【实验箱已收到】何老师 《STC32位8051单片机原理及应用-STC32G12K128》，打卡
本帖最后由 gentleman 于 2023-8-16 16:39 编辑陈老师的课另开新帖 https://www.stcaimcu.com/forum.p ... 3620&extra=page%3D1
本贴依旧会持续更新。
2023/7/25 第一课（1，2，3 课时）
听了何老师的课，收获很大，以前听过几位老师讲单片机，这次听到了以前没接触过的知识。
许多都是特别底层的东西，以前都是直接调用高级函数库，操作一下寄存器都觉着是高端操作。今日听了何老师的课，有了新的认知。
由于对汇编不熟悉，讲解机器指令那里，理解起来比较吃力。但也大致听懂了。
明白了32位对比8位，究竟快在哪里，以长整型求和为例，8位要把长整型分成4份，存在4个寄存器里，分别求和。
而32位cpu可以将长整型放在4字节的段寄存器里（这里理解的不是很清晰，要补一下汇编知识），进行一次求和，减少操作指令，进而提升速度。
简单笔记
单片机和桌面系统的基本架构
单片机是一个芯片，内部集成cpu与 osc，flash，sram等各种外设。
桌面系统中 cpu是但单独的，还要外接ssd（hdd），ddr5（4）ram，及io。
处理器的和指令集类型
stc32g是80251，之前的产品是8051。
arm芯片的是另外一类。
以前intel搞得80251，96年就搞出来了，80251指令集支持8/16/32 位操作，但intel搞不出来32位的单片机，搞出的还是8位的单片机，然后stc搞出来了。（是这么理解的吧）
嵌入式系统的硬件和软件
芯片外设越来越多，原来是在pcb上接各种芯片实现功能，现在跑的芯片里面去了。
pcb设计越来越简单，制作芯片越来越复杂（好像程序也会复杂一些，要配置一堆寄存器，开发时看不到芯片，变黑盒）。
单片机的设计语言
c--汇编--机器指令--机器码（好像是这个）
汇编语言很重要，可以更好的理解机器指令。
定义2个变量，去看反编译的汇编代码，去看寄存器里的值，可以更好的理解单片机的运行。
单片机的性能评价
在上面提到了，使用2个长整型求和，配合汇编可以很清晰的得到结论，80251 的stc32g的性能远高于8051的stc 增强型单片机。
本帖最后由 gentleman 于 2023-8-4 10:52 编辑
2023/7/28 第二课（4，5，6课时）
心得：依旧有很多收获，意识到自己数电不懂不行，很难理解几种io模式的应用。IAP挺有意思，以前一直在用isp下载程序，从来没接触过IAP（IAP 写eeprom算吗）。
stc32g 外设多，功能多，硬件强大，公司历史悠久，电路设计巧妙。
简单笔记：
stc的发展历史
STC89-STC12-STC15-STC8-STC32G
stc单片机的IAP和ISP
ISP 离线固化程序，stc32g 通过usb 固化
IAP 在线固化程序，理解为两块flash空间，一块是运行中的flash，一块是等待固化烧录
的空间，固化成功后再释放前者。
STC32G系列单片机的功能
这个忘了什么内容，看完回访再补，先放着。
pwm canram 及拓展ram等
stc32单片机命名的规则及封装
以stc32g128k-bate-PDIP40-XXXXXXXXX为例
stc32g 32为8051通用
128k 128k内存空间
bate 测试板，正式没有
PDIP40 封装为40pin引脚
xxxxxxx 生成日期地点等
stc32g系列单片机引脚驱动原理
这部分需要一定的数电基础，本人数电比较薄弱，听不太懂。
可以看出来是通过一系列的逻辑门，来实现不同的功能。
就是没提具体的应用，如果每种模式搭配一个应用的电路图感觉会更好理
解。
stc的硬件下载电路
usb直接下载 d+ d-加上个小保护电阻
输入那里加上保险和稳压二极管，
断电电路也很精妙。采用8a大功率三极管，基本无压降。
环境配置
这个就没啥说的了，下载c251 一路next，把头文件什么的通过stc-isp添加到keil中。
新建项目，把目标编译器设为stc32g，把兼容模式改为c251。然后就可以开发了，
后面似乎有个点灯的例子，时间不够了，就没讲
本帖最后由 gentleman 于 2023-8-12 09:38 编辑
2023/7/29实战课（1-4课时）
心得：了解了数码管的驱动方式， 与以往直接驱动io不同，这节课采用给寄存器赋值的方法，通过硬件驱动数码管。感觉基本能替代额外的数码管驱动芯片，甚至可能更好用。
触摸按键，以前在电磁炉等地方见过。相比传统机械按键，有很多优势，比如防水，安全。
rtc时钟，可以做万年历，桌面时钟等应用，要外部晶振，和电池。不知道以后能不能把晶振搞到内部去，这样外部就更简单了
简单笔记：
数码管驱动：
驱动数码管要先打开特殊寄存器开关；
