冲哥-8051U深度入门到32位51大型实战--学习记录帖

Je***

如题，记录STC最新AI8051U亲密接触过程。

Je***

第一集 序言      冲哥
AI8051U优势：
一、屏幕显示孼视频播放（FLASH编程器）。
二、IIS录放音。
三、PWM_DMA。
四、频谱分析仪（上位机）
五、手写计算器。
六、QSPI\PWM移相，硬件乘除，单精度浮点。

1、演示屏幕显示和视频播放功能。首先矫正定位刷新。主频40M。选择串行FLASH编程器。
2、演示IIS录放音，STOP 50 VOL音量.集成了录放音的功能。
3、演示PWM_DMA功能，WS2812点阵屏显示数字时钟。覆盖涂色的亚克力板看的更清晰，其实下面可以加一层碳酸纸或散光膜。用的PWM_DMA实现的功能。实现一千多颗2812灯的显示不会干扰。
4、演示频谱仪。需要用到FFT绘图。中心频点在2.5K左右。采用IIS录音+FFT快速刷新。
5、演示手写计算器。手写自动输入和自动计算。
6、演示FLASH播放器。用的屏9341.擦除芯片，选择串行FLASH编程器。加载图片，

简介：
Ai8051U，USB 型 1T 8051，支持32位和8位指令集, RMB2.3
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
34KSRAM(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


第一课时完结。

tianji***

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Je***

第二集 硬件及工具介绍 冲哥

实验箱正面讲解：
1、演示AI8051U实验箱,PCBA-成品线路板。一条数据线+一个短路帽。
2、USB-TypeA接口，双USB数据线配套。
3、USB Link 1D接口，下载器使用。
4、USB TypeC接口，转接口。
5、USB转双串口，用于通讯集成（STC自研芯片），可以替换CH430，最高波特率在10M左右，基本市面上常用通讯协议支持在内。
6、TF卡插座、测试文件系统使用。在实际应用中可以扩展自动化系统资料存储与保存。
7、示波器BNC输入，需要配备示波器采集表笔头。后面红色元件为示波器调整波形。修正失真。
8、立体声耳机输出，接耳机放音。
9、立体声线路输出，接音响线路。
10、话筒录音，实现录音功能。
11、OLED显示屏  SPI/I2C 8/7线接口，可以接显示屏。
12、8位流水灯-入门基操。
13、TFT彩屏，两排线接入。
14、掉电检测电压调节--测试存储使用，掉电以前要保存--比如自动化设备异常停电的数据保存---检测到断电行为。
15、红外接收。
16、红外发射。
17、矩阵键盘，两列+四行，和ADC键盘区别，矩阵键盘采用横向四个脚纵向两个脚实现控制。ADC键盘16个都是用一个引脚控制。
18、AI8051U主芯片，48脚。
19、T0、T1按键，定时器控制按键。
20、INT0\INT1按键，中断控制按键。
21、复位按键。
22、电源按键，单片机强制断电，进入下载模式。
23、QSPI/SPI FLASH    FLASH编程器通过上位机软件通过USB传输到单片机存储至此。
24、LCD对比度插口调节 ，最下面接口可以接LCD的屏。  显示不清晰可以用左下角电位器调节。
25、RTC时钟，芯片内置RTC功能，保持主板上点时钟最新计时。
26、相关短路帽调试插针，后续功能演示。
27、外部并行总线扩展32KSRAM.---------

实验箱背面讲解：
28、32768Hz无源晶振，RTC实验必须用到这个这个晶振。
29、24C02 EEPROM，存储芯片，外置存储器掉电存储。
30、DS18B20温度传感器，低成本温度检测。
31、无源蜂鸣器，声音预警。
32、SP3485，485通信。
33、AI8H12K12U USB转双串口，一个USB连接电脑转双串口。
34、TP2604S、74HC4051、LMV358、TLV320AIC23B I2S DAC等芯片后面测试时讲解。


软件和工具：
35、安装KEIL5编程软件。
36、下载ISP软件----写入单片机必须工具。
37、添加单片机型号的头文件。
38、Keil中断扩展插件。
39、下载代码包和手册。

40、安装KEIL5讲解--略。
41、下载AI8051U规格书，最新手册。
42、下载实验箱1.2代码包
43、下载拓展Keil的C代码中断号并找到KEIL5安装路径对应安装。
44、下载第一个程序。
        1）单片机选择AI8051U-34K64
        2）实验箱使用USB下载，进入USB下载模式需要先按住实验箱P3.2/INT0按键，P32接地，然后按一下电源开关0N/0FF断电，松开上电。正常情况下就可以识别出HID1 USB Writer设备，
        3）然后选择下载的程序文件，下载的时候一定要注意选对IRC时钟频率，开发文件中查看#define MAIN_Fosc 时钟主频定义，

第二课时完结。

Je***

tianji*** 发表于 2025-1-19 10:06
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谢谢。

Je***

第三集 点亮第一颗LED 冲哥

一.创建空工程（参考手册6.5章节）
二.添加头文件 （利用ISP软件，结合手册6.4章节）
三.输入如下代码,并编译


1、新建设置超过64K程序的代码项目，选择保存路径，输入项目名称，添加目标芯片型号Ai8051u-32bit.。
2、添加第一个文件main.c.左侧树状路径选择Source Group 1---右键---Add Existing Files to Group添加新建的文件到本新工程中。--或者直接双击就可选择添加。
3Options  for Target中设置,选择Tatget选项卡，CPU选择 Source (251 native),4Byte...复选款一定要勾选，因为Ai8051u系列只支持source模式，由于Ai8051u系列单片机在终端中的压栈和出栈都是四字节（牵扯到内存分配管理），Memory model(内存模式)选择Xsmall:ptr-4.

