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liwenjun 发表于 2025-1-18 08:24:40

学习打卡 - Ai8051U深度入门

<h2>通过擎天柱核心板学习Ai8051U视频的记录和体会</h2>
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。
<img src="data/attachment/forum/202501/23/160503qkaw6hxajdjtx681.png" alt="qtz.png" title="qtz.png" />
以下记录我通过这块核心板学习Ai8051U的过程和体会
<ul>
<li class="vditor-task vditor-task--done"><input checked="" disabled="" type="checkbox" /> 第一集序言</li>
<li class="vditor-task vditor-task--done"><input checked="" disabled="" type="checkbox" /> 第二集硬件及工具介绍</li>
<li class="vditor-task vditor-task--done"><input checked="" disabled="" type="checkbox" /> 第三集点亮第一个LED</li>
<li class="vditor-task vditor-task--done"><input checked="" disabled="" type="checkbox" /> 第四集 USB不停电下载</li>
<li class="vditor-task vditor-task--done"><input checked="" disabled="" type="checkbox" /> 第五集 C语言基础</li>
<li class="vditor-task vditor-task--done"><input checked="" disabled="" type="checkbox" /> 第六集 IO输入输出</li>
<li class="vditor-task vditor-task--done"><input checked="" disabled="" type="checkbox" /> 第七集定时器和中断</li>
<li class="vditor-task vditor-task--done"><input checked="" disabled="" type="checkbox" /> 第八集定时器周期性调用任务</li>
<li class="vditor-task vditor-task--done"><input checked="" disabled="" type="checkbox" /> 第九集数码管</li>
<li class="vditor-task vditor-task--done"><input checked="" disabled="" type="checkbox" /> 第十集虚拟键盘Led和数码管</li>
<li class="vditor-task"><input disabled="" type="checkbox" /> 第十一集矩阵按键</li>
<li class="vditor-task"><input disabled="" type="checkbox" /> 第十二集复位系统</li>
<li class="vditor-task"><input disabled="" type="checkbox" /> 第十三集外部中断</li>
<li class="vditor-task"><input disabled="" type="checkbox" /> 第十四集 IO中断</li>
<li class="vditor-task"><input disabled="" type="checkbox" /> 第十五集</li>
<li class="vditor-task"><input disabled="" type="checkbox" /> ...</li>
</ul>

liwenjun 发表于 2025-1-18 10:20:47

<h2>第一集序言</h2>
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：
<pre><code>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
</code></pre>
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。
<img src="data/attachment/forum/202501/18/101834ycf1funcub1mc1ub.png" alt="ch01-001.png" title="ch01-001.png" />
相信通过继续学习，应该能掌握。
以上，是本集的学习总结。

liwenjun 发表于 2025-1-18 11:16:43

<h2>第二集硬件及工具介绍</h2>
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：
<img src="data/attachment/forum/202501/18/111541aggm2g1ovmff2ggg.png" alt="ch02-001.png" title="ch02-001.png" />
<img src="data/attachment/forum/202501/18/111550me0z720akciv77ka.png" alt="ch02-002.png" title="ch02-002.png" />
开发工具是 <code>keil C251</code>，这个需要重新学习，之前用的是 <code>keil C51</code>。
以上，是第二集的学习总结。

liwenjun 发表于 2025-1-18 12:20:14

<h2>第三集点亮第一个LED</h2>
根据上一集的介绍安装开发环境：
<ul>
<li>keil C251,</li>
<li>AIapp-ISP-v6.95E，当前已是v6.95E版本了！</li>
</ul>
编译如下实验C代码：
<pre><code class="language-c">#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
}
}
</code></pre>
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。
<img src="data/attachment/forum/202501/23/172605lr4hrehsgn9q4g9z.png" alt="ch03-001.png" title="ch03-001.png" />
运行效果如下：
<img src="data/attachment/forum/202501/23/161505aizr57od3r483w9w.png" alt="qtz01.png" title="qtz01.png" />
以上是第三集的学习总结。

