【实验箱已收到】何老师 《STC32位8051单片机原理及应用-STC32G12K128》，打卡

gentl***

               
                 陈老师的课另开新帖 https://www.stcaimcu.com/forum.p ... 3620&extra=page%3D1


                 本贴依旧会持续更新。

2023/7/25 第一课  （1，2，3 课时）

                 听了何老师的课，收获很大，以前听过几位老师讲单片机，这次听到了以前没接触过的知识。
                许多都是特别底层的东西，以前都是直接调用高级函数库，操作一下寄存器都觉着是高端操作。今日听了何老师的课，有了新的认知。
                由于对汇编不熟悉，讲解机器指令那里，理解起来比较吃力。但也大致听懂了。
                明白了32位对比8位，究竟快在哪里，以长整型求和为例，8位要把长整型分成4份，存在4个寄存器里，分别求和。
                         而32位cpu可以将长整型放在4字节的段寄存器里（这里理解的不是很清晰，要补一下汇编知识），进行一次求和，减少操作指令，进而提升速度。

                简单笔记

                单片机和桌面系统的基本架构
                      单片机是一个芯片，内部集成cpu与 osc，flash，sram等各种外设。
                      桌面系统中 cpu是但单独的，还要外接ssd（hdd），ddr5（4）ram，及io。
               处理器的和指令集类型
                      stc32g是80251，之前的产品是8051。
                      arm芯片的是另外一类。
                      以前intel搞得80251，96年就搞出来了，80251指令集支持8/16/32 位操作，但intel搞不出来32位的单片机，搞出的还是8位的单片机，然后stc搞出来了。（是这么理解的吧）

               嵌入式系统的硬件和软件
                      芯片外设越来越多，原来是在pcb上接各种芯片实现功能，现在跑的芯片里面去了。
                      pcb设计越来越简单，制作芯片越来越复杂（好像程序也会复杂一些，要配置一堆寄存器，开发时看不到芯片，变黑盒）。
               单片机的设计语言
                      c--汇编--机器指令--机器码（好像是这个）
                      汇编语言很重要，可以更好的理解机器指令。
                      定义2个变量，去看反编译的汇编代码，去看寄存器里的值，可以更好的理解单片机的运行。
               单片机的性能评价
                       在上面提到了，使用2个长整型求和，配合汇编可以很清晰的得到结论，80251 的stc32g的性能远高于8051的stc 增强型单片机。

gentl***

2023/7/28 第二课（4，5，6课时）
               
                 心得：依旧有很多收获，意识到自己数电不懂不行，很难理解几种io模式的应用。IAP挺有意思，以前一直在用isp下载程序，从来没接触过IAP（IAP 写eeprom算吗）。
                           stc32g 外设多，功能多，硬件强大，公司历史悠久，电路设计巧妙。

   
                简单笔记：
                     stc的发展历史
                             STC89-STC12-STC15-STC8-STC32G
                         stc单片机的IAP和ISP
                             ISP 离线固化程序，stc32g 通过usb 固化
                             IAP 在线固化程序，理解为两块flash空间，一块是运行中的flash，一块是等待固化烧录
                             的空间，固化成功后再释放前者。
                         STC32G系列单片机的功能
                             这个忘了什么内容，看完回访再补，先放着。
                             pwm can  ram 及拓展ram  等
                         stc32单片机命名的规则及封装
                              以stc32g128k-bate-PDIP40-XXXXXXXXX为例
                              stc32g          32为8051通用
                              128k            128k内存空间
                              bate             测试板，正式没有
                              PDIP40         封装为40pin引脚
                              xxxxxxx         生成日期地点等
                       stc32g系列单片机引脚驱动原理
                              这部分需要一定的数电基础，本人数电比较薄弱，听不太懂。
                              可以看出来是通过一系列的逻辑门，来实现不同的功能。
                              就是没提具体的应用，如果每种模式搭配一个应用的电路图感觉会更好理
                              解。
                         stc的硬件下载电路
                              usb直接下载 d+ d-加上个小保护电阻
                              输入那里加上保险和稳压二极管，
                              断电电路也很精妙。采用8a大功率三极管，基本无压降。
                      环境配置
                            这个就没啥说的了，下载c251 一路next，把头文件什么的通过stc-isp添加到keil中。
                            新建项目，把目标编译器设为stc32g，把兼容模式改为c251。然后就可以开发了，
                            后面似乎有个点灯的例子，时间不够了，就没讲
                        
