AI8051U实验箱学习记录

macrofei 发表于 2024-12-16 14:10:52

第一集心得
在老师的讲解中，我们深入了解了AI8051U的一些应用案例，涵盖了多种功能，并展示了其卓越的性能。以下是我特别关注的几个亮点： 
1.彩屏刷新效果： 
彩屏刷新率表现非常流畅，能够实现细腻的显示效果，确保了屏幕显示的稳定性和清晰度。 
PWM_DMA控制： 
2.通过PWM_DMA技术，我们能够同时驱动1000+颗LED灯珠，实现精确的灯光控制。此功能不仅支持高效的频谱显示，还能快速进行FFT运算，并实现实时更新，提升了整体显示效果的响应速度。 
IIS录放音功能： 
3.支持IIS接口的音频录制与播放，具备暂停录音和播放录音的功能。通过这一功能，用户能够轻松实现高质量的音频录放操作，方便且实用。 
智能手写计算器： 
4.AI8051U内置的手写识别功能能够智能识别手写数字，快速转换为计算输入，极大地提升了用户体验。 
5.Flash编程器与视频显示： 
内建的Flash编程器具备强大的视频显示能力，能够顺畅播放视频，演示效果非常出色。 
AI8051U展示了其在多项技术上的强大运算能力与应用前景，尤其在PWM_DMA和彩屏显示方面的表现尤为突出，为各种智能设备应用提供了强有力的支持。

macrofei 发表于 2024-12-16 14:11:28

第二集 
老师在这一集中详细介绍了 AI8051U实验箱的各个硬件模块及其应用场景。
<ol>
<li>USB接口与烧录功能 
USB-TypeA接口：传统的USB接口，常用于连接电脑和其他USB设备。 
USBLink1D接口：专为STC官方烧录工具设计，方便将程序烧录到单片机中。 
USB-TypeC接口：提供额外的烧录连接方式，具有更高的数据传输速率和更广泛的兼容性。 
USB转双串口：通过官方芯片将一个USB接口转换为两个串口接口，可以实现更多的串口通信，方便进行调试与数据传输。</li>
<li>存储与数据扩展 
TF卡插座：能够有效扩展存储容量，适用于需要大量数据存储的应用，如数据采集、音视频存储等。</li>
<li>测量与信号测试 
示波器BNC输入：通过外接示波器头，可以测量电路中的波形，进行信号测试和调试，帮助我们理解信号的变化和调试技术。 
掉电检测电压：当设备掉电时，能够及时检测到电压变化，并实现程序的掉电恢复功能，这是一个非常实用的功能，能够保证系统在断电后恢复工作。</li>
<li>音频与显示功能 
立体声耳机输出：可以连接耳机播放声音，适合音频输出应用。 
立体声线路输出：通过此接口可以输出立体声信号，用于音响系统等设备的声音播放。 
话筒录音功能：配合AI8051U的录音程序使用，可以实现高质量的录音效果，适合做语音识别、录音分析等应用。 
OLED屏幕：小型显示屏，适用于显示简单的信息，如MP3播放器的显示。 
TFT彩屏：具有更高分辨率和丰富色彩的显示屏，可以用于更复杂的显示应用，非常期待测试这个功能。</li>
<li>硬件基础与实验功能 
8路流水灯：这是进入硬件学习的第一步，通过点亮一系列灯泡模拟流水效果，帮助我们理解输出控制。 
8位数码管：由两个4位数码管组合而成，用于显示数字或字符。 
矩阵键盘：可以通过按键输入数据，矩阵键盘通过直连IO口或通过ADC计算得到输入值，广泛用于输入接口中。 
LCD和RTC时钟功能：LCD用于显示实时信息，RTC时钟可以提供准确的时间跟踪。</li>
<li>通信与传感器功能 
红外接收：通过红外遥控器接收信号，可用于遥控操作。 
红外发射：可以对其他设备发射红外信号，用于远程控制其他设备。 
EEPROM存储：用于存储大容量数据，适合需要持久保存的应用场景，如配置文件、用户数据等。 
DS18B20温度传感器：这是一个低成本且高精度的温度传感器，可以用于温度测量应用。 
SP3485通信芯片：此芯片提供RS-485通信能力，适合多点通讯和工业自动化系统的构建。</li>
<li>实验与开发工具 
Keil软件：Keil是嵌入式开发领域非常经典的集成开发环境，老师介绍了如何使用Keil编写程序、调试代码，并进行单片机编程。 
程序烧录与调试：老师展示了如何从STC官网下载所需的文件，解压、编译并烧录到单片机中。 
点灯实验：老师演示了如何利用程序控制8位流水灯实现基本的硬件调试。通过调整程序，我们能够学习到如何切换8位和32位的不同模式，并掌握完整的烧录和调试过程。 
跑马灯实验：作为基础实验之一，跑马灯实验通过程序控制LED灯逐个点亮，帮助我们理解单片机的时序控制和硬件接口。</li>
<li>其他硬件细节 
晶振：位于电路板的背面，晶振在精确校时和系统时钟生成中扮演关键角色，保证系统的时序准确性。</li>
</ol>

