AI8051U学习-功能超强-学习心得体会=====实验箱已安排送出

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第一节视频心得体会：

首先，其强大的功能令人印象深刻。它在屏幕显示与视频播放方面表现卓越，借助 flash 编程器能够实现丰富的视觉呈现。IIS 录放音功能拓展了其在音频领域的应用，而 PWM DMA 可驱动多达 1000 颗 WS2812 彩灯，这对于需要大量彩灯控制的项目极具吸引力。频谱分析仪和手写计算器功能更是体现了它的多元性与专业性。同时，QSPI、PWM 移相、硬件乘除以及单精度浮点等功能，为复杂的计算与数据处理提供了有力支持。

其硬件资源也相当丰富，34K SRAM（2K edata，32K xdata）和 64K Flash 为数据存储与程序运行提供了充足空间。TFPU@120MHz 的硬件浮点和三角函数运算器可加速数学运算，DMA 对 PWM 以及外设直接到外设的支持，还有 120MHz - PWM 支持硬件移相、16 位 PWM 和真 12 位 ADC 等，再加上多种接口如 USB、4 组串口、QSPI、SPI、I2S、I2C 以及 TFT - i8080/M6800 接口等。

Ai8051U单片机性能总结：
架构与性能优势：32位8051架构，单时钟（1T）设计，在相同工作频率下比传统8051约快70倍，具备宽电压、高速、高可靠、低功耗、强抗静电与较强抗干扰特性，且超级加密。
时钟系统：内部集成高精度R/C时钟，常温下精度达±0.3%，不同温漂范围有精确指标。提供4种时钟源，包括内部高精度IRC时钟（可ISP编程调整频率）、内部32KHz低速IRC、外部4M33M晶振或外部时钟信号以及内部PLL输出时钟，时钟源选定后可经8bit分频器分频后供CPU和外设使用，还可省掉外部晶振与复位电路（内部集成高可靠复位电路，ISP编程时有4级复位门槛电压可选）。
低功耗模式：有IDLE模式和STOP模式。IDLE模式下停止给CPU供时钟，CPU停止执行指令，但外设仍工作，6MHz工作频率时功耗约1.3mA；STOP模式主时钟停振，CPU和全部外设停止工作，功耗可降至1uA以下。
丰富外设：数字外设包含4个串口、6个定时器、2组用于三相电机控制的16位高级PWM定时器以及I2C、SPI、QSPI、USB接口；模拟外设包括超高速12位ADC和比较器，可满足多样化设计需求。
指令集与硬件单元：拥有268条强大指令，涵盖32位加减法指令和16位乘除法指令，硬件扩充32位硬件乘除单元MDU32（支持32位除以32位和32位乘以32位运算）以及硬件三角函数运算单元TFPU。

第二节

通过这第一课的学习，我深刻感受到 STC AI8051U 芯片的强大魅力与无限潜力，渴望进一步挖掘它在实际项目中的更多价值。

开发板硬件资源极为丰富，立体声、OLED 显示屏、TFT 彩屏可构建多样交互界面；话筒录音与耳机输出完善音频链路；SPI/I2C 等接口便于外联设备；流水灯、数码管利于调试；矩阵键盘、ADC 键盘提供多种输入；TF 卡插座、EEPROM 用于存储；还有 USB 接口与各类传感器等。

通过这一课的学习，我不仅对开发板的硬件架构和功能有了透彻的了解，还掌握了开发所需软件的安装与程序下载方法，这为后续深入学习 STC AI8051U 的编程与应用开发奠定了坚实的基础。

第三节

实验代码：

实验现象：

点亮了P00和P01两个LED灯。

注意事项：点亮LED需要先开启P40，控制三极管导通才能给LED供电。

学习笔记：

AI8051U可以在32位和8位指令集之间进行切换，具体方法如下：
使用不同的编译器：
32位指令集编译：使用KeilC251编译器可将AI8051U设置为以32位指令集运行，利用其32位运算扩展部分进行更高效快速的运算。
8位指令集编译：若使用KeilC51/IAR/SDCC编译器，则AI8051U会工作在8位指令集模式下。
AI8051U在32位和8位指令集下并非不同型号，而是同一芯片支持两种不同的工作模式。

