51单片机入门：认识开发板-编程知识

认识开发板

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板载资源：

数码管模块

说明：
2个四位一体共阴数码管
详细：
2个四位一体：两个独立的四位数码管，每个四位数码管都是“一体”的设计，也就是说，每个数码管内部集成了四个独立的七段LED（或八段LED，包含小数点），它们共同构成了一个完整的四位数字显示单元。
共阴：指的是这些四位一体数码管的工作方式，具体来说，每一个四位一体数码管内部的所有LED的阴极（负极）是相互连接在一起的，并作为公共端（COM端），这个公共端通常接地（GND）。当要让数码管的某个段点亮时，对应的阳极（正极）通过单片机输出端口提供低电平信号，这样相应的LED就会导通并发光，从而显示出数字或特定字符。

LCD1602接口

说明：
兼容LCD1602/LCD9648液晶屏
详细：
指这类液晶显示屏模块既可以适用于1602液晶显示屏控制器，也能适用于9648系列液晶控制器的驱动电路，从而能够显示数字、字符和其他一些简单图形。
LCD1602： LCD1602是一款非常常见的字符型液晶显示屏模块，其规格为16列×2行，意味着它可以同时显示两行文本，每行最多16个字符。它是基于HD44780或与其兼容的控制器芯片，通过标准的 Hitachi HD44780 控制指令集来进行控制，支持ASCII字符集以及其他一些特殊字符。
LCD9648： LCD9648可能指代的是另一种类型的字符液晶显示屏控制器，但这个名字不如LCD1602常见。如果存在这种型号，那么它同样应该具备显示数字和字符的能力，尽管具体的行数和列数没有像1602那样明确指出，但鉴于二者可以互换使用，也可能具有类似的显示能力。

LCD12864接口

说明：
兼容LCD9648/MiniLCD12864/带字库LCD12864液晶,可显显示汉字/图像等。
详细：
LCD12864接口是一种用于驱动128列x64行点阵图形液晶显示模块的标准接口。这个接口的设计允许它与不同品牌或型号的类似规格液晶模块兼容，比如LCD9648、MiniLCD12864以及带字库的LCD12864等。
带字库的LCD12864液晶模块，顾名思义，内建有汉字字库，可以显示国际一级和二级简体汉字以及其他字符集，甚至支持显示简单的图形和自定义图像。

8*8LED点阵

说明：
可显示数字/字符/图形等。
详细：
8*8LED点阵是一种由64个独立LED灯组成的矩阵结构，其中每个LED代表一个点，通过控制这些LED的不同组合状态，可以显示出数字、字母、符号乃至简单图形。工作原理是通过控制8条行线和8条列线的高低电平，对应行线输出低电平（对于共阴极点阵）或高电平（对于共阳极点阵），对应列线输出相反的电平，来点亮位于交叉点上的LED，从而形成可视化的点阵图案。
要显示数字，只需按照预先设定好的数字编码表来点亮相应的LED；显示字符和图形则需要根据字符或图形的点阵表示法，逐个点亮或熄灭相应的LED点。在单片机控制系统中，常常通过移位寄存器或者其他多路复用技术，用较少的I/O口控制大量的LED，实现动态的显示效果。
复杂的字符和汉字由于点阵较小，8*8LED点阵受限于分辨率，往往只能显示较为粗糙的轮廓或部分笔画，对于较复杂的图形和汉字，可能会因为点数不足而无法完整清晰地显示，通常需要更大的点阵如1616或更高分辨率才能获得较好的显示效果。

LED模块

8个LED,可实现流水灯等花样显示

矩阵按键

说明：
44矩阵按键
详细：
44矩阵按键是指将4行4列的按键排列成一个矩阵结构，每一行连接到单片机的一个I/O引脚作为行线，每一列连接到另一个I/O引脚作为列线。这样一共需要4根行线和4根列线来检测16个独立按键的状态。

