2.8 单片机入门

单片机是一颗“装在芯片里的小电脑”。这一节讲它由什么组成、GPIO 引脚怎么控制外面的东西、程序是怎么“写进去”的，以及串口和 USB——都是为案例 B 的 ESP32-C3 彩灯板做准备。

⏱ 约 15 分钟🎯 需要 2.7 的基础

单片机 = 一颗芯片里的小电脑#

单片机（MCU，Microcontroller Unit）把一台电脑最基本的部分都塞进了一颗芯片：

和电脑相比，单片机很“弱”（ESP32-C3 主频最高 160 MHz，内存几百 KB），但它便宜、省电、上电就跑，非常适合控制灯、电机、传感器这类事情。洗衣机、电饭煲、遥控器里都有单片机。

GPIO（通用输入输出）是单片机上可以由程序控制的引脚，每只都有编号（ESP32-C3 叫 IO0、IO1……）：

案例 B 里，IO8 接到第一颗 RGB 灯的数据输入（网络 RGB_DIN），三颗灯首尾串成一串：前一颗的 DOUT 接后一颗的 DIN。程序从 IO8 发出一串数据，就能分别设置每颗灯的颜色。

你在电脑上写的程序，要变成单片机能执行的机器码，再存进它的 Flash 里，这个过程叫烧录（也叫下载、上传、Flash）。以 Arduino 为例：

串口（UART）：最简单、最常用的通信方式，只要两根信号线：TX（发）和 RX（收），外加 GND。两个设备连接时要交叉：A 的 TX 接 B 的 RX，A 的 RX 接 B 的 TX。单片机常用串口把调试信息“打印”到电脑上（Arduino 的 Serial.println()），这是排查程序问题的头号工具。
USB：电脑和单片机之间更方便的连接方式。很多老单片机自己不会“说 USB”，板子上要额外放一颗 USB 转串口芯片；ESP32-C3 芯片内置了 USB 串口 / 调试功能，USB 的 D− / D+ 直接接到模组的 IO18 / IO19 就行，省掉了一颗芯片。这就是案例 B 的 USB_D− / USB_D+ 网络。

单片机的程序存在哪里，断电后还在吗？

✅ 程序烧录进 Flash，断电不丢，上电自动运行。RAM 只是运行时临时存数据用的。

两块板子用串口通信，接线正确的是？

✅ 一方的“发”要接另一方的“收”。别忘了 GND——共地。