0.初识8051U

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第0章 8051U介绍

单价：RMB2.3

Ai8051U，USB 型 1T 8051，支持32位和8位指令集

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，双核兼容设计相当于更强大的 32G12K128, 32G8K64

参数：

34K SRAM(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

对比STC32G优势：

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

6. QSPI、PWM移相、硬件乘除、单精度浮点

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1.初识AI8051U
第一章硬件及软件工具介绍
一、 实验箱电路资源

二、 软件环境
1.  Keil  C251 编译器

2. ISP软件

3. 添加型号与头文件

4. 下载插件

5. 下载代码包和手册

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2.初始AI8051U 第二章 点灯实验 一、 工程文件 1. 创建空工程（参考手册2.6.2章节） 2. 添加头文件（利用ISP软件，结合手册2.4章节） 3. 输入如下代码，并编译 #include “ai8051u.h” void main (  void  ) { While(1) { ; } } 注：头文件< >与” ”使用存在区别： 尖括号< > 编译器会在系统路径下查找头文件； 双引号 “ ” ，编译器首先在当前目录下查找头文件，如果没有找到，再到系统路径下查找头文件。 二、 点亮LED P4.0 低电平 P0.0 低电平 LED0 亮起 #include “ai8051u.h” void main (  void  ) { P0M1 = 0x00 ; P0M0 = 0x00 ; P4M1 = 0x00 ; P4M0 = 0x00 ; P40 = 0 ; While(1) { P00 = 0 ; } } 配置I/O口工作模式 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 ( 存在制造误差 )

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第三章 USB不停电下载-串口一键下载功能

1.实验对比演示，修改完成后可以编译程序完成后自动下载，便于开发验证新功能，简化烧录功能。

2.下载所需文件（STC官网-软件工具-库函数-USB库文件）

3.移植关键部分到工程：

3.1 添加头文件

3.2 USB初始化函数(lib+.h库实现)

3.3 命令参数

3.4 打开P_SW2寄存器和IE2寄存器（只打开一个位！）

#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#";// 烧录软件启动帧

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();       // 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();

        }

  P40 = 0; // P40端口输出0V

  P00 = 0; // P00端口输出0V

  P02 = 0; // P02端口输出0V

  //P01 = 0;  // P01端口输出0V

}

}

// 表示按位或

  P_SW2 |= 0x80; // B7位写1，使能访问XFR

可以只对需要的数据位写1。

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第4章 C语言基础

1. C语言 USB-CDC串口之printf函数的实现

打开USB库中的PRINTF_HID宏定义（去掉//）

PRINTF的函数原型的定义

#define printf  printf_hid

int 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。

示例：  

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。

示例：

                 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。

2. 数的进制：2进制、10进制、16进制

各进制与十进制的换算公式

二进制

1011=1*2^0+1*2^1+0*2^2+1*2^3=1+2+0+8=11

八进制

0123=3*8^0+2*8^1+1*8^2=3+16+64=83

十六进制

0x34A=10*16^0+4*16^1+3*16^2=10+64+768=8423.

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

4. C语言常用运算符

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5.按键检测实验

第五章 GPIO输入输出

GPIO 简介

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”；

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。

按键输入检测

代码实现原理：程序直接读取按键的IO的电平即可，一般使用”==”即可

案例1 : 按下P32按钮灯亮，松开P32按钮灯灭；

P40 = 0;

if( P32 == 0 )  //判断P32按钮是否按下

{

  P00 = 0;

}

else

{

  P00 = 1;

}

案例2 : 按下P32按钮灯灭，松开P32按钮灯亮；

P40 = 0;

if( P32 == 1 )  //判断P32按钮是否按下

{

  P00 = 0;

}

else

{

  P00 = 1;

}

案例3 : 按一下灯亮，按一下灯灭；

u8 state = 0;  //初始状态

void Delay20ms(void) //@24.000MHz  Delay20ms();

{

unsigned long edata i;

_nop_();

_nop_();

i = 119998UL;

while (i) i--;

}

P40 = 0;

if( P32 == 0 )  //判断P32按钮是否按下

  {

   Delay20ms(); //延时20ms消抖

   if( P32 == 0 )

