積分回到起始值的時間越長。只要用標準的高頻時鐘脈沖測定反向積分花費的時間，就可以得到相應于輸入模擬電壓的數(shù)字量，也就完成了A/D轉換。

其特點是，具有很強的抗工頻干擾能力，轉換精度高，但轉換速度慢，通常轉換頻率小于10Hz，主要用于數(shù)字式測試儀表、溫度測量等方面。

(4)逐次逼近式A/D轉換法

其電路主要部件包括：比較器、D/A轉換器、逐次逼近寄存器和基準電壓源。

其工作原理是，實質上就是對分搜索法，和平時天平的使用原理一樣。在進行A/D轉換時，由D/A轉換器從高位到低位逐位增加轉換位數(shù)，產生不同的輸出電壓，把輸入電壓與輸出電壓進行比較而實現(xiàn)。首先使最高位為1，這相當于取出基準電壓的1/2與輸入電壓比較，如果在輸入電壓小于1/2的基準電壓，則最高位置0，反之置1。之后，次高位置1，相當于在1/2的范圍中再作對分搜索，以此類推，逐次逼近。

其特點是，速度快，轉換精度高，對N位A/D轉換器只需要M個時鐘脈沖即可完成，一般可用于測量幾十到幾百微秒的過渡過程的變化，是目前應用最普遍的轉換方法。

(5)A/D轉換的重要指標(有可能考一些簡單的計算)

A、分辨率：反映A/D轉換器對輸入微小變化響應的能力，通常用數(shù)字輸出最低位(LSB)所對應的模擬電壓的電平值表示。n位A/D轉換器能反映1/2n滿量程的模擬輸入電平。

B、量程：所能轉換的模擬輸入電壓范圍，分為單極性和雙極性兩種類型。

C、轉換時間：完成一次A/D轉換所需要的時間，其倒數(shù)為轉換速率。

D、精度：精度與分辨率是兩個不同的概念，即使分辨率很高，也可能由于溫漂、線性度等原因使其精度不夠高。精度有絕對精度和相對精度兩種表示方法。通常用數(shù)字量的最低有效位LSB的分數(shù)值來表示絕對精度，用其模擬電壓滿量程的百分比來表示相對精度。

例如，滿量程10V，10位A/D芯片，若其絕對精度為±1/2LSB，則其最小有效位LSB的量化單位為：10/1024=9.77mv，其絕對精度為9.77mv/2=4.88mv，相對精度為：0.048%。

6、D/A接口基本

(1)D/A轉換器使將數(shù)字量轉換為模擬量。

(2)在集成電路中，通常采用T型網絡實現(xiàn)將數(shù)字量轉換為模擬電流，再由運算放大器將模擬電路轉換為模擬電壓。進行D/A轉換實際上需要上面的兩個環(huán)節(jié)。

(3)D/A轉換器的分類：

A、電壓輸出型：常作為高速D/A轉換器。

B、電流輸出型：一般外接運算放大器使用。

C、乘算型：可用作調制器和使輸入信號數(shù)字化地衰減。

(4)D/A轉換器的主要指標：分辨率、建立時間、線性度、轉換精度、溫度系數(shù)。

7、鍵盤接口

(1)鍵盤的兩種形式：線性鍵盤和矩陣鍵盤。

(2)識別鍵盤上的閉合鍵通常有兩種方法：行掃描法和行反轉法。

(3)行掃描法是矩陣鍵盤按鍵常用的識別方法，此方法分為兩步進行：

A、識別鍵盤哪一列的鍵被按下：讓所有行線均為低電平，查詢各列線電平是否為低，如果有列線為低，則說明該列有按鍵被按下，否則說明無按鍵按下。

B、如果某列有按鍵按下，識別鍵盤是哪一行按下：逐行置低電平，并置其余各行為高電平，查詢各列的變化，如果列電平變?yōu)榈碗娖剑瑒t可確定此行此列交叉點處按鍵被按下。

8、顯示接口

(1)LCD的基本原理是，通過給不同的液晶單元供電，控制其光線的通過與否，從而達到顯示的目的。

(2)LCD的光源提供方式有兩種：投射式和反射式。筆記本電腦的LCD顯示器為投射式，屏的背后有一個光源，因此外界環(huán)境可以不需要光源。一般微控制器上使用的LCD為反射式，需要外界提供電源，靠反射光來工作。電致發(fā)光(EL)是液晶屏提供光源的一種方式。

(3)按照液晶驅動方式分類，常見的LCD可以分為三類：扭轉向列類(TN)、超扭曲向列型(STN)和薄膜晶體管型(TFT)。

(4)市面上出售的LCD有兩種類型：帶有驅動電路的LCD顯示模塊，只要總線方式驅動;沒有驅動電路的LCD顯示器，使用控制器掃描方式。

(5)通常，LCD控制器工作的時候，通過DMA請求總線，直接通過SDRAM控制器讀取SDRAM中指定地址(顯示緩沖區(qū))的數(shù)據，此數(shù)據經過LCD控制器轉換成液晶屏掃描數(shù)據格式，直接驅動液晶顯示器。

(6)VGA接口本質上是一個模擬接口，一般都采用統(tǒng)一的15引腳接口，包括2個NC信號、3根顯示器數(shù)據總線、5個GND信號、3個RGB色彩分量、1個行同步信號和1個場同步信號。其色彩分量采用的電平標準為EIA定義的RS343標準。

9、觸摸屏接口

(1)按工作原理分，觸摸屏可以分為：表面聲波屏、電容屏、電阻屏和紅外屏幾種。

(2)觸摸屏的控制采用專業(yè)芯片，例如ADS7843。

10、音頻接口

(1)基本原理：麥克風輸入的數(shù)據經音頻編解碼器解碼完成A/D轉換，解碼后的音頻數(shù)據通過音頻控制器送入DSP或CPU進行相應的處理，然后數(shù)據經音頻控制器發(fā)送給音頻編碼器，經編碼D/A轉換后由揚聲器輸出。

(2)數(shù)字音頻的格式有多種，最常用的是下面三種：

A、采用數(shù)字音頻(PCM)：是CD或DVD采用的數(shù)據格式。其采樣頻率為44.1kHz。精度為16位時，PCM音頻數(shù)據速率為1.41Mb/s;精度為32位時為2.42Mb/s。一張700MB的CD可以保存大約60分鐘的16位PCM數(shù)據格式的音樂。

B、MPEG層3音頻(MP3)：MP3播放器采用的音頻格式。立體聲MP3數(shù)據速率為112kb/s至128kb/s。

C、ATSC數(shù)字音頻壓縮標準(AC3)：數(shù)字TV、HDTV和電影數(shù)字音頻編碼標準，立體聲AC3編碼后的數(shù)據速率為192kb/s。

(3)IIS是音頻數(shù)據的編碼或解碼常用的串行音頻數(shù)字接口。IIS總線只處理聲音數(shù)據，其他控制信號等則需要單獨傳輸。IIS使用了3根串行總線：數(shù)據線SD、字段選擇線WS、時鐘信號線SCK。

(4)當接收方和發(fā)送方的數(shù)據字段寬度不一樣時，發(fā)送方不考慮接收方的數(shù)據字段寬度。如果發(fā)送方發(fā)送的數(shù)據字段小于系統(tǒng)字段寬度，就在低位補0;如果發(fā)送方的數(shù)據寬度大于接收方的寬度，則超過LSB的部分被截斷。字段選擇WS用來選擇左右聲道，WS=0表示選擇左聲道;WS=1表示選擇右聲道。此外，WS能讓接收設備存儲前一個字節(jié)，并準備接收下一個字節(jié)。