DebugLab 发表于 2024-9-9 19:21:16

开山斧:Ai8051U核心功能实验板:USB声卡,录音,TFT彩屏,QSPI-FLASH,TF卡,I2S-DAC!

Ai8051USB,USB 型 1T 8051,支持32位和8位指令集
管脚兼容天王级别的:89C52RC,12C5A60S2
要兼容 8位8051指令集,可以用 Keil C51/IAR/SDCC 编译器
===就相当于更强大的 8H8K64U
要兼容 32位8051指令集,可以用 Keil C251 编译器,双核兼容设计
===就相当于更强大的 32G12K128, 32G8K64
34K SRAM(2K edata, 32K xdata), 64K Flash
TFPU@120MHz, 硬件浮点/硬件三角函数 运算器
DMA支持PWM, DMA支持外设直接到外设, P2P
120MHz-PWM支持硬件移相,16位PWM; 真12位ADC
USB, 4组串口,12位ADC, 轨到轨比较器
QSPI, SPI, I2S, I2C,TFT-i8080/M6800 接口
PDIP40,LQFP44,LQFP48
CPU32@42MHz

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开山斧,Ai8051U 核心功能实验板,i8080-8位接口TFT彩屏:
Ai8051U DEMO BOARD V2.5-20241031
USB声卡、TF卡(小SD卡)、QSPI/SPI-Flash、
I2S DAC、ADC录音、NTC测温、
TFT触摸彩屏:480*800、320*480、240*320,i8080/M6800接口
===2.4寸,2.8寸,3.2寸,3.5寸,4寸,4.3寸,触摸电阻TFT彩屏
===TFT彩屏-星光大道

五向开关 按键,7个 独立按键,16个 ADC检测 按键
SPI/I2C-TFT/OLED12864/LCD12864屏、
简易示波器、简易波形发生器、
WS2812彩灯,演示板

立创EDA开源 SCH / PCB:




下面开源立创EDA文件,安装立创EDA专业版,双击eprj文件就打开了

LCEDA:

SCH:

PCB:

Gerber:

BOM:

Assembly Drawings:


TFT480800彩屏、TFT320480彩屏、TFT240320彩屏,i8080-8bit接口,电阻触摸
2.4"、2.8",3.2"、3.5"、4、4.3"插接款,用插座,6款都通用(需要跳线设置)
TFT Datasheet:






WS2812:



参考价格与购买链接(点击蓝色下划线文字):
2.4":
¥18.5

2.8":
¥22.5

3.2":
¥35.5

3.5":
¥33.5

4.0":
¥45.5

4.3":
¥39.90

XPT2046:
¥0.85

FPC连接器0.5mm上接40P:
¥0.38

ES8156:
¥1.41
ES8156:
¥1.49

WS2812-1615:
¥0.3

WS2812-5050:
¥0.216

TLV320AIC23B:
¥2.25(翻新)

版本更新记录:
V1.0
2块板(底板、屏幕模块),2.4" TFT,无触摸,尺寸10*10cm
V2.0
改为1块板,兼容5种尺寸触摸屏,LDO改为ME6231,尺寸10*15cm
V2.1
增加掉电检测电位器、PWM简易DAC、WS2812,修改丝印、跳线
V2.2
R68、R84丝印反,修改
V2.3
WS2812改5050封装,修改丝印
V2.4
音频输出跳线改为直插排针,修改丝印
V2.4.1
丝印SVCC改VCC
V2.5
TFT接口配置脚(IM0、IM1、IM2)改为全部可自定义,
因为找到一款 便宜的 4.3" 480*800 TFT彩屏,
修改丝印

Ai8051U 数据手册 下载:

深圳国芯人工智能有限公司-产品_AI8051U系列 (stcai.com)

