AI8051U学习记录

N3S***

第一节Ai8051U简介

1.1Ai8051应用

1.    屏幕显示和视频播放（flash编程器）

2.    IIS录放音

3.    PWM_DMA

4.    频谱分析仪（上位机）

5.    手写计算器（Ai功能）

6.    QSPI,PWM相移,硬件乘除,单精度浮点

1.2 Ai8051基本信息

支持8位/32位指令集，性价比高

管脚兼容:  89C52RC,  12C5A60S2

34K SRAM(2Kedata, 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

第二节实验环境介绍

2.1硬件简介：Ai8051U实验箱

1．调试与通讯接口：USB-TypeC、USB-TypeA、USB转双串口、USB Link 1D接口

2．声光部件：8路流水灯、8位数码管、OLED显示屏接口、TFT彩屏接口、无源蜂鸣器、话筒录音、立体声线路输出、立体声耳机输出

3．按键：矩阵按键、ADC键盘、T0、T1按键、INT0、INT1按键、复位按键、电源按键

4. 其他外设：示波器BNC输入、DS18B20温度传感器、32768Hz无源晶振、RTC电池、红外发射接收

2.2软件和工具

1.编程软件：KeilC251，用于编写程序

2.ISP软件：AIapp-ISP，用于下载程序与调试，提供头文件，同时提供多种常用工具

3.下载插件：Keil中断拓展插件，可将中断号拓展到254

4.下载代码包和手册：方便学习参考

2.3下载程序

第三节    点亮LED

3.1新建工程

3.1.1选择单片机型号

3.1.2添加文件

添加main.c文件到工程

3.1.3配置相关选项

CPU Mode :Source模式，Ai8051U系列目前只支持Source模式，由于Ai8051U系列单片机在中断中的压栈和出栈都是4字节模式，勾选”4 Byte Interrupt Fram Size”

Memory Model:Xsmall模式，Ai8051U的程序逻辑地址为FF:0000H~FF:FFFFH，需要使用24位地址线才能正确访问，默认的常量类型必须使用“far”类型，默认指针变量必须为4字节

Code Rom Size:代码大小在64k以内选择”Large”，超过64k选择”Huge”，同时设置ROM地址和大小

HEX文件格式选择:程序大小在64k以内选择HEX-80，超过64k选择HEX-386

3.2程序编写

3.2.0实验原理

(1)当P40为低电平时，控制三极管导通，当P00为低电平时，点亮LED

(2)编写程序时，首先要添加单片机对应型号的头文件

(3)IO口工作模式配置：通过端口模式配置寄存器PxM0、PxM1进行配置

3.2.1添加头文件

利用ISP软件添加头文件”ai8051u.h”

3.2.2实验程序

#include "ai8051u.h"                //调用头文件
//使用擎天柱进行练习

void main(void)                                
{
        P2M1 = 0X00; P2M0 = 0X00;
        
//        P0M1 = 0X00; P0M0 = 0X00;        //配置I/O口模式，准双向
//        P4M1 = 0X00; P4M0 = 0X00;
        
//        P40 = 0;                                //打开开关三极管
        
        while(1)                                
        {
                P20 = 0;
                
//                P00 = 0;                        //低电平点亮LED
                
        }
}
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3.2.3实验结果（擎天柱版）

成功点亮LED

第四节USB不停电下载

4.1下载USB库文件

4.2移植关键部分到工程

4.2.0实验原理

(1)功能脚切换控制（P_SW2）B7：EAXFR，置1使能访问XFR，扩展特殊功能寄存器

(2)中断使能寄存器（IE）B7：EA，总中断允许控制位，置1使CPU开放中断

4.2.1添加头文件

添加“stc_usb_cdc_32.lib”和“stc32_stc8_usb.h”文件

4.2.2USB初始化函数

由lib与.h文件实现

4.2.3命令参数

设置自定义命令（相当于密码），用于实现不停电下载

4.2.4设置寄存器

设置P_SW2与EA（或IE），使能中断功能

4.3实验程序

4.4实验结果

下载程序后识别到USB-CDC，可以实现不停电下载

第五节C语言基础

5.1USB-CDC串口之printf函数的实现

打开USB库中的PRINTF_HID宏定义（去掉//），将printf重定向到printf_hid

最新库文件直接定向到printf_usb，无需使用printf_hid

原型函数printf_hid(const char *fmt, …);

参数fmt -- 是格式控制字符串，包含了两种类型的对象：普通字符和转换说明。

普通字符：在输出时，普通字符将原样不动地复制到标准输出。

printf("8051U深度入门到32位51大型实战视频\r\n");

转换说明：不直接输出,用于控制 printf 中参数的转换和打印。每个转换说明都由一个百分号字符（%）开始，以转换说明符结束，从而说明输出数据的类型、宽度、精度等。

printf("8051U深度入门到32位51大型实战视频,%s\r\n","加油");