3、在output(输出选项卡)选择创建文件格式HEX File中选择HEX-386，程序空间超过64K，则HEX Format必须选择HEX-386模式，只有程序空间在64K以内才可以选择HEX-80,

4、添加头文件.include头文件两种方式，<>和“”，第一种在系统安装文件，第二种开发项目本地文件夹路径文件，推荐用第二种""，避免移植项目遗漏。ISP可以自动生成相关头文件请选择项目保存位置。

5、main.c文件中#include 引用上面的头文件。

6、设置自动缩进四格，点击keil5上面工具栏左右侧那个扳手，不正确就需要修理，选择C/C++，缩进选4这样键盘TAB按键按一次会自动前进4格，shift+TAB自动后退4格。Edit0r语言选项卡选择GB2312,这样中文注释不会乱码。

7、左键双击头文件选中，右键--选择open file，就可以跳到头文件内容，方便快捷查看和对照。
8、main函数执行一次与多次循环的讲解，内嵌while函数。
9、点亮第一个LED灯的最小程序。编译完成。ISP选择选择新编译的文件，不需要时钟就不管他。
10、视频中下载后点亮结果点不亮，缺少P40=0;的声明，就和写代码不规范想打人一样-。-
11、改了后还是不亮，原来P40M0，P40M1写成P0M0，P0M1，想打人-。-
12、讲解P0等效电路图，SYS_VCC=3.3V，每个管脚串3,3K电阻，电源出口接PNPss8550三极管，P40端口接ss8550偏置电压0伏导通.（备注：SS8050NPN结构偏置电压必须高电平导通）

13、配置I/O口。
     1、每个I/O孔的配置都需要两个寄存器进行设置。
     2）P0M0即P0M0第0位和P0M1的第0位组合起P0.0的模式。
     3）配置组合模式：
                   00  准双向口，传统8051端口模式，弱上拉，灌电流可达20mA,拉电流为270-150uA
                   01  推挽输出（强上拉输出，可达20mA,要加限流电阻）
                   10   高阻输入（电流既不能流入也不不能流出--此路不通@@）
                   11  开漏模式，内部上拉电阻断开。即可读取外部也可对外输出（高低电平）。如果正确读取外部状态需要对外输出高电平，需外加上拉电阻，否则对不到外部状态，也无法对外输出高电平。
                               ---开漏工作模式，对外设置输出1，等同于高阻输入。
                               ---开漏工作模式，打开内部上拉电阻或外部加上上拉电阻，简单等同于【准双向口】

14、每个语句结束要:分号结束，大括号要缩进。
15、二进制4个0位对应16进制1个位0，所以八位十六进制写法就是0X00.
16、芯片管脚可以在ISP右侧快捷选项卡里面的《封装脚位》选项卡查看 P0M0=0可以理解为P00-P07为准双向口
17、ISP的IO口配置工具，在ISP软件右侧的IO配置工具中快速设置。

第三课时完结。

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第四集 USB不停电下载 冲哥

一、.实验对比演示
二、.下载所需文件（STC官网-软件工具-库函数-USB库文件）
三.移植关键部分到工程：
     添加头文件
     USB初始化函数(lib+.h库实现)
     命令参数
     打开P_SW2寄存器和IE2寄存器（只打开一个位！）



1、实验对比演示。
2、下载所需文件
3、移植stc_usb_cdc_32.LIB文件到当前测试文件夹，Add文件到工程项目。
4、在main.c中引用USB头文件#include  "stc32_stc8_usb.h"。
5、移植所有端口为双向。调用usb_init() 函数。
6、移植不停电下载命令行三行到main.c，注意此处的不停电下载命令要与ISP里面的命令要相同。
7、功能脚切换控制P_SW2中EAXFR设置（B7位）--扩展RAM区特殊功能寄存器（XFR）访问寄存机。0禁止，1允许访问。赋值用或等于（|=0x80   1000 0000）避免覆盖其他七位原值.
8、一直USB等待连接命令，while循环里移植发送缓冲区固定命令用于测试。
9、生成文件提示警告57，是因为头文件定义了很多函数实际还没有使用，可以点击顶部魔术棒快捷键，选择L251 MIsc,输入57屏蔽。
10、下载时检查CPU指令模式32-bit,勾选当目标文件变化时自动装在并发送下载命令---这样一生成完就可以自动下载。