Ai8051U-LQFP48比普通 M0/M3,如 32F103C8T6 强太多的地方:
1,Ai8051U有TFPU@120MHz, 算力比他强, uS级硬件三角函数/浮点运算器;
2,Ai8051U的抗干扰比他强;
3,Ai8051U的内部复位是专业级的复位电路,彻底省外部复位;
4,Ai8051U的内部时钟完全满足串口通信要求,4组串口;
5,Ai8051U-LQFP48有 QSPI, i8080/M6800-TFT 接口,32F103C8T6没有;
6,Ai8051U的PWM支持硬件移相@120MHz
7,Ai8051U是 34K SRAM
8,Ai8051U是 自带硬件USB, 1个芯片就能直接USB连接电脑仿真/下载,全球唯一

Ai8051U-LQFP48, RMB2.3含税









神农鼎 发表于 2024-9-24 15:15:59

Ai8051U-LQFP48比普通 M0/M3,如 32F103C8T6 强太多的地方:
1,Ai8051U有TFPU@120MHz, 算力比他强, uS级硬件三角函数/浮点运算器;
2,Ai8051U的抗干扰比他强;
3,Ai8051U的内部复位是专业级的复位电路,彻底省外部复位;
4,Ai8051U的内部时钟完全满足串口通信要求,4组串口;
5,Ai8051U-LQFP48有 QSPI, i8080/M6800-TFT 接口,32F103C8T6没有;
6,Ai8051U的PWM支持硬件移相@120MHz
7,Ai8051U是 34K SRAM
8,Ai8051U是 自带硬件USB, 1个芯片就能直接USB连接电脑仿真/下载,全球唯一

Ai8051U-LQFP48, RMB2.3含税

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开山斧,Ai8051U 核心功能实验板
===20240925-2版,MCU 开山之作
===视频级 TFT彩屏 播放, TFT240320, TFT320480
===极致音频 播放 + ADC 录音
USB声卡,TF卡/小SD卡,QSPI-Flash,
I2S DAC,ADC录音, NTC测温,
TFT触摸彩屏(320*480、240*320),
SPI/I2C-TFT/OLED12864/LCD12864屏,
简易示波器, WS2812彩灯、五向开关演示板
立创EDA开源 SCH / PCB
TFT240320彩屏,TFT320480彩屏,i8080接口
2.4"、2.8",3.2"、3.5"、4"、4.3"
插接款,用插座,5款都通用
焊接款,不用插座,2.4"、2.8"通用,3.2"、3.5"通用

















DebugLab 发表于 2024-10-15 22:08:42











attach://59900.mp4

attach://59901.mp4

zhp 发表于 2024-10-18 17:06:56

开山斧 实物图





DebugLab 发表于 2024-10-23 15:31:13

TFT测试正常





神农鼎 发表于 2024-10-29 08:28:08

用了3.3V的TFT屏,
用了3.3V的QSPI-FLSH,
就让整个系统主要工作在3.3V

3.3V系统跟5V器件打交道也是很容易解决的

深圳国芯人工智能有限公司-产品_AI8051U系列 (stcai.com)















DebugLab 发表于 2025-1-14 21:28:00

TFT 480*800, HX8369 初始化成功,TFT 480*800

4.3寸的TFT屏, TFT 480*800, HX8369,
淘到RMB38,TFT 480*800
attach://80708.mp4



DebugLab 发表于 2025-2-10 16:30:57

TFT 480*800 HX8369 串口助手,TFT 800*480
attach://84044.mp4

神农鼎 发表于 2024-9-9 21:48:26

开山斧-Ai8051U, 就是 TFT彩屏的光辉岁月

开山斧,开启 51-TFT触摸彩屏 之 星光大道


20240924, 审核上图
传统基础 8051 《单片机原理及应用》课程实验

1,跑马灯有了, 只焊哪几个跑马灯 ?
2,INT0, INT1,传统外部中断 按键实验有
3,T0, T1, 传统外部脉冲计数 实验有
4,串口1和串口2的自己通信实验.
      要将 【VCC+3.3V, P3.6, P3.7, GND】 拉到1个插座
      或其他串口互相通信, 杜邦线飞线   