macrofei 发表于 2024-12-16 14:11:53

第三集：点亮第一颗LED灯
<ol>
<li>创建空工程与基本设置 
新建工程：选择目标平台为 C251，并设置 Large 为 64k，Hex 为 386模式。 
工程配置：选择合适的目标芯片型号并进行必要的配置，确保编程环境正常运行。</li>
<li>LED的功能与特性 
LED的工作原理：LED灯通过电流的流动来发光，通常需要一个电流限流电阻来保护LED。单片机通过控制I/O口的高低电平来点亮或熄灭LED。 
LED的控制：通过配置单片机的I/O口，输出适当的电平来控制LED的亮灭。</li>
<li>单片机I/O口配置与控制 
配置I/O口：使用STC公司提供的IO配置工具来设置端口模式，包括准双向口、输入口、输出口等。通过配置端口为输出模式，单片机可以控制LED的亮灭。 
IO口控制：在代码中配置相应的I/O口，向I/O口输出高电平（点亮LED）或低电平（熄灭LED）。</li>
<li>代码实现与下载 
编写代码：根据硬件连接和I/O口配置，编写点亮LED的程序。例如，通过设置某个端口输出高电平来点亮LED。 
下载代码：将编写好的代码下载到单片机中，进行调试和测试，确保LED能够按预期亮灭。</li>
</ol>

macrofei 发表于 2024-12-16 14:12:40

第四集：USB不停电下载 
本集主要展示了停电下载和不停电下载的区别，并介绍了如何通过一些设置实现不停电下载。 
实现步骤： 
添加USB库文件： 
首先，添加STC的USB库文件到工程中，以支持USB通信。 
移植下载函数： 
将相关的下载函数移植到你的代码中，使其能够支持不停电下载功能。 
配置初始化： 
在代码中添加USB初始化函数，确保USB接口能够正常工作。 
烧录工具设置： 
打开烧录工具，勾选命令参数选项，这样可以使工具支持相应的命令行参数。 
设置相关寄存器： 
配置P_SW2寄存器或IE2寄存器，启用USB功能并确保不停电下载过程顺利进行。
<img src="data/attachment/forum/202412/16/141227ifoeoovv6oj33oce.png" alt="image.png" />

macrofei 发表于 2024-12-16 14:13:44

第三集补充
<img src="data/attachment/forum/202412/16/141315koo63tfon86nodeg.jpg" alt="69b24bcb18beb3d354208db46b920b7.jpg" /><img src="data/attachment/forum/202412/16/141326i8dqvo76z144muou.png" alt="image.png" />

