基礎(chǔ)知識拓展

就上面提到的兩點，我再展開說說[無辜笑]

Ⅰ、基礎(chǔ)知識板塊

1、IO口

IO口是輸出輸出口。

單片機歸根結(jié)底，耍的就是IO，作為初學(xué)者，IO口是開啟新世界的鑰匙，必學(xué)！

輸入口學(xué)習(xí)

作為“輸入口”，“按鍵”更適合初學(xué)者學(xué)習(xí)。

因為按鍵在教我們理解引腳的輸入時，功不可沒！

不論“觸摸”多么占據(jù)社會的風(fēng)潮，按鍵是必須放到開發(fā)板上的。

放多少個呢？多了浪費，少了不夠，我們就放3個按鍵到開發(fā)板吧，可以實現(xiàn)大部分的電子項目了。

輸出口學(xué)習(xí)

作為“輸出口”學(xué)習(xí)，沒有比“LED”更適合初學(xué)者的了。

多少初學(xué)者，因為點亮一個LED，而興奮不已。

為了增加趣味性，這里我們使用紅黃綠3種顏色，3個LED。

既可以實現(xiàn)3LED的流水燈，又可以模仿紅綠燈系統(tǒng)的運行過程，熟悉C語言的執(zhí)行流程。

2、PWM脈寬調(diào)制

PWM輸出，也是初學(xué)者必須掌握的一種知識，可用于呼吸燈、電機控制、舵機控制等場合。

利用上面的LED，可以做呼吸燈實驗，這個是利用調(diào)PWM的占空比實現(xiàn)的。

再來一個調(diào)頻！加一個無源蜂鳴器。

記住，是無源的，咱不要有源的。

無源于有源的區(qū)別

無源蜂鳴器配合PWM，可以輸出do ri mi fa so la xi音調(diào)，制作音樂不是夢！

總結(jié)

用IO口模擬PWM，可以增加初學(xué)者對PWM原理的理解。

模擬PWM后，單片機恐怕再不能干其它事情，所以，如果單片機有硬件PWM，那就完美了…

先學(xué)模擬PWM理解原理，再使用硬件PWM做更多項目。

3、定時器、UART串口、看門狗

這幾項內(nèi)容，是普通單片機的標(biāo)配，當(dāng)然STC單片機本身有。

4、ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換

萬物互聯(lián)，傳感器大爆發(fā)。

ADC作為一種可以把模擬電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字電壓的外設(shè)，越來越需要。