                        
                              
                          

gentl***

2023/7/29  实战课（1-4课时）
      心得：了解了数码管的驱动方式， 与以往直接驱动io不同，这节课采用给寄存器赋值的方法，通过硬件驱动数码管。感觉基本能替代额外的数码管驱动芯片，甚至可能更好用。
                触摸按键，以前在电磁炉等地方见过。相比传统机械按键，有很多优势，比如防水，安全。
                rtc时钟，可以做万年历，桌面时钟等应用，要外部晶振，和电池。不知道以后能不能把晶振搞到内部去，这样外部就更简单了

      简单笔记：
               数码管驱动：
                       驱动数码管要先打开特殊寄存器开关；
                       设置好io的工作模式
                      数码管分共阴 共阳数码管。也要在寄存器中写好。
                      设置数码管的刷新频率，最好大于50hz，不然人眼看着晃。
                       把要显示的数值送到寄存器中。记得定义一个数组存放段码。
                       驱动成功
                触摸按键
                       手指在触摸时，电容发生改变
                        ----------------                             ------------------
                                           \                         /
                                             --------------------

                        使用方式类似与按键。 判断当电容值小于某个值的时候，就说明按键被触摸了
                        可以使用串口绘图器验证。

              RTC 时钟
                       记得电池和电源使用二极管隔离。
                       其他需要供电的器件同样使用二极管隔离。
                       寄存器里有很多值，如年月日等，取出需要的，结合第一部分数码管的驱动内容，把时间显示在数码管上面                        

gentl***

2023/8/1 第三课（7，8，9课时）
      这节课通过一个简单的实例，来了解整个开发过程。
      本以为应该很简单，但是实际的内容非常多。

      何老师通过汇编语言，分析了tiny xsmall large等不同的内存模式。
      效果很清晰，直接看到tinny 模式下定义的变量a，被搬到了 0x08 地址。
      而Xtinny 的变量a 被搬到了0x0008地址。
      前者是data 数据区域，而后者是edata区域。区域大小不同。
      large模式下的变量通过DPTR 0x0000 放到了外部拓展的ram中。

      对于指针的不同，程序似乎没提到？ 是不是只有定义指针变量如 int *i； 才可以验证不同模式下指针变量的长度。还是说0x08 与0x0008 就已经说明了不同模式下分别为2字节（16位）与4字节的大小。

      手册上建议使用xsmall的内存模式， 该模式默认变量类型为edata ，指针类型 4字节，速度快，大小一般够用。
                            large模式虽然大，但访问速度慢。（以前遇到过这个问题。在某个速度比较快的协议中，数据比较多， 我用xdata 数组存放的数据，结果由于xdata读取慢，导致协议不能正常通讯。）
                            tiny 模式data 区域太小 只有128k。

       课程中提到了 试验箱的跑马灯不是直接上拉的，而是通过一个三极管上拉。 这样的好处是，由于试验箱上面跑马灯的引脚是与数码管的引脚是复用的。这样做可以在驱动数码管的时候把三极管基极拉高，就不会在驱动数码管时导致跑马灯亮了
        
       编译器优化，默认7级，最高9级。
       可以手动在代码中指定某一块的优化等级。
       这里有个疑问，为啥不直接用9级的而用7级。9级的不好吗。

       c251 编译生成obj 目标文件  相对地址
               链接生成map              绝对地址
               hex                            要烧录到单片机里面的机器码。

