AI8051U实验箱学习记录

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第一集心得

在老师的讲解中，我们深入了解了AI8051U的一些应用案例，涵盖了多种功能，并展示了其卓越的性能。以下是我特别关注的几个亮点：
1.彩屏刷新效果：
彩屏刷新率表现非常流畅，能够实现细腻的显示效果，确保了屏幕显示的稳定性和清晰度。
PWM_DMA控制：
2.通过PWM_DMA技术，我们能够同时驱动1000+颗LED灯珠，实现精确的灯光控制。此功能不仅支持高效的频谱显示，还能快速进行FFT运算，并实现实时更新，提升了整体显示效果的响应速度。
IIS录放音功能：
3.支持IIS接口的音频录制与播放，具备暂停录音和播放录音的功能。通过这一功能，用户能够轻松实现高质量的音频录放操作，方便且实用。
智能手写计算器：
4.AI8051U内置的手写识别功能能够智能识别手写数字，快速转换为计算输入，极大地提升了用户体验。
5.Flash编程器与视频显示：
内建的Flash编程器具备强大的视频显示能力，能够顺畅播放视频，演示效果非常出色。
AI8051U展示了其在多项技术上的强大运算能力与应用前景，尤其在PWM_DMA和彩屏显示方面的表现尤为突出，为各种智能设备应用提供了强有力的支持。

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第二集
老师在这一集中详细介绍了 AI8051U实验箱 的各个硬件模块及其应用场景。

1. USB接口与烧录功能
   USB-TypeA接口：传统的USB接口，常用于连接电脑和其他USB设备。
   USBLink1D接口：专为STC官方烧录工具设计，方便将程序烧录到单片机中。
   USB-TypeC接口：提供额外的烧录连接方式，具有更高的数据传输速率和更广泛的兼容性。
   USB转双串口：通过官方芯片将一个USB接口转换为两个串口接口，可以实现更多的串口通信，方便进行调试与数据传输。
2. 存储与数据扩展
   TF卡插座：能够有效扩展存储容量，适用于需要大量数据存储的应用，如数据采集、音视频存储等。
3. 测量与信号测试
   示波器BNC输入：通过外接示波器头，可以测量电路中的波形，进行信号测试和调试，帮助我们理解信号的变化和调试技术。
   掉电检测电压：当设备掉电时，能够及时检测到电压变化，并实现程序的掉电恢复功能，这是一个非常实用的功能，能够保证系统在断电后恢复工作。
4. 音频与显示功能
   立体声耳机输出：可以连接耳机播放声音，适合音频输出应用。
   立体声线路输出：通过此接口可以输出立体声信号，用于音响系统等设备的声音播放。
   话筒录音功能：配合AI8051U的录音程序使用，可以实现高质量的录音效果，适合做语音识别、录音分析等应用。
   OLED屏幕：小型显示屏，适用于显示简单的信息，如MP3播放器的显示。
   TFT彩屏：具有更高分辨率和丰富色彩的显示屏，可以用于更复杂的显示应用，非常期待测试这个功能。
5. 硬件基础与实验功能
   8路流水灯：这是进入硬件学习的第一步，通过点亮一系列灯泡模拟流水效果，帮助我们理解输出控制。
   8位数码管：由两个4位数码管组合而成，用于显示数字或字符。
   矩阵键盘：可以通过按键输入数据，矩阵键盘通过直连IO口或通过ADC计算得到输入值，广泛用于输入接口中。
   LCD和RTC时钟功能：LCD用于显示实时信息，RTC时钟可以提供准确的时间跟踪。
6. 通信与传感器功能
   红外接收：通过红外遥控器接收信号，可用于遥控操作。
   红外发射：可以对其他设备发射红外信号，用于远程控制其他设备。
   EEPROM存储：用于存储大容量数据，适合需要持久保存的应用场景，如配置文件、用户数据等。
   DS18B20温度传感器：这是一个低成本且高精度的温度传感器，可以用于温度测量应用。
   SP3485通信芯片：此芯片提供RS-485通信能力，适合多点通讯和工业自动化系统的构建。
7. 实验与开发工具
   Keil软件：Keil是嵌入式开发领域非常经典的集成开发环境，老师介绍了如何使用Keil编写程序、调试代码，并进行单片机编程。
   程序烧录与调试：老师展示了如何从STC官网下载所需的文件，解压、编译并烧录到单片机中。
   点灯实验：老师演示了如何利用程序控制8位流水灯实现基本的硬件调试。通过调整程序，我们能够学习到如何切换8位和32位的不同模式，并掌握完整的烧录和调试过程。
   跑马灯实验：作为基础实验之一，跑马灯实验通过程序控制LED灯逐个点亮，帮助我们理解单片机的时序控制和硬件接口。
8. 其他硬件细节
   晶振：位于电路板的背面，晶振在精确校时和系统时钟生成中扮演关键角色，保证系统的时序准确性。