设置好io的工作模式
数码管分共阴 共阳数码管。也要在寄存器中写好。
设置数码管的刷新频率，最好大于50hz，不然人眼看着晃。
把要显示的数值送到寄存器中。记得定义一个数组存放段码。
驱动成功
触摸按键
手指在触摸时，电容发生改变
---------------- ------------------
\ /
--------------------
使用方式类似与按键。 判断当电容值小于某个值的时候，就说明按键被触摸了
可以使用串口绘图器验证。
RTC 时钟
记得电池和电源使用二极管隔离。
其他需要供电的器件同样使用二极管隔离。
寄存器里有很多值，如年月日等，取出需要的，结合第一部分数码管的驱动内容，把时间显示在数码管上面
2023/8/1 第三课（7，8，9课时）
这节课通过一个简单的实例，来了解整个开发过程。
本以为应该很简单，但是实际的内容非常多。
何老师通过汇编语言，分析了tiny xsmall large等不同的内存模式。
效果很清晰，直接看到tinny 模式下定义的变量a，被搬到了 0x08 地址。
而Xtinny 的变量a 被搬到了0x0008地址。
前者是data 数据区域，而后者是edata区域。区域大小不同。
large模式下的变量通过DPTR 0x0000 放到了外部拓展的ram中。
对于指针的不同，程序似乎没提到？ 是不是只有定义指针变量如 int *i； 才可以验证不同模式下指针变量的长度。还是说0x08 与0x0008 就已经说明了不同模式下分别为2字节（16位）与4字节的大小。
手册上建议使用xsmall的内存模式， 该模式默认变量类型为edata ，指针类型 4字节，速度快，大小一般够用。
large模式虽然大，但访问速度慢。（以前遇到过这个问题。在某个速度比较快的协议中，数据比较多， 我用xdata 数组存放的数据，结果由于xdata读取慢，导致协议不能正常通讯。）
tiny 模式data 区域太小 只有128k。
课程中提到了 试验箱的跑马灯不是直接上拉的，而是通过一个三极管上拉。 这样的好处是，由于试验箱上面跑马灯的引脚是与数码管的引脚是复用的。这样做可以在驱动数码管的时候把三极管基极拉高，就不会在驱动数码管时导致跑马灯亮了
编译器优化，默认7级，最高9级。
可以手动在代码中指定某一块的优化等级。
这里有个疑问，为啥不直接用9级的而用7级。9级的不好吗。
c251 编译生成obj 目标文件相对地址
链接生成map 绝对地址
hex 要烧录到单片机里面的机器码。
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谢谢{:4_183:} 本帖最后由 gentleman 于 2023-8-11 06:46 编辑
2023/8/4第10 集
数制
十进制转二进制
长除法 除以2 把余数连起来
比较法 与2^n 比较 获得对应的二进制值
写了个小程序
定义两个 unsinged char a=170 ，b = 90；
定义变量 unsinged char c；
c=a+b；
通过软仿 得出一个有意思的结果
没有进位溢出。
分析汇编代码发现 a 与b 变量
被搬到了 wr4 与wr6 两个16位寄存器 做的 ADD
所以没有溢出
WR6 是r6 r7 拼出来的
最后把r7 取出来 得到结果 c=4；
数制
十进制转小数
长乘法
比较法
负数
符号幅度 有2个0 不适用
补码 msb 符号位-128~127
负数 对应正数原码取反+1 是补码
此处可以参考加法器理解
程序2
定义变量 char a=170 ，b=90；
char c；
c=a+b
a赋值170 但单片机会理解为-86 内存中是0xAA
使用的MOVS 指令 当作有符号的变量
WR6中 FFAA 进行了符号拓展
结果式-86+90 = 4
定点数 小数点固定 Qm.n m+n 为定值
浮点数32位保存 s + 8位e +无尾数m
X=(-1)^S x 1.m x 2 ^(e-bias) bias = 127
会有很小的误差
floatdouble（64）
二进制错误值
nan +inf -inf
程序
定义变量float a=100，b=100；
float c；
c=a+b;
通过汇编 看得到 变量a b 放到了 WR 中
然后搬到了 DR 中
LCALL 调用了一个很复杂的 浮点运算函数
存储器内核 和存储空间映射
不知道多少课时了，按照回放的集数标注吧。
2023/08/08 第十一集
堆栈及指针
跳转指令吧pc的吓一条指令地址保存在堆栈中 ，
跳转指令执行后 再恢复。
建议把edata 区域都给堆栈，用户变量放在xdata中，避免程序出问题
入栈 先入后出 SP总是指向堆顶的位置
复位后 SP 默认0x07
0x08~0x1F 也不能用 是工作寄存器组1~3的地址