转换说明简介：

1.类型：根据不同的 fmt 字符串，函数可能需要一系列的附加参数，每个

参数包含了一个要被插入的值，替换了 fmt 参数中指定的每个 % 标签。

关于附加参数，既可以是变量，也可以是常量。

2.位置：printf（）函数的普通字符和转换说明放在" "双引号内，附加参数

放在双引号外，每个附加参数之间用逗号隔开。

3.数量：printf() 的附加参数与转换说明符是⼀⼀对应关系，如果有 n 个转

换说明符， printf() 的参数就应该有 n + 1 个。如果参数个数少于对应的转

换说明符，printf() 可能会输出内存中的任意值。

5.2数的进制：2进制、8进制、10进制、16进制

5.3数据的基本类型

想要使用64位变量，需要在程序文件里面添加申明：#pragma float64

5.4C语言常用运算符

第六节I/O输入输出

6.1GPIO简介

GPIO（General Purpose I/O Ports）意思为通用输入/输出端口，可以读入引脚状态（高电平/低电平）和输出高低电平，高电平：VCC，低电平：GND

GPIO工作模式配置：通过PnM1和PnM0进行配置

驱动LED的方法：

GPIO电压需要在一定范围才能正确识别高低电平

6.2按键输入检测

6.2.0实验原理

使用“==”直接读取引脚电平，按键按下时引脚通过电阻与GND相连，为低电平

按键按下后一小段时间内电平会出现波动，一般在20ms以内，使用软件延时进行消抖

软件延时程序：使用ISP软件自动生成

6.2.1实验程序

常用函数编写在头文件中，便于重复使用

//第六节main.h
#include "ai8051u.h"
#include "stc32_stc8_usb.h"
#include "intrins.h"

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

void gpio_Init(void)
{
    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;
}

void usb_Init_p(void)
{
<p style="line-height: 30px; text-indent: 2em;"></p><div style="text-align: left;">    WTST = 0;</div>    EAXFR = 1;
    CKCON = 0;
    usb_init();                                    
   
    EA = 1;
   
    while (DeviceState != DEVSTATE_CONFIGURED);     //等待USB完成配置
        
}

void Delay20ms(void)        //@24.000MHz
{
    unsigned long edata i;

    NOP1();
    NOP1();
    i = 119998UL;
    while (i) i--;
}

void usb_Init_p(void);
void Delay20ms(void);
void gpio_Init(void);


//第六节main.c
#include "ai8051u.h"
#include "stc32_stc8_usb.h"
#include "main.h"

#define u8         unsigned char                //8位无符号变量
#define u16 unsigned int                //16位无符号变量

u8 state = 0;
u8 led_state = 0xff;

void main()
{       
        gpio_Init();                                                               
        usb_Init_p();                                                                        //USB初始化

    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();                                                       
        }
               
//                //任务3
//                if(P32 == 0)                                                        //判断按键是否按下
//                {
//                        Delay20ms();
//                        if(P32 == 0)
//                        {
//                                state = !state;
//                                P40 = state;
//                                printf("state:%d\r\n", (int)state );
//                        }
//                       
//                        while(P32 == 0);                                        //等待P32松开
//                }
                //课后任务1
//                if(P32 == 0)                                                        //判断按键是否按下
//                {
//                        Delay20ms();
//                        if(P32 == 0)
//                        {
//                                state = !state;
//                                P40 = 0;
//                                printf("亮\r\n");
//                        }
//                       
//                        while(P32 == 0);                                        //等待P32松开
//                }
//                if(P33 == 0)                                                        //判断按键是否按下
//                {
//                        Delay20ms();
//                        if(P33 == 0)
//                        {
//                                P40 = 1;
//                                printf("灭\r\n");
//                        }
//                       
//                        while(P33 == 0);                                        //等待P32松开
//                }
                //课后任务2
                if(P32 == 0)                                                        //判断按键是否按下
                {
                        Delay20ms();
                        if(P32 == 0)
                        {
                                led_state <<= 1;
                                P0 = led_state;
                                printf("%x\r\n", led_state);
                        }
                       
                        while(P32 == 0);                                        //等待P32松开
                }                       
    }
}
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6.2.2实验结果(课后练习)

成功实现要求的功能

第七节定时器中断

7.1定时器简介

由于MCU是单核的，同一时间只能执行一个事情，没有特殊情况不能被打断。所以这里就要引入一个特殊的情况，定时器中断。

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）

7.2定时器应用

使用ISP软件进行定时器配置

7.2.1定时器工作原理（定时器0模式0）

系统时钟经过预分频、12分频/不分频作为定时器的输入

C/T控制定时器/计数器0作为定时器（置0）还是计数器（置1，输入为外部引脚）

T0_M1,T0_M0控制定时器模式，00为16位自动重装载模式

TL0与TH0设置定时初始值

使能中断后即可实现定时中断功能

定时器计算公式：

7.2.2实验程序

//main.h
#include "ai8051u.h"
#include "stc32_stc8_usb.h"
#include "intrins.h"