liwenjun 发表于 2025-1-18 12:33:21

<h2>第四集 USB不停电下载</h2>
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。
<img src="data/attachment/forum/202501/20/124912uxtlxpk3k3k83opk.png" alt="ch04-001.PNG" title="ch04-001.PNG" />
上代码
<pre><code>#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 }
}
</code></pre>
看看isp串口的变化
<img src="data/attachment/forum/202501/23/181121tcmmu8ydiumvhzkd.png" alt="ch04-002.png" title="ch04-002.png" />
以上是第四集的学习体会。

liwenjun 发表于 2025-1-20 12:51:02

<h2>第五集 C语言基础</h2>
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。
<img src="data/attachment/forum/202501/20/131226kj16u9znvdb902mu.png" alt="ch05-001.PNG" title="ch05-001.PNG" />
代码
<pre><code class="language-C">#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 printfSEG7_ShowString
#elif defined PRINTF_HID
#define printfprintf_hid //#define替换名被替换名
#endif
</code></pre>
演示代码
<pre><code class="language-C">#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(); //
 }
 }
}
</code></pre>
运行效果
<img src="data/attachment/forum/202501/23/183953gp6b5jhpzbw5zpys.png" alt="ch05-002.png" title="ch05-002.png" />
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。

liwenjun 发表于 2025-1-20 13:30:54

<h2>第六集 IO输入输出</h2>
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。
<img src="data/attachment/forum/202501/20/132413a08dpaudh75d8ch0.png" alt="ch06-001.PNG" title="ch06-001.PNG" />
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。
<img src="data/attachment/forum/202501/20/132938yjcia39jlad4r4a6.png" alt="ch06-002.PNG" title="ch06-002.PNG" />
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。
<img src="data/attachment/forum/202501/20/133029rd2saw7fdtzm55tm.png" alt="ch06-003.PNG" title="ch06-003.PNG" />
范例代码
<pre><code class="language-C">//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
}
}
</code></pre>
运行效果
<img src="data/attachment/forum/202501/23/190628cnd9xbq0p0fjfbfq.png" alt="ch06-003.png" title="ch06-003.png" />
以上是第六集的学习体会。

liwenjun 发表于 2025-1-20 17:48:47

<h2>第七集定时器和中断</h2>
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。
<img src="data/attachment/forum/202501/20/174752gsxwoss8tzlx2ljh.png" alt="ch07-001.PNG" title="ch07-001.PNG" />
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：
<img src="data/attachment/forum/202501/20/175823fvgmctrjcyt73x8d.png" alt="ch07-002.PNG" title="ch07-002.PNG" />
范例代码
<pre><code class="language-C">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
}
}

}
</code></pre>
运行效果
<img src="data/attachment/forum/202501/23/191709lb5e47555g7iuo5u.gif" alt="ch07-001.gif" title="ch07-001.gif" />
以上是本集的学习体会。

liwenjun 发表于 2025-1-20 19:50:37

<h2>第八集定时器周期性调用任务</h2>
这一讲干货满满！将定时器周期性任务调度讲得非常透彻。
<img src="data/attachment/forum/202501/20/194317tm61newaa5b3ba1s.png" alt="ch08-001.PNG" title="ch08-001.PNG" />
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
<pre><code>main.c
|-> io.c
|-> task.c
|-> config.c
</code></pre>
<img src="data/attachment/forum/202501/23/195407w093980gc09pmc65.png" alt="Calls-main-c.png" title="Calls-main-c.png" />
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
<img src="data/attachment/forum/202501/23/192439x1dniyi50i0v40l0.gif" alt="ch08-001.gif" title="ch08-001.gif" />
以上是本集的学习心得。

liwenjun 发表于 2025-1-21 11:23:04

<h2>第九集数码管</h2>
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。
<img src="data/attachment/forum/202501/21/112038fvle5mzyyexm65me.png" alt="ch09-001.PNG" title="ch09-001.PNG" />
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
<img src="data/attachment/forum/202501/23/205410ypen84zrqig8ebdb.gif" alt="ch09-001.gif" title="ch09-001.gif" />
以上是本集的学习心得。

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