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第三集：点亮第一颗LED灯

1. 创建空工程与基本设置
   新建工程：选择目标平台为 C251，并设置 Large 为 64k，Hex 为 386模式。
   工程配置：选择合适的目标芯片型号并进行必要的配置，确保编程环境正常运行。
2. LED的功能与特性
   LED的工作原理：LED灯通过电流的流动来发光，通常需要一个电流限流电阻来保护LED。单片机通过控制I/O口的高低电平来点亮或熄灭LED。
   LED的控制：通过配置单片机的I/O口，输出适当的电平来控制LED的亮灭。
3. 单片机I/O口配置与控制
   配置I/O口：使用STC公司提供的IO配置工具来设置端口模式，包括准双向口、输入口、输出口等。通过配置端口为输出模式，单片机可以控制LED的亮灭。
   IO口控制：在代码中配置相应的I/O口，向I/O口输出高电平（点亮LED）或低电平（熄灭LED）。
4. 代码实现与下载
   编写代码：根据硬件连接和I/O口配置，编写点亮LED的程序。例如，通过设置某个端口输出高电平来点亮LED。
   下载代码：将编写好的代码下载到单片机中，进行调试和测试，确保LED能够按预期亮灭。

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第四集：USB不停电下载
本集主要展示了停电下载和不停电下载的区别，并介绍了如何通过一些设置实现不停电下载。
实现步骤：
添加USB库文件：
首先，添加STC的USB库文件到工程中，以支持USB通信。
移植下载函数：
将相关的下载函数移植到你的代码中，使其能够支持不停电下载功能。
配置初始化：
在代码中添加USB初始化函数，确保USB接口能够正常工作。
烧录工具设置：
打开烧录工具，勾选命令参数选项，这样可以使工具支持相应的命令行参数。
设置相关寄存器：
配置P_SW2寄存器或IE2寄存器，启用USB功能并确保不停电下载过程顺利进行。

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第三集补充

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第五集：C语言基础
在这一集的学习中，我们进一步深入了C语言的一些核心概念和语法，包括输出函数的使用、数据类型之间的关系、变量的作用域、宏定义的应用以及各种常用运算符的功能。

1. printf 函数
   printf 函数是C语言中最基本的输出函数之一，用于将数据输出到屏幕上。通过格式化输出，printf 不仅可以输出普通文本，还能显示变量的值、格式化数据（如浮点数、字符串等）。printf 的格式化符号使得我们能够控制输出的形式，比如输出整数、浮点数、字符串等数据类型。
2. Hex与文本之间的关系
   在C语言中，十六进制（Hexadecimal）常用于表示数字和内存地址。十六进制是一种以16为基数的计数系统，它可以更简洁地表示二进制数。十六进制数的常用前缀是 0x。当在程序中需要查看或操作内存时，十六进制尤其重要，因为它能有效简化复杂二进制数的表示。
3. 变量的范围（作用域）
   变量的范围或作用域指的是变量在程序中的有效区域。在C语言中，变量主要分为全局变量和局部变量：
   全局变量：在 main 函数外部声明的变量，整个程序中的所有函数都可以访问这些变量。
   局部变量：仅在声明它们的函数或代码块内有效。当函数执行结束时，局部变量的生命周期也结束。
   理解变量的作用域对于编写结构清晰且无错误的程序至关重要。在使用全局变量时要特别小心，以避免不小心修改其值。
4. 宏定义的使用
   宏定义是C语言中的预处理指令，通过#define可以给常量或表达式起一个别名。宏定义在编译阶段会被直接替换为定义的值。它与普通变量不同，因为宏在预处理阶段进行替换，因此没有类型检查，容易导致错误。宏定义常用于常量、条件编译等场景。
   例如，宏常用来定义常量，使得程序中的常量更加易于管理和修改。
5. 变量与宏定义的关系
   变量与宏定义的最大区别在于：变量在程序运行时有实际的内存地址，而宏定义只是文本替换，不会占用内存空间。宏常用于程序中那些不会改变的值，如常量或者控制标志。这种替换机制使得代码在编译时更加高效，但也需要注意宏带来的潜在问题，如优先级错误、调试困难等。
6. 运算符的作用
   C语言提供了丰富的运算符，用来执行各种数学、逻辑和位操作：
   算术运算符：包括加、减、乘、除、取余等，用于执行基本的数学运算。
   关系运算符：用于比较两个值的大小，如相等、不等、大于、小于等。
   逻辑运算符：用于逻辑判断，主要有与（&&）、或（||）、非（!）运算符，它们常用于条件判断中。
   位运算符：包括按位与（&）、按位或（|）、按位异或（^）、取反（~）、左移（<<）和右移（>>）。这些运算符通常用于二进制数据的操作。
   这些运算符的使用使得C语言程序能够进行高效的数值运算和逻辑判断。了解这些运算符的特性和作用，有助于更好地编写复杂的程序逻辑。
7. 

