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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!

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  • TA的每日心情
    开心
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    发表于 2024-9-9 19:21:16 | 显示全部楼层 |阅读模式
    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

    ==================================

    开山斧,Ai8051U 核心功能实验板:
    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*480240*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
    SCH-AI8051U-DEMO-BOARD-V2.5-20241031.jpg
    3D-AI8051U-DEMO-BOARD-V2.5-20241031-1.png
    3D-AI8051U-DEMO-BOARD-V2.5-20241031-2.png

    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:
    AI8051U-DEMO-BOARD-V2.5-20241031.eprj (3.25 MB, 下载次数: 161)
    SCH:
    SCH-AI8051U-DEMO-BOARD-V2.5-20241031.pdf (972.83 KB, 下载次数: 126)
    PCB:
    PCB-AI8051U-DEMO-BOARD-V2.5-20241031.pdf (4.71 MB, 下载次数: 108)
    Gerber:

    Gerber-AI8051U-DEMO-BOARD-V2.5-20241031.zip (578.68 KB, 下载次数: 75)
    BOM:
    BOM-AI8051U-DEMO-BOARD-V2.5-20241031.xlsx (12.83 KB, 下载次数: 40)

    Assembly Drawings:
    Assembly Drawings-AI8051U-DEMO-BOARD-V2.5-20241031.pdf (98.98 KB, 下载次数: 42)


    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:
    2.40”LCD-插接-40pin-ILI9341-ZJY240IT008.pdf (556.45 KB, 下载次数: 51)
    2.80”LCD-插接-40pin-ILI9341-ZJY280IT009.pdf (519.32 KB, 下载次数: 53)
    3.20”LCD-插接-40pin-ILI9341-ZJY320IT008.pdf (457.32 KB, 下载次数: 51)
    3.50”LCD-插接-40pin-ILI9488-ZJY350IT008.pdf (1.05 MB, 下载次数: 56)
    4.00”LCD-插接-40pin-ILI9488-ZJY400IT005.pdf (473.76 KB, 下载次数: 57)

    WS2812:
    截图202409301419288738.jpg
    WS2812.jpg

    参考价格与购买链接(点击蓝色下划线文字):
    2.4":
    ¥18.5
    截图202410091048502923.jpg
    2.8":
    ¥22.5
    截图202410091049395689.jpg
    3.2":
    ¥35.5
    截图202410091050253514.jpg
    3.5":
    ¥33.5
    截图202410091051139512.jpg
    4.0":
    ¥45.5
    截图202410091051442218.jpg
    4.3":
    39.90
    9abe5075-dd72-434a-93eb-2360753f36c1.png
    XPT2046:
    0.85
    截图202410101558433478.jpg
    FPC连接器0.5mm上接40P:
    0.38
    截图202410101605255128.jpg
    ES8156:
    1.41
    ES8156:
    1.49
    截图202410091105018167.jpg
    WS2812-1615:
    ¥0.3
    截图202410091112558394.jpg
    WS2812-5050:
    ¥0.216
    截图202410091128101306.jpg
    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:
    截图202409250900369786.jpg
    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









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    发表于 2024-9-24 15:15:59 | 显示全部楼层
    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

    =============================================================================

    截图202411020007277307.jpg

    截图202411020008203714.jpg
    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

    截图202411020000232146.jpg

    截图202411020002191562.jpg

    截图202411020002421098.jpg

    截图202411020003375721.jpg

    截图202411020004402639.jpg

    截图202411020005181756.jpg

    截图202411020005437525.jpg

    截图202411020006451802.jpg

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     楼主| 发表于 2024-10-15 22:08:42 | 显示全部楼层
    1729000619100.jpg

    1729000597504.jpg

    1729000606262.jpg

    IMG_20241015_143456.jpg

    1728973975206.jpg





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    发表于 2024-10-18 17:06:56 | 显示全部楼层
    开山斧 实物图

    开山斧-Ai8051U核心功能实验板-正面-实物

    开山斧-Ai8051U核心功能实验板-正面-实物


    开山斧-Ai8051U核心功能实验板-反面-实物

    开山斧-Ai8051U核心功能实验板-反面-实物


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     楼主| 发表于 2024-10-23 15:31:13 | 显示全部楼层
    TFT测试正常

    截图202410231530597503.jpg

    截图202410231531068498.jpg

    点评

    程序放出来,有网友要 [attachimg]61530[/attachimg]  详情 回复 发表于 2024-10-27 16:50
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    发表于 7 天前 | 显示全部楼层
    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)

    截图202410290825288701.jpg


    截图202410290826065984.jpg


    截图202410290827045312.jpg


    截图202410290827302968.jpg


    截图202410290828058240.jpg

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    发表于 2024-9-9 21:48:26 | 显示全部楼层
    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


    202409
    24, 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
       
    截图202409241527029355.jpg
    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
    ==============================

    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



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  • TA的每日心情
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    1 小时前
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    发表于 2024-9-9 21:52:30 | 显示全部楼层
    牛掰牛掰,等待打板

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    注意:仅供欣赏,先不要做,暂无触摸屏功能,待修改  详情 回复 发表于 2024-9-9 22:26
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  • TA的每日心情
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    2024-9-24 08:48
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    [LV.4]偶尔看看III

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    发表于 2024-9-10 08:38:06 | 显示全部楼层
    学习一下
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  • TA的每日心情
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    发表于 2024-9-10 10:01:59 来自手机 | 显示全部楼层
    功能还蛮多的
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     楼主| 发表于 2024-9-11 02:21:45 | 显示全部楼层
    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)
    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
    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
    截图202409110046354005.jpg
    截图202409110047021898.jpg
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     楼主| 发表于 2024-9-11 12:38:14 | 显示全部楼层

    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)
    截图202409111232111617.jpg
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    发表于 2024-9-11 15:56:06 | 显示全部楼层
    五向开关还是留着较好,可以扩大输入的灵活性。

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    地方够,可以保留  详情 回复 发表于 2024-9-11 17:11
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     楼主| 发表于 2024-9-11 17:11:55 | 显示全部楼层
    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
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    (屏幕方向与按键位置参考)  发表于 2024-9-12 11:26
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