keil 建议0x80以上
运算器
ALU
加减乘除
递增递减 BCD
与或取反等
按位运算
cpu取址和译码 生成微控制序列获得功能码
ALU 根据功能码执行不同功能，参考《硬件描述语言》
累加器
A SFR 0xE0
B寄存器
乘除用 乘法保存 积的高8位 （A保存积的低8位）
除法保存余数 （A 保存商）
程序状态字
SFR 0xD0
进位 辅助进位
RS1 RS0 寄存器相关 R0~R7 8个寄存器一组一个地址 配合RS0 RS1 形成32个位 按需使用避免浪费大量寄存器空间
OV溢出标志 RSV 保留
P 奇偶检验位
SFR
与RAM 高128位具有相同的的地址空间
集成大量的外设状态集成器和控制寄存器
CPU --->SFR------> 外设
XSFR
STC 技术创新
在没用到的xdata地址空间 放XSFR的地址空间（编译器其实不知道）
P_SW2 中
EAXSFR 位管访问的是RAM（置0） 还是XSFR （置1）
本帖最后由 gentleman 于 2023-8-11 10:12 编辑
2023/08/08 第十二集
字节存储顺序
小端模式
先存低位
0x1234
0x00x34
0x10x12
大端模式
先存高位
0x00x12
0x10x34
8051 LCALL 小端
其他大端
程序存储器空间映射
0x0000~0xFFFF
MOVC 读flash 数据
复位从0x0000开始
超不过64k 指令集架构限制 做大了也访问不到 就16位指针
中断向量放低地址空间（相当于教室的前门）
flash 特点
10万次
低压禁止操作
不能读
数据flash
IAP/ISP 访问 当eeprom （取替24cxx？）
flash特殊寄存器
IAP_DATA SFR 0xC2
读出来的数据
IAP_ADDRH/L SFR 0XC3/4
操作flash 的高/低8位地址
RS1 RS0
控制读/写指令
IAP_TRIG SFR 0XC6
发0x5a 0xa5 才能操作 有特殊含义
IAP_CONTR SFR 0XC7
IAPEN 开关 1 打开
SWBS 1 从isp监控程序区启动
0 从用户应用程序区启动 有swrst 一起用
SWRST 复位
CMD_FAIL 失败软件清初该位
WT2~WT0 等待时间 根据系统时钟跳转
cpu太快了，要等flash反应一会
PCON SFR 0X87
LVDF位重要 低电压不操作flash
内部RAM
data 128
edata 3840
__________________________________________
FF| | |
| 高128 | 特殊功能寄存器 |
| 内部RAM | SFR |
80|__________________________________________|
7F| | |
| 低128 | |
| | |
00|__________________________________________|
高128RAM 使用 直接寻址访问SFR
SFR 使用 间接寻址访问RAM
这个设计有个问题，是在程序设计中 无法采用间接寻址的模式来访问SFR.比如我想在函数中定义个形式参数 位指针 指向某个IO口 ，想通过指针的方式来操作IO,就不可行，不知道有有没有其他的好办法解决。
片内拓展RAM
edata 0x0000~0xeff
EXTRAM =1 访问
MOVX @DPTR
或 MOVX @Ri
外部拓展存储器
这部分应该用不到，简单了解一下
通过8位3态锁存器 进行IO复用
时序图
存在一定的建立时间与保持时间
本帖最后由 gentleman 于 2023-8-15 13:51 编辑
2023/8/08 第十三集
32位 mcs-251 指令集
24bit 地址总线3个字节
寻址范围大了 原来2个字节16位
xxxx xxxx(段) :yyyy yyyy yyyy yyyy（具体存储单元）
不用MOV MOVC MOVX 这样区分了
类似8086
32/16/8 bit 兼容8位数据总线
EDATA(4K) ————> 原来的256k RAM
如果把程序不放在flash 放在RAM 速度会快，想象空间
24bit地址总线 访问难度减小
flash 128k edata 4kxdata 8k
还没用完，寻址空间大得多 能寻16M
外设拓展很多
DMA 不通过cpu 直接把存储器数据给外设
MDU32 专用乘除法单元
寄存器
保留RS1 RS0
增加1倍可以访问16寄存器
但可以拼 ，依旧不浪费
R0 R1 -> WR0
WR0 WR2 -> DR0
RISC 架构直接简单粗暴的放了 32位寄存器
低16位寄存器支持 位寻址
R11 等效 A
R10 等效 B
兼容原来的8051
DR56 DPX
DR60 SPX
充分兼顾8/16/32位操作