学习打卡 - Ai8051U深度入门

liwe***

通过擎天柱核心板学习Ai8051U视频的记录和体会

近期正在学习51单片机，已初步看完了内部结构。打算作些仿真实验，上网找datasheet，来到了本站。

有些年头没接触51单片机了，没想到近几年来，STC的51系列单片机发展如此神速，性能和功能扩展可谓有翻天覆地的提升。

感谢唐经理赠送的擎天柱核心板。

以下记录我通过这块核心板学习Ai8051U的过程和体会

• 第一集 序言
• 第二集 硬件及工具介绍
• 第三集 点亮第一个LED
• 第四集 USB不停电下载
• 第五集 C语言基础
• 第六集 IO输入输出
• 第七集 定时器和中断
• 第八集 定时器周期性调用任务
• 第九集 数码管
• 第十集 虚拟键盘Led和数码管
• 第十一集 矩阵按键
• 第十二集 复位系统
• 第十三集 外部中断
• 第十四集 IO中断
• 第十五集
• ...

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第一集 序言

终于看完了第一集，给我的感觉是震撼，完全颠覆了我对传统8051单片机的认知。

视频中介绍了AI8051u突出的6个特点：

屏幕显示和视频播放（flash编程器）
IIS录放音
PWM_DMA
频谱分析仪(上位机)
手写计算器
QSPI,PWM移相,硬件乘除,单精度浮点

并通过视频真实展现！

另外还介绍了一些硬件参数和指标，目前我还不是太了解。

相信通过继续学习，应该能掌握。

以上，是本集的学习总结。

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第二集 硬件及工具介绍

看完本集，主要是Ai8051U实验箱硬件部分的介绍。

实验箱的硬件配置非常丰富，做工也非常精巧：

开发工具是 keil C251，这个需要重新学习，之前用的是 keil C51。

以上，是第二集的学习总结。

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第三集 点亮第一个LED

根据上一集的介绍安装开发环境：

• keil C251,
• AIapp-ISP-v6.95E，当前已是v6.95E版本了！

编译如下实验C代码：

#include "ai8051u.h"

void main(void)
{
	P2M0 = 0;		//P2端口(P20-P27)为准双向口
	P2M1 = 0;

	while(1)
	{
		P20 = 0;	//P20端口输出0V
		P21 = 0;	//P21端口输出0V
	}
}

F7顺利编译通过。

下载程序时有些周折。我用的Win7未发现串口。后按P3.2+Power按键，连接成功。

运行效果如下：

以上是第三集的学习总结。

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第四集 USB不停电下载

查资料才明白：USB-HID和USB-CDC的概念。

USB-HID（Human Interface Device）是一种人机交互设备，通常用于连接键盘、鼠标、游戏控制器等外设。

USB-CDC（Communication Device Class）是一种通信设备类，用于模拟提供虚拟 COM 端口 UART 接口的串行端口。

STC单片机U后缀的代表都有USB接口。

推荐使用 USB-CDC 模式。

上代码

#include "ai8051u.h"			//调用头文件
#include "stc32_stc8_usb.h"		//调用头文件

char *USER_DEVICEDESC = NULL;
char *USER_PRODUCTDESC = NULL;
char *USER_STCISPCMD = "@STCISP#";

void main(void)
{
    P_SW2 |= 0x80;		//B7位写1，使能访问XFR

    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();                                     // 重点在此！ USB CDC 接口配置

    IE2 |= 0x80;                                    //使能USB中断
    EA = 1;					//IE |= 0X80;

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

	while(1)
	{
	
        if (bUsbOutReady)
        {
            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();
        }
	
		P20 = 0;	                                //P00端口输出0V
		P22 = 0;	                                //P02端口输出0V	}
}

看看isp串口的变化

以上是第四集的学习体会。

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第五集 C语言基础

较之汇编，C语言对人类阅读更加友好，同时也兼顾了性能，可直接操作底层硬件。

本集讲解了通过重定向USB-CDC串口之printf函数，替代的标准库中的实现，可为后续的开发调试提供定制。

代码

#define PRINTF_HID            //printf输出直接重定向到USB HID接口

int printf_hid (const char *fmt, ...);