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第六集：IO输入输出

1. GPIO的输入电压范围
   GPIO引脚的输入电压范围通常取决于微控制器的工作电压：
   3.3V系统：输入电压通常在0V到3.3V之间，超过3.3V可能损坏芯片。
   5V系统：输入电压通常在0V到5V之间。
   逻辑电平判定：
   低电平（0）：0V到0.8V。
   高电平（1）：2V到3.3V（3.3V系统）或2V到5V（5V系统）。
   注意：不同芯片的电压阈值可能有所不同，开发时需要参考芯片文档。
2. 四种常用GPIO模式
   GPIO引脚可以配置为以下四种模式：
   输入模式：用于读取外部信号。
   输出模式：用于驱动外部设备，例如LED。
   推挽输出模式：提供高电平和低电平驱动能力，适合高电流负载。
   开漏输出模式：只拉低电平，需要外部上拉电阻来实现高电平。
3. 电压的有效范围
   在GPIO输入模式下：
   低电平：通常是0V到0.8V（具体阈值依芯片而定）。
   高电平：一般是2V到Vcc（例如3.3V或5V）。
   输入电压超出这个范围可能会导致硬件损坏。
4. 按键输入检测
   按键输入通常通过GPIO引脚来检测。常见的两种方式是：
   上拉电阻方式：按键未按下时，GPIO通过上拉电阻接到Vcc（高电平）；按下时，GPIO引脚接地（低电平）。
   下拉电阻方式：按键未按下时，GPIO通过下拉电阻接地（低电平）；按下时，GPIO引脚接到Vcc（高电平）。
   GPIO读取按键状态时，如果是高电平则认为按键未按下，低电平则认为按键被按下。
5. 接地导通为0V
   许多按键电路设计使用接地导通的方式，即按键按下时GPIO引脚接地，读取为低电平（0V）；按键松开时，GPIO通过电阻连接到Vcc，读取为高电平（1）。
6. 按键点灯操作
   按键控制LED的点亮是常见的GPIO应用。通过读取按键的状态来控制LED的开关：
   按下按键：GPIO输出高电平（1），点亮LED。
   松开按键：GPIO输出低电平（0），熄灭LED。
7. 按键抖动消抖处理
   按键按下和松开时，可能会产生短暂的电气抖动，导致误触发。为此，我们需要进行消抖处理。
   硬件消抖：通过电容滤波，平滑按键信号。
   软件消抖：在读取按键状态时，引入延时或多次采样确认按键稳定。
   简单的软件消抖方法是：在按键状态变化时，等待一段时间再确认状态是否稳定。

	//课后任务1
	if( P32 == 0 )								//判断P32按钮是否按下
	{
		Delay20ms();							//延时20ms消抖
		if( P32 == 0 )
		{
			state = !state;						//变量取反 0 1 0 1 0 1
			P22 = 1;
			printf("state:%d\r\n",(int)state);

			while( P32 == 0 );					//等待P32松开

		}
	}
	if( P33 == 0 )								//判断P32按钮是否按下
	{
		Delay20ms();							//延时20ms消抖
		if( P33 == 0 )
		{
			state = !state;						//变量取反 0 1 0 1 0 1
			P22 = 0;
			printf("state:%d\r\n",(int)state);

			while( P33 == 0 );					//等待P32松开

		}
	}

	//课后任务2
	if(P32 == 0)								//判断P32按钮是否按下
	{
		Delay20ms();							//延时20ms消抖
		if( P32 == 0 )
		{
			state++;						//变量取反 0 1 0 1 0 1
			//P22 = 1;
			printf("state:%d\r\n",(int)state);
			if(state == 1){
				P20 = 0;
			}else if(state == 2){
			  P21 = 0;
			}else if(state == 3){
				P22 = 0;
			}else if(state == 4){
				P23 = 0;
			}else if(state == 5){
				P24 = 0;
			}else if(state == 6){
				P25 = 0;
			}else if(state == 7){
				P26 = 0;
			}else if(state == 8){
				P27 = 0;