红外接收头

说明：
NEC协议，可实现遥控

DS18B20温度传感器

说明：
可实现温度采集控制

51单片机与DS18B20温度传感器配合使用时，可以通过单总线（1-Wire）接口进行通信。以下是51单片机驱动DS18B20的基本原理和步骤：
8.1 接口连接：
DS18B20温度传感器通常有三根线：VCC（供电）、GND（接地）和DQ（数据线）。数据线DQ与单片机的一个GPIO引脚相连，用于传输控制命令和获取温度数据。
8.2 初始化与配置:
在使用前，单片机需要发出初始化信号，并可能进行ROM匹配操作，以确定与总线上特定的DS18B20进行通信。
8.3 温度读取过程：
向DS18B20发送温度转换命令，传感器开始测量温度并将结果转换为数字格式。
在转换完成后，单片机通过数据线发起读取请求，从DS18B20读取9字节的数据包，其中包括温度数据。
8.4 数据解析：
单片机从收到的数据包中提取有效温度数据，将其转换为实际的摄氏温度或华氏温度。

NRF24L01接口

说明：可实现2.4G远程遥控通信

独立按键

说明：
4个按键，可作按键输入控制

MicroUSB接口

说明：
可作电源输入，程序下载等

USB转TTL模块

说明：
CH340C芯片，可作电脑USB与单片机串口下载和通信。
详细：
51单片机并不直接支持USB接口，因此如果想要通过USB接口与51单片机通信或为其烧写程序，就需要借助USB转TTL模块，如CH340、PL2303、FT232RL等芯片制成的USB转串口转换器。

3.3V电源模块

说明：
ASM1117-3.3芯片，将5V转为3.3V。

电源开关
ADC/DAC模块

说明：
XPT2046芯片作为ADC，LM358+PWM作为DAC，可采集外部模拟信号和输出电压
详细：
在51单片机系统中，集成或扩展ADC（模数转换器）和DAC（数模转换器）模块，可以实现对外部模拟信号的采集和电压的模拟输出。
XPT2046作为ADC模块： XPT2046是一款常用的触摸屏控制器，内部集成有12位分辨率的ADC，适用于电阻触摸屏的坐标采集。与51单片机配合时，通过SPI接口进行通信。
LM358 + PWM作为DAC模块： LM358是一款双运算放大器，本身不具有数模转换功能，但它可以结合51单片机的PWM（脉冲宽度调制）输出来构建简易的DAC系统。

EEPROM模块

说明：
AT24C02芯片，可存储256字节数据，掉电不丢失
详细：
51单片机系统可以通过I2C总线与AT24C02芯片进行通信，AT24C02是一种基于EEPROM（电可擦除可编程只读存储器）技术的非易失性存储芯片，它可以用来在单片机系统断电后仍能保持所存储数据不变。
AT24C02的主要特点和功能如下：
容量：AT24C02拥有256字节（即32个页面，每页8字节）的存储空间，适合存储较小规模的数据，如配置参数、校准数据或者状态信息等。
通信接口：采用I2C总线接口，仅需要两根线（SDA和SCL）就可以完成数据的读写操作，非常节省单片机的IO资源。
掉电保护：EEPROM特性使得AT24C02能够做到即使在电源切断的情况下，已写入的数据也不会丢失，因为其数据存储依靠的是电荷存储效应，不需要持续供电来维持数据。
地址选择：AT24C02的从机地址由固定的前四位和可编程的后三位组成，允许在同一I2C总线上连接多个设备而不冲突。
在实际应用中，开发者需要利用51单片机的I2C驱动程序，按照I2C协议的规定，通过正确的时序向AT24C02发送指令以进行数据读写操作。例如，要写入数据时，需要指定存储单元的地址并传输待写入的数据；读取数据时，则需指定读取起始地址，然后AT24C02会按顺序将数据经由I2C总线回传给单片机。由于EEPROM的写入次数有限（通常几万到几十万次），因此在设计程序时还需考虑到对EEPROM使用寿命的优化。