第四课时完结。

Je***

第五集 C语言基础 冲哥

一.C语言 USB-CDC串口之printf函数的实现
二.数的进制：2进制、10进制、16进制
三.数据的基本类型
四.C语言常用运算符

1、C语言USB-CDC串口之printf函数的实现。
2、#define printf  printf_hid 替换名和被替换名。参数fmt 格式控制字符串，包含拉ing中对象：普通字符和转换说明。打印时英文输入双引号里面打印字符串。演示CDC测试。
3、转换说明：
        1）类型，替换fmt参数中指定每个%标签，附加参数可以是敞亮，可以是变量。
       2)位置：普通字符和转换说明放在双引号内，参数以英文逗号隔开。
       3）数量：附加参数和转换说明是一一对应关系，有N个转换,printf参数是N+1,Print本体占1;如果参数少于对应转换，可能会输出内存中任意值。

4、ASCII字符代码表（ISP调试HEX模式 16进制输出的代码）

5、数据类型：想要使用64位变量，需要在程序文件里面添加申明：#pragma float64。
6、进制的转换，二进制，8进制，16进制-、
7、变量的定义方法和声明替换#define...
8’、C语言运算符，注意除号（/）只返回整倍数，求余用%号。强制转换运算结果前面添加（U16）。
9、定义变量分为全局变量和局部变量，注意作用域有效区。
10、算数运算符，+—*/%，++，--、
11、关系运算符：==，！=，>.<,>=,<=,单片机里面0为假，非零为真。
12、逻辑运算符： 逻辑与&&，逻辑或||，逻辑非！。
13、赋值运算符：=、+=、-=、*=、/=、%=、<<=、>>=、&=、|=、^=。
14、位运算符：&、|、^、~、<<、>>。
15、其他运算符：点运算符，选择运算符。。。

第五课时完结。

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第六集 I/O输入输出  冲哥

一、什么是GPIO
二、按键输入检测
三、课后小练

1、什么是GPIO?
     GPIO（General Purpose I/O Ports）意思为通用输入/输出端口，通俗地说，就是一些引脚，可以通过它们输出高低电平或者通过它们读入引脚的状态-是高电平或是低电平。
     高电平就是指接近于电源正极电压的电平；也叫逻辑“1”； VDD最大电压不能超过5.5V。上限溢出允许0.3v内.
     单片机输出高电平就是输出VCC电压，输出低电平就是输出GND的电压。
     四种模式：准双向口、推挽输出、高阻输出、开漏模式。 灌电流（电源到管脚串电阻尽量大于1K，不小于470欧）和拉电流（管脚到Gnd,推挽/强上拉）的讲解
     单片机电压3.3V，施密特触发器，低电平不能高于0.99V，高电平不能低于1.18V。

2、按键输入检测：实验箱上P32串300R电阻，按下接地低电平，不按高电平。
3、代码编写：按下亮，松开灭 。
4、按键参数状态取反（！），交互状态，while循环锁定只输入一次。
5、按键消抖。延时20毫米（ISP右侧延时计算器），引用头文件#include "intrins.h"   。延时后内部嵌套一个if循环里面包含while确认判断指令是否为消抖后结果.
6、 main函数里面添加以下三条指令。
      WTST = 0; //设置程序指令延时参数，
        EAXFR = 1; //扩展寄存器(XFR)访问使能
        CKCON = 0; //提高访问XRAM速度


第六课时完结。

Je***

第七集 定时器中断 冲哥

一、定时器的介绍
二、定时器的应用
三、函数的定义、声明、调用

1、单核只能执行循环单条命令执行完毕才执行下一个命令，没有特殊情况不能被打断，引入特殊情况定时器中断。
2、定时器作用：
            1) 用于计时系统，可实现软件计时，或者使程序每隔一固定时间完成一项操作。
            2) 替代长时间的Delay，提高程序的运行效率和处理速度（可以打断主循环）。

3、ISP软件右侧定时器计算器自动生成定时函数。选择时钟24M，定时3秒，模式位24位自动重载。
4、边界定时器中断执行测试。
5、关于Keil软件8051和80251编译器所有版本中的BUG，0xfd、0xFE、0xFF问题，主要表现为字符串中不能含有0xFD编码的汉字，否则在编译时会跳过而出现乱码，解决办法在0XFD编码的汉字后增加一个0xfd.
       官方解决方案printf("数\xfd学") 显示正常。

keil0xFD汉字乱码表

6、定时器应用：定时器0模式0（16位自动重装载模式）图解。
7、定时器模式寄存器（TMOD）当GATE=0，TR0=1，定时器开始。
8、中断请求寄存器TCON讲解，TF0定时器0溢出中断标志，中断服务中，硬件自动清零。
9、IE0：外部中断0中断请求标志，中断服务程序中，硬件自动清零。
10、计算定时器的原理讲解。

11、函数的定义、声明、调用。
12、函数名不能与C语言关键字重名。定义函数名、返回值、参数。
13、声明：在头文件中声明结尾以英文分号结束。
14、调用：在需要的地方调用函数名，结尾加上小括号和分号，如果有参数就写入括号内，以英文逗号分开。
15、代码功能演示：关闭自动重载定时器TR0=0，
16、代码调试，状态参数取反（！）与停止。演示交互式控制。

第七课时完结。