所以我們還需要找一款自帶ADC外設(shè)的單片機。

用ADC做什么實驗學(xué)習(xí)呢？

可以給我們的產(chǎn)品中加一個鋰電池，用ADC來測量電池電壓。

開發(fā)板加鋰電池，這個主意不錯，可以讓我們的開發(fā)板制作更多移動便攜項目。

5、I2C口

以前，我們學(xué)習(xí)I2C通信，總是喜歡用24C02來教學(xué)。

但是，STC單片機本身已經(jīng)自帶EERPOM，再在電路中接一個24C02，總感覺哪里不妥。

不如，我們找一款I(lǐng)2C通信的其它芯片。

選3軸加速度傳感器吧，有了它，不僅可以學(xué)習(xí)I2C通信，還可以給我們帶來更多的無限創(chuàng)意。

6、SPI口

考慮到產(chǎn)品的趣味性，這個開發(fā)板，我們必須帶一個屏幕。

屏幕上要顯示漢字，那就必須要一顆存儲容量足夠大的外部FLASH芯片，用來存放漢字的字模。

這里我們選擇SPI口通信的25Q64，8M容量，可以放好幾種不同字體、不同像素大小的字庫。

7、并口通信

以上提到的UART串口、I2C口、SPI口，都是串行通信的典范。

幾乎所有的外部傳感器和物聯(lián)網(wǎng)通信模塊，都使用這3種其中的一種。

為了讓初學(xué)者更好地理解串行通信和并行通信的區(qū)別，我們必須要加一個并行通信的器件。

我們選擇8位并行通信的液晶屏，12864就是8位并行通信。

不過，12864和彩色液晶屏比起來，效果差了點。

8位并口驅(qū)動的彩色TFT，接線方法和12864一模一樣。

學(xué)習(xí)同樣的知識，不如來個效果好的吧。

常見的開發(fā)板上配的TFT，是2.4英寸、2.8英寸、3.2英寸，它們的分辨率都是240*320，都是普通的正視屏，稍微歪著看，就“走色了”。

這種效果的屏幕，做產(chǎn)品已經(jīng)不被人接受。

就好像你用了固定硬盤后再用機械硬盤的感覺是一樣的。

320*240的分辨率，對51單片機來說，其實已經(jīng)很吃力了，我們就不追求更高分辨率的屏幕了。

但是，我們知道，在同樣的分辨率下，越小的屏幕，越清晰，效果越好。

所以，我們從這一點入手，選擇2.0英寸的屏幕。

這次，必須要選擇IPS多角度屏。

這種屏，才是我們現(xiàn)在人們可以接受的。

我們既然要在開發(fā)板上做項目，那就必須做成產(chǎn)品級的。

8、低功耗電源管理

這個就不必多說了，低功耗就是電子產(chǎn)品的趨勢。

所以，我們需要單片機帶低功耗管理單元，以方便初學(xué)者學(xué)習(xí)。

以上呢，就是我們對開發(fā)板的要求。

總結(jié)一下我們這次準(zhǔn)備做的項目思路。

我們選擇STC最新推出的STC8G2K64S4，作為開發(fā)板的主控芯片。

這款單片機，帶10位ADC、硬件PWM、硬件I2C、硬件SPI、4個UART串口、5個16位定時器、低功耗管理單元。

簡直是為初學(xué)者量身定制的單片機。

Ⅱ、產(chǎn)品板塊

普通開發(fā)板，考慮到開發(fā)需求，會把所有的引腳都用排針引出，又不能被屏幕擋住，所以做的個頭比較大。

但是，用排針引出的那些引腳，絕大多數(shù)都已經(jīng)被開發(fā)板上的芯片使用了，很少有人在使用這些引腳連接外部模塊。

其實，我們只需要引出開發(fā)板上芯片沒有使用過的單片機引腳就可以。

而且呢，我們可以把排針或者排母放到電路板的一面，把液晶屏放到電路板的另一面。

這樣就可以縮小電路板的體積，更加地貼近實際的產(chǎn)品。

另外，開發(fā)板上引出的引腳，要有普通IO、PWM口、UART串口、I2C口、SPI口、ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換口。

以方便連接更多的外部傳感器和通信模塊。

Ⅲ、最后的補充

鋰電池要拔下來，再配個充電器？

不不不，那是古老的電子產(chǎn)品。

我們給開發(fā)板上加一個鋰電池充電芯片就可以了，比如TP4056。

再加一個USB轉(zhuǎn)TTL芯片CH340，實現(xiàn)程序下載和串口通信。

STC程序下載麻煩，需要強制開發(fā)板斷電和上電？

不要緊，我們給他加一個按鍵電源開關(guān)，只需輕輕一點，就可以實現(xiàn)下載，還能當(dāng)做復(fù)位按鍵，一舉兩得。

實物展示

綜合以上考慮因素，開發(fā)板的原理圖就出爐了。

做好PCB。

打印個3D外殼上去。

實測，3D打印的外殼，不耐摔??！

只要掉在地上，摔爛的幾率非常大！

不要問我是怎么知道的…

既然要做產(chǎn)品級，我們還是找個模具廠做殼吧，雖然有點貴，但模具做出的殼子，手感和質(zhì)量都是非常OK的，也是非常瘦的…

背面的那些引腳，不如再把引腳名稱加上去，方便我們連接外部模塊。

如下所示：

因為背面外殼空間有限，只能寫它的IO引腳名稱。

那些復(fù)用的引腳名稱，就看下面這張圖。

我要的UART、I2C、SPI等，應(yīng)有盡有。

開發(fā)板做好了，當(dāng)然還要做好對應(yīng)的例程代碼，用于學(xué)習(xí)。

首先，針對全部基礎(chǔ)知識，做好基礎(chǔ)例程。

基礎(chǔ)例程學(xué)完了，那總得做點項目吧？來，應(yīng)用例程也做好。

想知道應(yīng)用例程和實際產(chǎn)品相差多大？來，上圖。

附件下載

可以參考一下，或者找我發(fā)“51單片機”。

PCB走線圖

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