macrofei 发表于 2024-12-16 14:14:40

第五集：C语言基础 
在这一集的学习中，我们进一步深入了C语言的一些核心概念和语法，包括输出函数的使用、数据类型之间的关系、变量的作用域、宏定义的应用以及各种常用运算符的功能。
<ol>
<li>printf 函数 
printf 函数是C语言中最基本的输出函数之一，用于将数据输出到屏幕上。通过格式化输出，printf 不仅可以输出普通文本，还能显示变量的值、格式化数据（如浮点数、字符串等）。printf 的格式化符号使得我们能够控制输出的形式，比如输出整数、浮点数、字符串等数据类型。</li>
<li>Hex与文本之间的关系 
在C语言中，十六进制（Hexadecimal）常用于表示数字和内存地址。十六进制是一种以16为基数的计数系统，它可以更简洁地表示二进制数。十六进制数的常用前缀是 0x。当在程序中需要查看或操作内存时，十六进制尤其重要，因为它能有效简化复杂二进制数的表示。</li>
<li>变量的范围（作用域） 
变量的范围或作用域指的是变量在程序中的有效区域。在C语言中，变量主要分为全局变量和局部变量： 
全局变量：在 main 函数外部声明的变量，整个程序中的所有函数都可以访问这些变量。 
局部变量：仅在声明它们的函数或代码块内有效。当函数执行结束时，局部变量的生命周期也结束。 
理解变量的作用域对于编写结构清晰且无错误的程序至关重要。在使用全局变量时要特别小心，以避免不小心修改其值。</li>
<li>宏定义的使用 
宏定义是C语言中的预处理指令，通过#define可以给常量或表达式起一个别名。宏定义在编译阶段会被直接替换为定义的值。它与普通变量不同，因为宏在预处理阶段进行替换，因此没有类型检查，容易导致错误。宏定义常用于常量、条件编译等场景。 
例如，宏常用来定义常量，使得程序中的常量更加易于管理和修改。</li>
<li>变量与宏定义的关系 
变量与宏定义的最大区别在于：变量在程序运行时有实际的内存地址，而宏定义只是文本替换，不会占用内存空间。宏常用于程序中那些不会改变的值，如常量或者控制标志。这种替换机制使得代码在编译时更加高效，但也需要注意宏带来的潜在问题，如优先级错误、调试困难等。</li>
<li>运算符的作用 
C语言提供了丰富的运算符，用来执行各种数学、逻辑和位操作： 
算术运算符：包括加、减、乘、除、取余等，用于执行基本的数学运算。 
关系运算符：用于比较两个值的大小，如相等、不等、大于、小于等。 
逻辑运算符：用于逻辑判断，主要有与（&&）、或（||）、非（!）运算符，它们常用于条件判断中。 
位运算符：包括按位与（&）、按位或（|）、按位异或（^）、取反（~）、左移（<<）和右移（>>）。这些运算符通常用于二进制数据的操作。 
这些运算符的使用使得C语言程序能够进行高效的数值运算和逻辑判断。了解这些运算符的特性和作用，有助于更好地编写复杂的程序逻辑。</li>
<li><img src="data/attachment/forum/202412/16/141429pakv2ck3hk7ppk3v.png" alt="image.png" /></li>
</ol>