这节课让我清楚地了解到新建工程的步骤，包括创建空工程需参考手册6.5章节，添加头文件要结合手册6.4章节使用ISP软件。当输入给定代码并编译后，就能实现点亮LED这一基础操作。这看似简单的操作却是后续更复杂开发的基石，让我对硬件编程有了更直观的感受，明白了程序是如何通过代码控制硬件实现功能的，为进一步探索芯片功能打下了良好基础。

第四节

USB转双串口参考电路：

程序下载步骤：

将数据线连接开发板的下载USB接口，打开ISP软件，先按下P32按键，然后再按一下Power_SW断电按键，然后先松开Power_SW断电按键，再松开P32按键，ISP软件将自动识别出，HID1。

注意事项：主频需要选择和程序中的一样，不然会导致时序错误。

通过实验对比演示，能直观地看到相关操作的效果。在操作过程中，明白了要从STC官网下载软件工具中的库函数和USB库文件，这是实现功能的重要前提。而移植关键部分到工程的步骤十分关键，包括添加头文件、用tiLib +.h库实现USB初始化函数、配置命令参数，以及正确打开P_SW2寄存器和IE2寄存器。这一系列操作让我对USB不停电下载的原理和实现方式有了清晰的认识，体会到了硬件操作中细节的重要性。

第五节

学习笔记：

sfr关键字
定义：sfr是“specialfunctionregister”（特殊功能寄存器）的缩写。在8051单片机编程中，它用于声明一个特殊功能寄存器变量。这些特殊功能寄存器用于控制单片机的各种硬件功能，如定时器、串口、中断等。
语法格式：sfr寄存器名=地址;

示例说明：
例如，对于8051单片机的P0口（端口0），它对应的特殊功能寄存器地址是0x80。可以使用以下语句来声明一个代表P0口的特殊功能寄存器变量：sfrP0=0x80;。这样，在程序中就可以通过P0这个变量来访问和操作P0口对应的特殊功能寄存器了。

sbit关键字
定义：sbit是“specialbit”（特殊位）的缩写。用于访问特殊功能寄存器中的单个位。因为在单片机的特殊功能寄存器中，很多时候需要单独对某一位进行操作，比如设置某个中断使能位、某个引脚的方向位等。
语法格式：
方法一：直接位寻址方式：sbit位变量名=寄存器地址^位序号;
方法二：通过已定义的寄存器变量方式：sbit位变量名=寄存器变量名^位序号;

示例说明：
以8051单片机的P0口为例，P0口有8个位（P0.0P0.7）。假设要单独访问P0.0位，P0口对应的特殊功能寄存器地址是0x80，P0.0是该寄存器的第0位。可以使用直接位寻址方式：sbitP0_0=0x80^0;。也可以先定义P0寄存器变量（如前面提到的sfrP0=0x80;），然后通过寄存器变量方式：sbitP0_0=P0^0;。

在USB - CDC串口实现printf函数方面，明白了如何将C语言标准输出适配到硬件接口，这对调试很有帮助。数的进制部分，复习了2进制、10进制、16进制的转换方法，在嵌入式开发中处理数据时非常重要。对于数据基本类型，了解了不同类型在内存中的存储和应用场景，在资源有限的嵌入式开发中要合理选择。最后，C语言常用运算符的学习，让我掌握了运算符的用法和优先级，有助于编写精确控制硬件的程序。这一课为后续开发奠定了坚实的C语言基础。

第六节

第六课主要围绕 I/O 输入输出展开。首先，对 GPIO 有了清晰的认识。GPIO 即通用输入 / 输出端口，是芯片与外部设备进行交互的关键接口。通过这些端口，可以控制输出高低电平或者读取引脚的电平状态。