      
     

月光***

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STC芯 发表于 2023-8-5 10:59
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谢谢

gentl***

2023/8/4  第10 集

               数制
                  十进制转二进制
                        长除法               除以2 把余数连起来
                        比较法               与2^n 比较 获得对应的二进制值

              写了个小程序
              定义两个 unsinged char a=170 ，b = 90；
              定义变量 unsinged char c；

                            c=a+b；
              通过软仿 得出一个有意思的结果
              没有进位溢出。
              分析汇编代码发现 a 与b 变量
              被搬到了 wr4 与wr6 两个16位寄存器 做的 ADD
              所以没有溢出
              WR6 是r6 r7 拼出来的
              最后把r7 取出来 得到结果 c=4；

              数制      
                   十进制转小数  
                         长乘法
                         比较法
                    负数
                         符号幅度        有2个0 不适用
                         补码               msb 符号位  -128~127
                                               负数 对应正数原码取反+1 是补码
                                               此处可以参考加法器理解      
            
              程序2
                     定义变量 char a=170 ，b=90；
                                   char c；                  
                                   c=a+b
               
                     a赋值170   但单片机会理解为-86 内存中是0xAA
                     使用的MOVS 指令 当作有符号的变量        
                     WR6中 FFAA 进行了符号拓展
                    结果式-86+90 = 4

            定点数 小数点固定 Qm.n    m+n 为定值
            浮点数  32位保存 s + 8位e +无尾数m
                        X=(-1)^S x 1.m x 2 ^(e-bias)            bias = 127
                        会有很小的误差
                       float  double（64）
                       二进制错误值
                       nan +inf -inf
            程序
                    定义变量  float a=100，b=100；
                                   float c；
                                   c=a+b;
                    通过汇编 看得到 变量a b 放到了 WR 中
                                  然后搬到了 DR 中
                                  LCALL 调用了一个很复杂的 浮点运算函数   
            
             存储器内核 和存储空间映射   
                             
                     

gentl***

不知道多少课时了，按照回放的集数标注吧。
2023/08/08 第十一集
         堆栈及指针


                跳转指令  吧pc的吓一条指令地址保存在堆栈中 ，
                跳转指令执行后 再恢复。

        

                建议把edata 区域都给堆栈，用户变量放在xdata中，避免程序出问题


                入栈 先入后出   SP总是指向堆顶的位置
           
                复位后 SP 默认0x07  
                0x08~0x1F 也不能用 是工作寄存器组1~3的地址
                keil 建议0x80以上
         运算器
               ALU
                    加减乘除
                    递增递减 BCD
                    与或取反等
                    按位运算
                    
                   cpu取址和译码 生成微控制序列  获得功能码
                   ALU 根据功能码执行不同功能，参考《硬件描述语言》


               累加器
                       A   SFR 0xE0
                B寄存器
                       乘除用 乘法保存   积的高8位 （A保存积的低8位）
                                  除法保存  余数          （A 保存商）
               程序状态字
                       SFR 0xD0
               
                进位   辅助进位
                RS1 RS0 寄存器相关     R0~R7 8个寄存器一组一个地址 配合RS0 RS1 形成32个位 按需使用避免浪费大量寄存器空间
                OV溢出标志   RSV 保留
                P 奇偶检验位


               SFR   
                     与RAM 高128位具有相同的的地址空间
                     集成大量的外设状态集成器和控制寄存器


                     CPU --->  SFR------> 外设
               XSFR
                     STC 技术创新
                     在没用到的xdata地址空间 放XSFR的地址空间（编译器其实不知道）
                     P_SW2 中
                      EAXSFR 位管访问的是RAM（置0） 还是XSFR （置1）
                     
                     
                  