#define u8         unsigned char                //8位无符号变量
#define u16 unsigned int                //16位无符号变量
        
char *USER_DEVICEDESC = NULL;
char *USER_PRODUCTDESC = NULL;
char *USER_STCISPCMD = "@STCISP#";

u16 key_times = 0;
u8 state = 0;
u8 time = 1;
u16 total = 0;


void gpio_Init(void)
{
    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;
}

void usb_Init_p(void)
{
    WTST = 0;
        EAXFR = 1;
        CKCON = 0;

    usb_init();                                     //USB CDC 接口配置
    
    EA = 1;
    
    while (DeviceState != DEVSTATE_CONFIGURED);     //等待USB完成配置
        
}

//BOOL usb_OUT_callback()
//{
//    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）
//    return 1;
//}

void Timer0_Init(void)                //1秒@24.000MHz根据要求修改
{
        WTST = 0;
        EAXFR = 1;
        CKCON = 0;
        
        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

        EA = 1;
}

void Delay20ms(void)        //@24.000MHz
{
        unsigned long edata i;

        NOP1();
        NOP1();
        i = 119998UL;
        while (i) i--;
}

void key1_Press(void)
{
        if(P32 == 0)                                                        //判断按键是否按下
        {
                Delay20ms();
                if(P32 == 0)
                {
                        //ENTER YOUR CODE
                        //任务1
//                        key_times += 1;
//                        printf("按下次数\xfd：%d\r\n", key_times);
                        //任务2
//                        P40 = 0;
//                        Timer0_Init();
//                        printf("start");
                        //任务3
//                        if(state == 0)                                        //交替闪烁状态
//                        {
//                                P40 = 0;
//                                P45 = 1;
//                                state = 1;
//                                Timer0_Init();
//                                printf("start");
//                        }
//                        else                                                        //熄灭
//                        {
//                                P40 = 1;
//                                P46 = 1;
//                                state = 0;
//                                TR0 = 0;
//                                printf("stop");
//                        }
//                                
                        //课后小练
                        if(time == 1)                                        //倍数切换
                                
                        {
                                time = 2;
                                printf("双倍功德时间");
                        }
                        else
                                
                        {
                                time = 1;
                                printf("单倍功德时间");
                        }
                }
                        
                while(P32 == 0);                                        //等待P32松开
        }
}

void key2_Press(void)
{
        if(P33 == 0)                                                        //判断按键是否按下
        {
                Delay20ms();
                if(P33 == 0)
                {
                        //ENTER YOUR CODE
                        //课后小练
                        total += time;
                        printf("功德+%d\r\n当前功德：%d\r\n", time, total);
                        P40 = 0;                                                //亮灯，开始计时
                        Timer0_Init();
                        
                }
                while(P33 == 0);                                        //等待P32松开
        }
}

void Timer0_Isr(void) interrupt 1
{
        //任务1
//        P40 = !P40;
        //任务2
//        P40 = 1;
//        TR0 = 0;
//        printf("stop");
        //任务3
//        P40 = !P40;                                                                //交替闪烁
//        P46 = !P46;
        //课后小练
        state++;
        if(state == time)                                                //亮time秒后熄灭
                
        {
                P40 = 1;                                                        
                state = 0;
                TR0 = 0;
        }
        
}

//void LED_R(char led_r)
//{
//        P0 = led_r;
//        
//}

//void LED_G(char led_g)
//{
//        P1 = led_g;
//        
//}

//void LED_B(char led_b)
//{
//        P3 = led_b | 0x03;
//        P5 = led_b | 0xfc;
//        
//}

//void LED_Y(char led_y)
//{
//        P2 = led_y;
//        
//}

void gpio_Init(void);
void usb_Init_p(void);
void Timer0_Init(void);
void Delay20ms(void);
void key1_Press(void);
void key2_Press(void);

//main.c
#include "ai8051u.h"
#include "stc32_stc8_usb.h"
#include "main.h"

#define u8         unsigned char                //8位无符号变量
#define u16 unsigned int                //16位无符号变量



void main()
{        
        gpio_Init();                                                                        //gpio初始化为准双向
//        Timer0_Init();                                                                        //计时器0初始化
        usb_Init_p();                                                                        //usb初始化

    while (1)
    {        
//                if (bUsbOutReady)                                                        
//        {
//                        USB_SendData(UsbOutBuffer,OutNumber);           
//            
//                        printf("输入\n");
//            usb_OUT_done();                                                        
//        }
                key1_Press();
                key2_Press();
                
                
    }
}

//void Timer0_Isr(void) interrupt 1
//{
//        //任务1
////        P40 = !P40;
//}
复制代码

7.2.3实验结果（课后练习）

N3S***

test

wangp***

我收到的擎天柱怎么只有P20到P26有灯？你们的都是自己后焊上的吗

N3S***

wangp*** 发表于 2025-2-6 16:32
我收到的擎天柱怎么只有P20到P26有灯？你们的都是自己后焊上的吗

自己焊的