5,ADC测按键有了,ADC 测温有了
6,PWM输出做波形发生器有了
7,比较器做掉电检测没有
对外输出 【5V,Gnd】   插座 无
对外输出 【3.3V,Gnd】插座 无
==============================

TFT彩屏-i8080接口,有了,
===2.4寸,2.8寸,TFT240*320很流行
===3.2寸,3.5寸,TFT320*480很流行

SPI-TFT彩屏 有了,TFT240*240很流行
SPI-OLED12864 有了,
SPI-LCD12864 有了,
I2C-OLED12864 有了

QSPI-Flash 有了
SPI-Flash 有了
TF卡/小SD卡 有了,SPI读写

I2S-DAC 音频输出电路有了
ADC录音电路有了

示波器电路有了



es15071848238 发表于 2024-9-9 21:52:30

牛掰牛掰,等待打板

webfly 发表于 2024-9-10 08:38:06

学习一下

soma 发表于 2024-9-10 10:01:59

功能还蛮多的

DebugLab 发表于 2024-9-11 02:21:45

本帖最后由 DebugLab 于 2024-9-11 12:45 编辑

改触摸屏过程中遇到一系列IO规划问题总结如下:
QSPI独占QSPI_2总线
I2S独占I2S_2总线
ES8156的I2C控制总线不能与I2C_4复用,因I2C_4与SPI_4复用,存在非标准I2C时序,可能导致ES8156异常(ES8156与CN7 SPI屏或2.4"触摸屏冲突),故ES8156的I2C控制总线接P50、P51用软件模拟I2C(参考实验箱)
因I2C_4与SPI_4复用且本开发板主要做触摸屏实验,I2C EEPROM一旦焊死,可能受SPI_4影响,EEPROM可用MCU内部FLASH代替,I2C EEPROM还影响PCB布局走线,保留I2C EEPROM焊接位置弊大于利,故删除,该实验可以在CN7插模块或在CN1、CN2插杜邦线实现
CN8在标准8PIN SPI屏幕(OLED、LCD、TFT)模块接口上新增2PIN,与相邻的GND、VCC共同组成传感器模块的I2C接口,可以做I2C传感器相关实验,已确定兼容的传感器模块:SHT30、BMP280
CN8 I2C传感器、CN8 I2C屏幕、CN8 SPI屏幕、2.4"触摸屏,全部冲突,不可共存,其中前两个接口冲突,其他为信号冲突,I2C接口冲突的,可以CN8插一个I2C模块,再CN1、CN2插杜邦线连接另一个I2C模块
黑白LCD12864屏原来是因为板子右侧长条区域闲着也是闲着才加的(还能对上一个螺丝孔),考虑到初学者上来就学SPI触摸屏难度比较大,又没有其他的输入设备(五向开关取消,也是IO口闲着也是闲着才加的,现因IO规划问题取消),现取消并更换为ADC KEY
2.4"屏加触摸I8080 16bit改8bit后(后面有说明),P0空闲,留作流水灯实验和PWM输出用
P13接BLK,作为SPI TFT屏和I8080 TFT触摸屏的背光控制,可以使用PWM6_2或PWM2N或CCP0
使用ADC的IO取消LED,避免LED干扰模拟信号,涉及IO:P10(ADC0,简易示波器输入或NTC测温)、P11(ADC KEY)、P12(话筒录音)
使用USB的IO取消LED,避免LED干扰USB信号
其他问题:
J1跳线定义缺少丝印
CN1、CN2中有8个GND针、2个SVCC针,缺少+5V和+3.3V电源(+5V仅用于外接其他电路,因I2S DAC、SPI FLASH、2.4"触摸屏仅支持3.3V供电,所以VCC、SVCC仅支持3.3V供电,不支持+5V供电,排针中的+5V不要乱接)
