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SAMD21微控制器介绍

概述

SAMD21是一款基于ARMCortex-M0+内核的微控制器，由MicrochipTechnology公司开发。它具有低功耗、高性能和高集成度的特点，广泛应用于各种嵌入式系统和物联网设备中。SAMD21微控制器在ArduinoMKRWiFi1010中扮演着核心角色，负责处理各种输入输出操作、数据处理和控制等功能。

主要特性

1.ARMCortex-M0+内核

SAMD21采用了ARMCortex-M0+内核，这是一款32位低功耗处理器。相比于传统的8位和16位处理器，32位处理器在处理复杂算法和大量数据时具有更高的效率和更好的性能。Cortex-M0+内核的低功耗特性使得它在电池供电的应用中非常受欢迎。

2.高效的功耗管理

SAMD21微控制器支持多种低功耗模式，包括休眠模式（SleepMode）、待机模式（StandbyMode）和深度休眠模式（DeepSleepMode）。这些模式可以根据应用需求动态调整功耗，从而延长电池寿命。

3.丰富的外设接口

SAMD21集成了多种外设接口，包括SPI、I2C、UART、PWM、ADC和DAC等。这些接口使得开发者可以轻松连接各种传感器、显示器和其他外设，实现复杂的功能。

4.大容量的闪存和RAM

SAMD21提供了256KB的闪存和32KB的RAM，这对于运行复杂的嵌入式应用程序来说是非常充足的。闪存用于存储程序代码，而RAM用于运行时的数据存储。

5.高速通信接口

SAMD21支持USB和CAN通信接口，可以实现高速的数据传输。USB接口可以用于编程和数据传输，而CAN接口则适用于工业和汽车领域的通信。

内部架构

1.内核

ARMCortex-M0+内核：这是一款32位RISC处理器，具有单周期乘法和硬件除法功能。它的低功耗和高性能特性使得它在嵌入式系统中非常受欢迎。

存储器：

闪存（FlashMemory）：256KB，用于存储程序代码。

RAM：32KB，用于运行时的数据存储。

2.时钟系统

SAMD21的时钟系统支持多种时钟源，包括外部晶体振荡器、内部RC振荡器和外部时钟输入。这些时钟源可以通过软件配置，以满足不同应用场景的需求。

3.电源管理

SAMD21支持多种电源管理技术，包括动态电压调整（DVS）和动态频率调整（DFS）。这些技术可以有效降低功耗，延长电池寿命。

4.外设接口

SPI（串行外设接口）：用于连接外部存储器、传感器等。

I2C（互连电路）：用于连接多个外设，如传感器和显示设备。

UART（通用异步收发传输器）：用于串行通信，常见于连接其他微控制器或PC。

PWM（脉宽调制）：用于控制电机、LED等。

ADC（模数转换器）：用于将模拟信号转换为数字信号，常见于连接传感器。

DAC（数模转换器）：用于将数字信号转换为模拟信号，常见于音频输出。

5.中断系统

SAMD21微控制器具有丰富的中断系统，支持多种中断源。中断系统可以提高系统的响应速度和可靠性，使得处理器可以在处理多个任务时更加高效。

开发环境

1.ArduinoIDE

ArduinoIDE是一个开源的集成开发环境，支持多种Arduino硬件平台，包括ArduinoMKRWiFi1010。通过ArduinoIDE，开发者可以编写、编译和上传代码到微控制器。

2.ArduinoSAMD核心

ArduinoSAMD核心是一组库和工具，用于支持基于SAMD21微控制器的Arduino板。安装ArduinoSAMD核心后，ArduinoIDE可以识别并支持ArduinoMKRWiFi1010。

3.安装步骤

打开ArduinoIDE。

进入文件首选项，在附加开发板管理器网址中添加以下URL：

https://dl.sDodds/arduino/avr/samd/package_arduino_samd_index.json

进入工具开发板开发板管理器，搜索SAMD并安装。

选择ArduinoMKRWiFi1010作为开发板。

连接ArduinoMKRWiFi1010到PC，选择正确的端口。

示例代码

1.读取ADC值

SAMD21集成了ADC，可以轻松读取模拟信号。以下是一个简单的示例代码，用于读取连接到A0引脚的传感器值并打印到串行监视器。

//读取ADC值并打印到串行监视器

voidsetup(){

//初始化串行通信