二、AI8051U强在哪里？
- 优化了QSPI的FLASH读写能力 ：可支持使用8080的8位并口触摸屏，手写的刷频率较高；可以用来驱动LED屏幕作为交互使用，同时对大容量视频的播放有了质的提升。
- 新增的QSPI功能：即四线串行外设接口，是一种高速的、面向Flash存储器的串行接口标准。相比于传统的SPI，QSPI接口通过增加数据线的数量（从SPI的一条数据线增加到QSPI的四条数据线），实现了更高的数据传输速率和更大的吞吐量。这使得QSPI接口特别适合于需要高速访问大量数据的嵌入式系统。
- 支持I2S录音放音功能 ：录音功能可通过ADC、低通滤波和运放实现；播放功能可通过芯片采样并处理后将数据存储并读取。
- DMA能力大幅提升：在PWM/QPI/TFT LCD/方面加入了DMA支持，同时还支持P2P即外设到外设的数据传输，释放CPU算力（就好像老板雇了个工作能力超强的秘书）。
- 可以进行硬件浮点乘除单元计算，用于制作频谱分析仪
- 支持部署一些AI计算模型，比如手写计算器，也就是芯片名称AI的由来（硬件乘除，单精度浮点） 。
三、主要电路的硬件实现（原理图说明）
3.1 电源电路
- 使用16Pin TYPEC接口进行5V供电，AMS1117进行3.3V电压调理。
- 当数据线为两端TYPEC时，需要CC1和CC2焊接5.1k下拉电阻，否则不识别数据线。
3.2 串口自动下载电路
- USB转串口电路选用了官方的AI8H2K12U芯片，市场售价0.99元/片，相比较CH340有极大成本优势；同时外围电路极其精简（D1可以省略），官方出厂时已烧录好串口程序。
- 自动烧录电路配合串口芯片实现了对MCU的上下电。其大致逻辑为当芯片执行烧录程序时，PWR_ON拉低，A03401A的G极电平拉高，从而关断电源。
- 这里预留TP1和TP2两个测试点用于手动烧录时上下电。
3.3 单片机最小电路
- AI8051U的单片机最小电路是我见过的所有MCU里面最简单的电路，小白即可上手，几乎通电就能跑；
- 注意不同电压条件下的VCC、UCAP的电路有所不同。
3.4 外部晶振电路（选焊）
- MCU内置高速HRC时钟可满足串口通讯需求，一般不需要外部晶振。
- 设计32.768MHz的外部低速晶振（因为MCU内部低速时钟误差较大）和24MHz高速晶振；
- RTC时钟必须使用外部32768晶振，焊接电容C14和C15推荐20pF/15pF/10pF； 若外部连接24MHz的高速晶振，则外挂电容C14和C15焊接47pF为宜。
3.5 排针引出说明
- 在进行排针引出设计时考虑最大化利用IO口以及最大化互不占用的原则；
- 板载的LED和按键使用的IO口尽可能选用功能最小的IO口；
- 两个LCD屏幕共用一组SPI接口；
- 温湿度、蜂鸣器、测距、摇杆等模块独立引出，正负电源引脚序号参照外接模块序列；
- 除独立模块外，支持独立和兼用做引出的串口、UART、SPI、I2S、I2C；
- 矩阵键盘模块采用ADC设计。
四、展望
4.1 写在后面
作为开发爱好者，此次活动首次接触到国芯最新款芯片AI8051U。虽然官网首页那朴实无华且炸裂的风格给了我不小的“阴影”，但随着接触这款芯片和这家公司的深入，它的服务、产品同样给了我类似官网那样的感受，即直白、细致且周到。
- 直白：没有过度包装和客套过场。与客服和技术支持的沟通是极为高效的，技术论坛的帖子知识密集度也是很高，同时芯片最小电路使用元器件极少且成本低廉，实用性很强。
- 细致：该企业所有芯片的技术手册是我读过的最为详细且易懂的，不仅包含使用说明而且提供了源代码案例，非常适合我这个初学者。
- 周到：活动群内的技术解答每天夜里十二点之前基本上秒回，并且技术手册根据群内讨论内容是每日更新完善的。
4.2 下一步开发计划
本项目是我初次接触这款芯片。随着学习的深入，对比官方的工具箱，我发现我设计制作的这个项目非常适合新手入门这款芯片（至少在这个活动时限内各种基础功能我都已上手，并且实现了基础功能和实战练习，以及完成一个小游戏项目开发）。但是，对于想要更深入学习、了解AI8051U的核心竞争力，对于释放其算力、将其更好应用于AI领域，是本项目硬件设备无法实现的。下一步计划在学习的基础上，初步完善开发板相应深度拓展功能，同时考虑在学习官方课程的基础上，使用这款芯片开发出更多项目（比如数字示波器）。
- 计划优化拓展一个板载QSPI接口，用于RAM、FLASH等通讯；
- 计划优化出一个支持并口通讯的屏幕，以期实现DMA+FLASH+LCD的视频级刷屏效果；
- 正在不断网购各种模块插接拓展板进行技术验证（已验证20余个）；
- 进一步丰富完善基础练习、实战练习和项目练习的文档，并全开源代码。
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发表于 2024-12-8 19:37:03
发表于 2024-12-8 20:08:03
厉害