macrofei 发表于 2024-12-16 14:15:39

第六集：IO输入输出
<ol>
<li>GPIO的输入电压范围 
GPIO引脚的输入电压范围通常取决于微控制器的工作电压： 
3.3V系统：输入电压通常在0V到3.3V之间，超过3.3V可能损坏芯片。 
5V系统：输入电压通常在0V到5V之间。 
逻辑电平判定： 
低电平（0）：0V到0.8V。 
高电平（1）：2V到3.3V（3.3V系统）或2V到5V（5V系统）。 
注意：不同芯片的电压阈值可能有所不同，开发时需要参考芯片文档。</li>
<li>四种常用GPIO模式 
GPIO引脚可以配置为以下四种模式： 
输入模式：用于读取外部信号。 
输出模式：用于驱动外部设备，例如LED。 
推挽输出模式：提供高电平和低电平驱动能力，适合高电流负载。 
开漏输出模式：只拉低电平，需要外部上拉电阻来实现高电平。</li>
<li>电压的有效范围 
在GPIO输入模式下： 
低电平：通常是0V到0.8V（具体阈值依芯片而定）。 
高电平：一般是2V到Vcc（例如3.3V或5V）。 
输入电压超出这个范围可能会导致硬件损坏。</li>
<li>按键输入检测 
按键输入通常通过GPIO引脚来检测。常见的两种方式是： 
上拉电阻方式：按键未按下时，GPIO通过上拉电阻接到Vcc（高电平）；按下时，GPIO引脚接地（低电平）。 
下拉电阻方式：按键未按下时，GPIO通过下拉电阻接地（低电平）；按下时，GPIO引脚接到Vcc（高电平）。 
GPIO读取按键状态时，如果是高电平则认为按键未按下，低电平则认为按键被按下。</li>
<li>接地导通为0V 
许多按键电路设计使用接地导通的方式，即按键按下时GPIO引脚接地，读取为低电平（0V）；按键松开时，GPIO通过电阻连接到Vcc，读取为高电平（1）。</li>
<li>按键点灯操作 
按键控制LED的点亮是常见的GPIO应用。通过读取按键的状态来控制LED的开关： 
按下按键：GPIO输出高电平（1），点亮LED。 
松开按键：GPIO输出低电平（0），熄灭LED。</li>
<li>按键抖动消抖处理 
按键按下和松开时，可能会产生短暂的电气抖动，导致误触发。为此，我们需要进行消抖处理。 
硬件消抖：通过电容滤波，平滑按键信号。 
软件消抖：在读取按键状态时，引入延时或多次采样确认按键稳定。 
简单的软件消抖方法是：在按键状态变化时，等待一段时间再确认状态是否稳定。</li>
</ol>
<pre><code class="language-html"> //课后任务1
if( P32 == 0 ) //判断P32按钮是否按下
{
Delay20ms(); //延时20ms消抖
if( P32 == 0 )
{
state = !state; //变量取反 0 1 0 1 0 1
P22 = 1;
printf("state:%d\r\n",(int)state);

while( P32 == 0 ); //等待P32松开

}
}
if( P33 == 0 ) //判断P32按钮是否按下
{
Delay20ms(); //延时20ms消抖
if( P33 == 0 )
{
state = !state; //变量取反 0 1 0 1 0 1
P22 = 0;
printf("state:%d\r\n",(int)state);

while( P33 == 0 ); //等待P32松开

}
}

//课后任务2
if(P32 == 0) //判断P32按钮是否按下
{
Delay20ms(); //延时20ms消抖
if( P32 == 0 )
{
state++; //变量取反 0 1 0 1 0 1
//P22 = 1;
printf("state:%d\r\n",(int)state);
if(state == 1){
P20 = 0;
}else if(state == 2){
P21 = 0;
}else if(state == 3){
P22 = 0;
}else if(state == 4){
P23 = 0;
}else if(state == 5){
P24 = 0;
}else if(state == 6){
P25 = 0;
}else if(state == 7){
P26 = 0;
}else if(state == 8){
P27 = 0;
</code></pre>

macrofei 发表于 2024-12-16 14:16:13

第七集定时器中断 
了解了定时器的执行过程 
配置定时器：设置定时器的工作模式、初值、是否启用中断等。 
启动定时器：通过设置控制寄存器启动定时器，开始计数。 
溢出与中断：定时器溢出后触发中断，执行预定的中断服务程序。 
停止定时器：完成任务后，停止定时器的计数。
函数的声明和调用
#include "AI8051U.h" //调用头文件 
#include "stc32_stc8_usb.h" //调用头文件 
#include "intrins.h" //d调用头文件
#define u8 unsigned char //8位无符号变量（0-255） 
#define u16 unsigned int //16位无符号变量（0-65535）
u8 state = 0; //初始状态 
u8 Run_State = 0; //运行状态 
u8 num = 0; //初始状态 
char *USER_DEVICEDESC = NULL; 
char *USER_PRODUCTDESC = NULL; 
char *USER_STCISPCMD = "@STCISP#"; 
void Delay20ms(void) //@24.000MHz Delay20ms(); 
{ 
unsigned long edata i;
<pre><code class="language-html">_nop_();
_nop_();
i = 119998UL;
while (i) i--;