   {

    state = !state; //变量取反 0 1 0 1 0 1

    P00 = state;

    printf("state:%d\r\n",(int)state);

    while( P32 == 0 ); //松键检测

   }

  }

机械按键按下或者松开有抖动，一般在20ms内。

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

案例4 : 按一下P32按钮灯亮，按一下P33按钮灯灭；

u8 state = 0;  //初始状态

void Delay20ms(void) //@24.000MHz  Delay20ms();

{

unsigned long edata i;

_nop_();

_nop_();

i = 119998UL;

while (i) i--;

}

P40 = 0;

if( P32 == 0 )  //判断P32按钮是否按下

  {

   Delay20ms(); //延时20ms消抖

   if( P32 == 0 )

   {

    P00 = 0; //灯亮

    while( P32 == 0 ); //松键检测

   }

  }

if( P33 == 0 )  //判断P33按钮是否按下

  {

   Delay20ms(); //延时20ms消抖

   if( P33 == 0 )

   {

    P00 =1; //灯灭

    while( P33 == 0 ); //松键检测

   }

  }

案例5 : 按一下亮一颗灯，在按一下亮两颗灯，直到全亮（变量+加法和乘法）

u8 state = 0;  //初始状态

void Delay20ms(void) //@24.000MHz  Delay20ms();

{

unsigned long edata i;

_nop_();

_nop_();

i = 119998UL;

while (i) i--;

}

P40 = 0;

if( P32 == 0 )  //判断P32按钮是否按下

  {

   Delay20ms(); //延时20ms消抖

   if( P32 == 0 )

   {

    state ++; //变量取反 灯亮数量自加

    Switch( state  )

{

case 1 : P00 = 0; break//1灯亮

case 2 : P01 = 0; break//2灯亮

case 3 : P02 = 0; break//3灯亮

case 4 : P03 = 0; break//4灯亮

case 5 : P04 = 0; break//5灯亮

case 6 : P05 = 0; break//6灯亮

case 7 : P06 = 0; break//7灯亮

case 8 : P07 = 0; state =0;break//8灯亮

default :

P00 = 1;P01 = 1;P02 = 1;P03 = 1;P04 = 1;P05 = 1;P06 = 1;P07 = 1;

break//8灯灭

}

    printf("state:%d\r\n",(int)state);

    while( P32 == 0 ); //松键检测

   }

  }

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第六章 定时器

单核CPU，单次只能执行一个任务。

1. 定时器的介绍

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）

2. 定时器的应用

案例1：LED灯三秒取反一次，这期间任意时刻按下按钮，串口打印按键次数。

void Timer0_Init(void)  //3秒@20.000MHz

{

TM0PS = 0x4C;//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 = 0x59; //设置定时初始值

TH0 = 0x02; //设置定时初始值

TF0 = 0; //清除TF0标志

TR0 = 1; //定时器0开始计时

}

int count=1; //按键计数变量

u8 state = 0; //初始状态

//放主循环

if( P32 == 0 ) //判断P32按钮是否按下

{

Delay20ms(); //延时20ms消抖

if( P32 == 0 )

{

  printf("按键按下次数\xfd:%d 次\r\n",(int)count);

  count++;

  while( P32 == 0 ); //等待P32松开

}

}

void Timer0_Isr(void) interrupt 1 //3秒执行一次

{

state = !state;  

P00 = state;

}

3. 函数的定义、声明、调用

定义：包含返回值，函数名和入口参数，并定义了函数具体功能。

返回值类型 函数名(入口参数)

    {

        // 函数体

        // 函数执行的代码

        return 返回值;

}！

void Delay20ms(void)

{

unsigned long edata i;

_nop_();

_nop_();

i = 119998UL;

while (i) i--;

}

函数的名称应当能够描述函数的功能，便于代码的阅读和理解。

函数名称应当使用有意义的英文单词或者组合的英文单词，避免使用特殊字符或数字。

函数名称不能与C语言的关键字同名。

返回值类型 函数名(入口参数)；

void Delay20ms(void);

声明：在头文件或者被调用之前使用，注意末尾要加分号

函数名(入口参数)；

Delay20ms();

调用：在需要调用的地方直接使用函数名，加上括号和分号。如果有入口参数的，需要在括号的多个参数之间加逗号隔开。

案例2：灯按一下点亮三秒后熄灭

案例3：救护车灯控制器，按下报警按钮，红蓝交替闪烁（LED1和LED2表示红灯和蓝灯），再按一下报警按钮，红蓝灯停止。

提高案例：电子功德箱：(已实现)

