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！

Debu***

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：
AI8051U-DEMO-BOARD-V2.5-20241031.eprj (3.25 MB, 下载次数: 363)

2024-10-31 20:46 上传

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SCH：
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PCB：
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Gerber：
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BOM：
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Assembly Drawings：
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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: 188)

2024-9-26 11:51 上传

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2.80”LCD-插接-40pin-ILI9341-ZJY280IT009.pdf (519.32 KB, 下载次数: 174)

2024-9-26 11:55 上传

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3.20”LCD-插接-40pin-ILI9341-ZJY320IT008.pdf (457.32 KB, 下载次数: 168)

2024-9-26 11:51 上传

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3.50”LCD-插接-40pin-ILI9488-ZJY350IT008.pdf (1.05 MB, 下载次数: 201)

2024-9-26 11:51 上传

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4.00”LCD-插接-40pin-ILI9488-ZJY400IT005.pdf (473.76 KB, 下载次数: 198)

2024-9-26 11:51 上传

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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***

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

Debu***

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zh***

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－反面－实物

Debu***

TFT测试正常

神***

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)

Debu***

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

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Debu***

TFT 480*800 HX8369 串口助手，TFT 800*480

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神***

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
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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

es15071***

牛掰牛掰，等待打板

web***

学习一下

so***

功能还蛮多的

Debu***

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）

Debu***

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）

zhan***

五向开关还是留着较好，可以扩大输入的灵活性。

Debu***

zhan*** 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***