#if defined PRINTF_SEGLED
#define printf  SEG7_ShowString
#elif defined PRINTF_HID
#define printf  printf_hid	//#define  替换名  被替换名
#endif

演示代码

#include "ai8051u.h"			//调用头文件
#include "stc32_stc8_usb.h"		//调用头文件
...
void main(void)
{
  ...
	while(1)
	{

        if (bUsbOutReady)							//如果接收到了数据
        {
			if( X && Y )	//如果条件为真，输出什么
			{
				printf("条件为真\r\n");
			}

            usb_OUT_done();							//
        }
        }
}

运行效果

后面讲到的数据的基本类型、数的进制、C语言常用运算符等内容。与标准C无差异。

以上是本集的学习体会。

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第六集 IO输入输出

从这一集开始终于进入实操了。

Ai8051U 提供了多达 P0 ~ P7 共8组IO端口，比我之前所了解的 P0 ~ P3 足足多了一倍。

GPIO 在准双向模式下，灌电流可达20mA，驱动能力足够强劲！

通过读取端口电平，高电平对应逻辑1，低电平对应逻辑0，可以判断示例中的按键状态。

在实际应用的，还需要对物理按键进行去抖动处理，提高实用性。

范例代码

//任务3：按一下灯亮，按一下灯灭
    if( P32 == 0 )
	{
		Delay20ms();							//延时20ms消抖
		if( P32 == 0 )
		{
			state = !state;						//变量取反 0 1 0 1 0 1
			P20 = state;
			printf("state:%d\r\n",(int)state);
			
			while( P32 == 0 );					//等待P32松开
		}
	}

运行效果

以上是第六集的学习体会。

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第七集 定时器和中断

本集开始学习51单片机内部最重要的功能之一：定时器。

在实际应用中，经常会碰到需要延时的应用，如时钟等。如果采用软件延时（也就是让单片机执行空指令，消耗一定时钟周期来等待）的话，将增加CPU开销，降低CPU的工作效率，并会使其他操作响应延缓。这时，片内定时器就能发挥作用了。

翻阅数据手册，可知 Ai8051U 片内有6个定时器。

定时器的本质就是从设定值数到溢出之后置位一次标志位，如果使能ET0就可以进入中断！

片内定时器可实现精准的定时，这里涉及到时时长的计算，见下图：

范例代码

if( P32 == 0 )								//判断P32按钮是否按下
	{
		Delay20ms();							//延时20ms消抖
		if( P32 == 0 )
		{
			Run_State = !Run_State;				//运行状态取反
			if( Run_State==1 )					//运行
			{
				Timer0_Init();
			}
			else
			{
				TR0 = 0;						//关闭定时器
				P20 = 1;
				P21 = 1;
			}
			while( P32 == 0 );					//等待P32松开
		}
	}

}

运行效果

以上是本集的学习体会。

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第八集 定时器周期性调用任务

这一讲干货满满！将定时器周期性任务调度讲得非常透彻。

随着任务复杂性提高，代码量快速增长。本章还示范给出了如何合理组织代码的宝贵经验。

之前的演示，所有代码都放在一个文件中。本集讲解的任务比较复杂，如果还是在一个文件中写所有代码，逻辑就不够清晰了。重新组织代码如下

main.c
 |-> io.c
 |-> task.c
 |-> config.c

定时器部分的代码与上一集区别不大，主要是任务更加复杂多样了。

运行效果

以上是本集的学习心得。

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第九集 数码管

数码管是常用的显示输出方式，特别是在工业仪表方面。

多位数码管最常采用动态显示方式。

在本集中，对数码管的进行了全面的讲解。

开发工具还提供了虚拟显示功能，太棒了！使用擎天柱核心板也可以显示字符了，方便调试和学习了。

受擎天柱核心板限制，无板载数码管。使用虚拟显示，也可显示数码了！

运行效果

以上是本集的学习心得。