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第七集 定时器中断
了解了定时器的执行过程
配置定时器：设置定时器的工作模式、初值、是否启用中断等。
启动定时器：通过设置控制寄存器启动定时器，开始计数。
溢出与中断：定时器溢出后触发中断，执行预定的中断服务程序。
停止定时器：完成任务后，停止定时器的计数。

函数的声明和调用

#include "AI8051U.h" //调用头文件
#include "stc32_stc8_usb.h" //调用头文件
#include "intrins.h" //d调用头文件

#define u8 unsigned char //8位无符号变量（0-255）
#define u16 unsigned int //16位无符号变量（0-65535）

u8 state = 0; //初始状态
u8 Run_State = 0; //运行状态
u8 num = 0; //初始状态
char *USER_DEVICEDESC = NULL;
char *USER_PRODUCTDESC = NULL;
char *USER_STCISPCMD = "@STCISP#";
void Delay20ms(void) //@24.000MHz Delay20ms();
{
unsigned long edata i;

_nop_();
_nop_();
i = 119998UL;
while (i) i--;
​

}
void Timer0_Init(void); //3秒@24.000MHz //函数声明
void Timer1_Init(void); //3秒@24.000MHz //函数声明

void main(void)
{
int count=1; //按键计数变量

WTST = 0;  										//设置程序指令延时参数，赋值为0可将CPU执行指令的速度设置为最快
EAXFR = 1; 										//扩展寄存器(XFR)访问使能
CKCON = 0; 										//提高访问XRAM速度

P0M1 = 0x00;   P0M0 = 0x00;
P1M1 = 0x00;   P1M0 = 0x00;
P2M1 = 0x00;   P2M0 = 0x00;
P3M1 = 0x00;   P3M0 = 0x00;
P4M1 = 0x00;   P4M0 = 0x00;
P5M1 = 0x00;   P5M0 = 0x00;
P6M1 = 0x00;   P6M0 = 0x00;
P7M1 = 0x00;   P7M0 = 0x00;

usb_init();                                     //USB CDC 接口配置

IE2 |= 0x80;                                    //使能USB中断
Timer0_Init();									//定时器初始化
Timer1_Init();
EA = 1;											//IE |= 0X80;

P40 = 0;

while (DeviceState != DEVSTATE_CONFIGURED);     //等待USB完成配置

while(1)
{

    if (bUsbOutReady)							//如果接收到了数据
    {
        //USB_SendData(UsbOutBuffer,OutNumber);   //发送数据缓冲区，长度（接收数据原样返回, 用于测试）
    
        usb_OUT_done();							//
    }


	if( P32 == 0 )								//判断P32按钮是否按下
	{
		Delay20ms();							//延时20ms消抖
		if( P32 == 0 )
		{
			if(state == 0){
				num+=2;
				printf("功d+2 当前功d：%d ",num);
				P20=0;
				Timer1_Init();
			}else{
				num+=1;
				printf("功d+1 当前功d：%d ",num);
				P21=0;
				Timer0_Init();
			}
	
			while( P32 == 0 );					//等待P32松开
	
		}
	}
	if( P33 == 0 )								//判断P32按钮是否按下
	{
		Delay20ms();							//延时20ms消抖
		if( P33 == 0 )
		{
			if(state==0){
				printf("单倍功d时间");
				state = 1;
			}else {
				printf("双倍功d时间");
				state = 0;
			}
			while( P33 == 0 );					//等待P32松开
	
		}
	}
}
​

}

void Timer0_Isr(void) interrupt 1
{
P21=1;
TR0=0;
}

void Timer0_Init(void) //1秒@24.000MHz
{
TM0PS = 0x1E; //设置定时器时钟预分频 ( 注意:并非所有系列都有此寄存器,详情请查看数据手册 )
AUXR &= 0x7F; //定时器时钟12T模式
TMOD &= 0xF0; //设置定时器模式
TL0 = 0xFC; //设置定时初始值
TH0 = 0x03; //设置定时初始值
TF0 = 0; //清除TF0标志
TR0 = 1; //定时器0开始计时
ET0 = 1; //使能定时器0中断
}
void Timer1_Isr(void) interrupt 3
{
P20=1;
TR1 = 0;
}

void Timer1_Init(void) //2秒@24.000MHz
{
TM1PS = 0x3D; //设置定时器时钟预分频 ( 注意:并非所有系列都有此寄存器,详情请查看数据手册 )
AUXR &= 0xBF; //定时器时钟12T模式
TMOD &= 0x0F; //设置定时器模式
TL1 = 0xFC; //设置定时初始值
TH1 = 0x03; //设置定时初始值
TF1 = 0; //清除TF1标志
TR1 = 1; //定时器1开始计时
ET1 = 1; //使能定时器1中断
}