           

gentl***

2023/08/08 第十二集
      字节存储顺序
             小端模式
                    先存低位

                     0x1234
                     0x0  0x34
                     0x1  0x12

              大端模式
                     先存高位

                     0x0  0x12
                     0x1  0x34


             8051 LCALL 小端
                     其他大端
                     
         程序存储器空间映射
              0x0000~0xFFFF
              MOVC 读flash 数据
              复位从0x0000开始

              超不过64k 指令集架构限制 做大了也访问不到 就16位指针


              中断向量放低地址空间（相当于教室的前门）
              
         flash 特点
               10万次
               低压禁止操作
                不能读
          数据flash   
                IAP/ISP 访问 当eeprom （取替24cxx？）
               
          flash特殊寄存器
                IAP_DATA    SFR 0xC2
                       读出来的数据
                IAP_ADDRH/L        SFR 0XC3/4
                        操作flash 的高/低8位地址
                RS1 RS0
                       控制读/写指令
                
                       

                IAP_TRIG      SFR 0XC6
                发0x5a 0xa5 才能操作 有特殊含义
                IAP_CONTR   SFR 0XC7
            

              IAPEN               开关 1 打开
              SWBS                1 从isp监控程序区启动
                                      0 从用户应用程序区启动 有swrst 一起用
              SWRST             复位
              CMD_FAIL         失败  软件清初该位
              WT2~WT0        等待时间 根据系统时钟跳转
                                      cpu太快了，要等flash反应一会
              PCON    SFR 0X87
                    LVDF位重要   低电压不操作flash
       内部RAM
             data         128
             edata        3840
               
                   __________________________________________
            FF  |                                |                                        |
                 |           高128             |       特殊功能寄存器           |
                 |          内部RAM          |               SFR                    |
            80  |__________________________________________|                              
            7F  |                                |                                        |
                  |      低128                 |                                        |
                  |                               |                                         |
            00  |__________________________________________|                              

              
   
                   高128RAM 使用 直接寻址访问SFR
                   SFR           使用 间接寻址访问RAM

                   这个设计有个问题，是在程序设计中 无法采用间接寻址的模式来访问SFR.比如我想在函数中定义个形式参数 位指针 指向某个IO口 ，想通过指针的方式来操作IO,就不可行，不知道有有没有其他的好办法解决。


               片内拓展RAM
                    edata 0x0000~0xeff
                    EXTRAM =1 访问
                    MOVX @DPTR        
                        或 MOVX @Ri


               外部拓展存储器
                    这部分应该用不到，简单了解一下
                    通过8位3态锁存器 进行IO复用
                    时序图
                  
                   存在一定的建立时间与保持时间

     

gentl***

2023/8/08 第十三集
       32位 mcs-251 指令集
  
            
             24bit 地址总线  3个字节
                    寻址范围大了 原来2个字节16位
                    xxxx xxxx(段) :yyyy yyyy yyyy yyyy（具体存储单元）
                    不用MOV MOVC MOVX 这样区分了
                    类似8086
                     
             32/16/8 bit 兼容8位数据总线
             EDATA(4K) ————> 原来的256k RAM

             如果把程序不放在flash 放在RAM 速度会快，想象空间
              
             24bit地址总线 访问难度减小

             flash 128k   edata 4k  xdata 8k
                     还没用完，寻址空间大得多 能寻16M


             外设拓展很多
                     DMA 不通过cpu 直接把存储器数据给外设
             MDU32 专用乘除法单元
              
             寄存器
                  
                   保留RS1 RS0
                   增加1倍可以访问16寄存器
                   但可以拼 ，依旧不浪费
                   R0 R1 -> WR0
                   WR0 WR2 -> DR0

                   RISC 架构直接简单粗暴的放了 32位寄存器


                  低16位寄存器支持 位寻址
                   R11 等效 A
                   R10 等效 B
                  兼容原来的8051
                   DR56 DPX
                   DR60 SPX


                   充分兼顾8/16/32位操作