1. 按下按钮1，串口显示“双倍功德时间”，再次按下显示“单倍功德时间”

2. 按下按键2，双倍功德时间下串口显示“功德+2 当前功德：xxx”；

3. 按下按键2，单倍功德时间下串口显示“功德+1 当前功德：xxx”；

4. 功德+1时，LED点亮1秒后熄灭表示功德成功点亮；

5. 功德+2时，LED点亮2秒后熄灭表示功德成功点亮；
/*
电子功德箱
1. 按下按钮1，串口显示“双倍功德时间”，再次按下显示“单倍功德时间”
2. 按下按键2，双倍功德时间下串口显示“功德+2 当前功德：xxx”；
3. 按下按键2，单倍功德时间下串口显示“功德+1 当前功德：xxx”；
4. 功德+1时，LED点亮1秒后熄灭表示功德成功点亮；
5. 功德+2时，LED点亮2秒后熄灭表示功德成功点亮；
*/
#include "ai8051u.h"                        //调用头文件
#include "stc32_stc8_usb.h"                //调用头文件
#include "intrins.h"                        //d调用头文件

#define u8  unsigned char                //8位无符号变量（0-255）
#define u16 unsigned int                //16位无符号变量（0-65535）       
       
u8 state = 0;                                        //初始状态
u8 Run_State = 1;                                //运行状态
// 功德运行 状态 1：功德+1
//                        状态 2：功德+2
u8 Run_Sum = 0;                                //功德值

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

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

        _nop_();
        _nop_();
        i = 119998UL;
        while (i) i--;
}
void Timer0_delay1S_Init(void);                //1秒@24.000MHz
void Timer0_delay2S_Init(void);                //2秒@24.000MHz

void main(void)
{
        int count=1;                                                                        //按键计数变量
       
    WTST = 0;                                                                                  //设置程序指令延时参数，赋值为0可将CPU执行指令的速度设置为最快
    EAXFR = 1;                                                                                 //扩展寄存器(XFR)访问使能
    CKCON = 0;                                                                                 //提高访问XRAM速度
       
    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();                                     //USB CDC 接口配置

    IE2 |= 0x80;                                    //使能USB中断
       
    EA = 1;                                                                                        //IE |= 0X80;
       
        P40 = 0;
       
        while (DeviceState != DEVSTATE_CONFIGURED);     //等待USB完成配置
       
        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：救护车灯控制器，按下报警按钮，红蓝交替闪烁（LED1和LED2              表示红和蓝灯），再按一下报警按钮，红蓝灯停止。
                if( P32 == 0 )                                                                //判断P32按钮是否按下
                {
                        Delay20ms();                                                        //延时20ms消抖
                        if( P32 == 0 )
                        {       
                                if( Run_State==1 )                                        //运行
                                {
                                        Run_State = 2 ;
                                        printf("双倍功德时间\r\n");
                                }
                                else
                                {
                                        Run_State = 1 ;
                                        printf("单倍功德时间\r\n");
                                }
                                while( P32 == 0 );                                        //等待P32松开
                        }
                }
                if( P33 == 0 )                                                                //判断P33按钮是否按下
                {
                        Delay20ms();                                                        //延时20ms消抖
                        if( P33 == 0 )
                        {       
                                if( Run_State==1 )                                        //运行
                                {
                                        Run_Sum += 1 ;
                                        P00 = 0;
                                        Timer0_delay1S_Init();
                                        printf("功德+1 当前功德：%d 次\r\n",(int)Run_Sum);
                                }
                                else
                                {
                                        Run_Sum += 2 ;
                                        P00 = 0;
                                        Timer0_delay2S_Init();
                                        printf("功德+2 当前功德：%d 次\r\n",(int)Run_Sum);
                                }
                                while( P33 == 0 );                                        //等待P33松开
                        }
                }
        }
}

void Timer0_delay1S_Init(void)                //1秒@24.000MHz
{
        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
}

void Timer0_delay2S_Init(void)                //2秒@24.000MHz
{
        TM0PS = 0x3D;                        //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
}

void Timer0_Isr(void) interrupt 1                //3秒执行一次
{
        P00 = 1;
        TR0 = 0;                                //定时器0停止计时
        ET0 = 0;                                //失能定时器0中断
}