</code></pre>
} 
void Timer0_Init(void); //3秒@24.000MHz //函数声明 
void Timer1_Init(void); //3秒@24.000MHz //函数声明
void main(void) 
{ 
int count=1; //按键计数变量
<pre><code class="language-html">WTST = 0; //设置程序指令延时参数，赋值为0可将CPU执行指令的速度设置为最快
EAXFR = 1; //扩展寄存器(XFR)访问使能
CKCON = 0; //提高访问XRAM速度

P0M1 = 0x00; P0M0 = 0x00;
P1M1 = 0x00; P1M0 = 0x00;
P2M1 = 0x00; P2M0 = 0x00;
P3M1 = 0x00; P3M0 = 0x00;
P4M1 = 0x00; P4M0 = 0x00;
P5M1 = 0x00; P5M0 = 0x00;
P6M1 = 0x00; P6M0 = 0x00;
P7M1 = 0x00; P7M0 = 0x00;

usb_init(); //USB CDC 接口配置

IE2 |= 0x80; //使能USB中断
Timer0_Init(); //定时器初始化
Timer1_Init();
EA = 1; //IE |= 0X80;

P40 = 0;

while (DeviceState != DEVSTATE_CONFIGURED); //等待USB完成配置

while(1)
{

if (bUsbOutReady) //如果接收到了数据
{
 //USB_SendData(UsbOutBuffer,OutNumber); //发送数据缓冲区，长度（接收数据原样返回, 用于测试）

 usb_OUT_done(); //
}

if( P32 == 0 ) //判断P32按钮是否按下
{
Delay20ms(); //延时20ms消抖
if( P32 == 0 )
{
if(state == 0){
num+=2;
printf("功d+2 当前功d：%d ",num);
P20=0;
Timer1_Init();
}else{
num+=1;
printf("功d+1 当前功d：%d ",num);
P21=0;
Timer0_Init();
}

while( P32 == 0 ); //等待P32松开

}
}
if( P33 == 0 ) //判断P32按钮是否按下
{
Delay20ms(); //延时20ms消抖
if( P33 == 0 )
{
if(state==0){
printf("单倍功d时间");
state = 1;
}else {
printf("双倍功d时间");
state = 0;
}
while( P33 == 0 ); //等待P32松开

}
}
}

</code></pre>
}
void Timer0_Isr(void) interrupt 1 
{ 
P21=1; 
TR0=0; 
}
void Timer0_Init(void) //1秒@24.000MHz 
{ 
TM0PS = 0x1E; //设置定时器时钟预分频 ( 注意:并非所有系列都有此寄存器,详情请查看数据手册 ) 
AUXR &= 0x7F; //定时器时钟12T模式 
TMOD &= 0xF0; //设置定时器模式 
TL0 = 0xFC; //设置定时初始值 
TH0 = 0x03; //设置定时初始值 
TF0 = 0; //清除TF0标志 
TR0 = 1; //定时器0开始计时 
ET0 = 1; //使能定时器0中断 
} 
void Timer1_Isr(void) interrupt 3 
{ 
P20=1; 
TR1 = 0; 
}
void Timer1_Init(void) //2秒@24.000MHz 
{ 
TM1PS = 0x3D; //设置定时器时钟预分频 ( 注意:并非所有系列都有此寄存器,详情请查看数据手册 ) 
AUXR &= 0xBF; //定时器时钟12T模式 
TMOD &= 0x0F; //设置定时器模式 
TL1 = 0xFC; //设置定时初始值 
TH1 = 0x03; //设置定时初始值 
TF1 = 0; //清除TF1标志 
TR1 = 1; //定时器1开始计时 
ET1 = 1; //使能定时器1中断 
}

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