在按键输入检测部分，通过电路图直观地了解了按键与芯片引脚的连接方式。明白了未按下按键时引脚为高电平，按下时为低电平这一原理。并且，学习到代码实现按键输入检测的原理很简单，程序只需直接读取按键 I/O 的电平，一般使用 “==” 进行判断即可。此外，课程中的 I/O 口相关寄存器表格。它是软件控制硬件的桥梁，通过对寄存器的配置，可以实现对 I/O 口的精确控制。

核心实验代码：

通过if-else语句判断P32按键的状态，如果按下了就点亮P00的LED，如果没有按下就熄灭。

实验现象：

第七节

第七课主要介绍了定时器。从一个实际问题引入：当LED三秒闪烁时，这三秒内按下按键却无反应，原因是MCU单核同一时间只能执行一件事。由此引出定时器中断这个解决办法。

第八节

周期性任务介绍，给出了一个具体任务，即使用一个定时器让LED1每0.3秒取反一次，LED2每0.6秒取反一次，LED3每0.9秒取反一次。这展示了如何利用定时器来实现不同频率的周期性操作。文件的创建（.c和.h），了解到在处理这些任务时需要创建.c和.h文件。这是进行程序开发的基础步骤，.c文件用于存放函数的实现代码，.h文件用于存放函数的声明和相关结构体等的定义。结构体的介绍，结构体的引入为组织和管理数据提供了方便。在周期性任务调度中，合理地使用结构体可以更好地对任务相关的数据进行封装和操作。结构体数组的周期性任务调度，学习了如何通过结构体数组来实现多个周期性任务的调度。这是一种高效且灵活的方式，能够同时管理多个具有不同参数和执行频率的任务。
对文件创建和结构体的应用有了更深入的理解，这有助于我在后续编写更复杂的程序时能够更好地组织代码和数据，提高代码的可读性和可维护性。

第九节

数码管的静态、动态显示

数码管的显示原理：

3461表示的是数码管的规格尺寸，AS表示是单色。

实验箱使用2个74HC595，驱动8位数码管。
74HC595是一种串行输入并行输出的移位寄存器芯片。它主要用于扩展单片机等微控制器的输出端口数量，能够将串行输入的数据转换为并行输出，方便控制多个外部设备，如数码管、发光二极管（LED）矩阵等。

引脚功能介绍

数据输入引脚（14-SER）：用于接收串行数据。数据按照时钟信号（SCK）的上升沿一位一位地从这个引脚输入到芯片内部的移位寄存器中。低位数据先输入芯片。

移位时钟引脚（11-SCK）：每产生一个上升沿，就会将SER引脚输入的数据移入移位寄存器的下一位。

输出寄存器时钟引脚（12-RCK）：高电平有效，当该引脚出现上升沿时，移位寄存器中的数据会被传输到存储寄存器，并且从并行输出引脚（QA~QH）输出。

清零引脚（10-SCLR#）：当该引脚为低电平时，会将移位寄存器和存储寄存器中的数据清零。在正常工作时，通常将其接高电平，以避免数据被意外清除。

并行输出引脚（QA~QH）：这8个引脚用于输出数据。数据在输出寄存器时钟引脚（RCK）的作用下，以并行的方式输出。

输出使能引脚（13-G#）：用于控制并行输出引脚（QA~QH）的输出状态。当G#为低电平时，允许数据输出；当G#为高电平时，输出引脚处于高阻态。

74HC595驱动核心代码：

数码管动态驱动过程：
开始->选择第一位数码管，输出对应的位码->输出该位数码管的段码->延时->选择第一位数码管，输出对应的位码->输出该位数码管的段码->延时->选择下一位数码管输出对应的位码->输出该位数码管的段码->延时->选择第N位数码管，输出对应的位码->输出该位数码管的段码->延时。

实验现象：数码管显示实时时钟