因I8080 16bit占用过多IO导致IO不够用,且I8080 8bit速度已足够(速度瓶颈不在I8080接口),需要更换为2.4" 8bit I8080 TFT触摸屏(带XPT2046 SPI电阻屏触摸IC)
因市面上无法购买到2.4" I8080 8bit TFT触摸屏模块(ILI9341+XPT2046),联系知名厂家中景园答复2K pcs起订,所以需要自制
尺寸和接口规格已定义好,外观参考中景园I8080 16bit TFT屏模块(不带触摸),24PIN改为22PIN,改I8080 8bit并加XPT2046触摸
作为开源开发板,为方便DIY,板子尺寸为最大免费打样尺寸10*10cm,单面贴片方便使用加热台焊接,受尺寸限制,TFT屏模块还是小一点比较好,就不兼容实验箱的Arduino屏规格了,市面上买到的Arduino屏有5V供电的有3.3V供电的,还没有触摸IC,只能使用4通道ADC读触摸屏了,这又占用了IO口和ADC(知名网友冲哥准备制作兼容实验箱Arduino规格的触摸屏了,实验箱的可以等冲哥的触摸屏)
市面上标准2.4"触摸屏有两种规格,37PIN焊接和40PIN插接,其中焊接款的IMx由FPC上的电阻设置,插接款的IMx引出由外部设置,考虑过不做屏幕模块,直接使用插接款,在开发板上焊接一个FPC插座,因平铺FPC时接触面在上,有两种方式:使用下接FPC插座贴正面或使用上接FPC插座贴反面,其中使用下接FPC插座贴正面,因是开发板无外壳无法固定;使用上接FPC插座贴反面,不符合单面贴片的原则,且FPC插座较其他元件不耐热,用不了加热台,热风枪又很容易吹化,而且PCB需要开槽穿过FPC排线,屏用胶粘在正面,和元件还有走线都会干涉,元件没处放线还不好走,直接贴板子上旁边就是排针会扎手,所以只能另外再用另外一块PCB做触摸屏模块
该触摸屏模块经过与知名网友冲哥讨论,有个闲置的IO,考虑加入TF/SD卡或电源控制(实测ILI9341静态电流120μA,背光22mA),做低功耗设计时就算关掉背光还有120μA电流,可以加电子开关断开(这段划掉),后来觉得做低功耗的话还有其他电路的功耗要考虑,电子开关一般在底板上,屏模块可以不要电子开关, 不然又多了5个不必要的件,直接做成TF/SD卡的CS,和触摸的SPI时分复用
裸屏焊接插接的都有,我觉得还是用焊接款比较好,因为插接款只能PCB开槽FPC穿过来,开槽和FPC插座还有FPC会影响TF/SD卡插座和走线,而且裸露的FPC脆弱易损坏,还有FPC金手指时间久了氧化接触不良的问题
根据ILI9341数据手册和中景园产品规格书,焊接款设置8bit/16bit的跳线是IM3
根据ILI9341数据手册,CS低电平有效,允许在MCU接口(I8080)模式下固定为低,不会出现显示异常,电源时序没有限制,对功耗没有影响
因IO不够用,LCD_CS直接接地,TF_CS不接(2.4"触摸屏上的TF卡不使用)




DebugLab 发表于 2024-9-11 12:38:14


XPT2046的CS也是低电平有效,LCD_CS和T_CS可以接一起
P35网络连接:SPI屏的CS、I8080屏的CS、触摸的CS
两个屏不能同时使用(SPI屏和触摸复用SPI_4)

zhangjsh 发表于 2024-9-11 15:56:06

五向开关还是留着较好,可以扩大输入的灵活性。

DebugLab 发表于 2024-9-11 17:11:55

zhangjsh 发表于 2024-9-11 15:56
五向开关还是留着较好,可以扩大输入的灵活性。

地方够,可以保留

神农鼎 发表于 2024-9-12 09:10:52


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