刚接触开发板的朋友可能对这个概念有点陌生。 什么是开发板？ 为什么我们需要开发板？ 开发板是用来做什么的？ 用别人的开发板可以吗？
开发单片机程序不仅仅是让程序在这个小黑匣子里运行。 开发最大的目的就是控制其他设备。 比如让数码管显示数字、点亮LED小灯、让小扬声器发出“嘟嘟”的声音等等，这些功能都需要实现，仅仅在电脑上模拟是不行的。 因此，我们需要一种硬件设备，不仅集成了单片机，还集成了LED灯、数码管等各种外围器件，并且能够充分验证单片机的功能。
这是开发板。 开发板实际上是电路板或电路板，有时也称为PCB板。 开发板上有很多器件，它们都与单片机相连，都可以由单片机控制。 评价一块单片机开发板的好坏，不仅要看尺寸是否小巧精致，还要看布局布线是否精致优雅。 更重要的是，开发板是否能够验证尽可能多的单片机功能，也就是说包含足够的外围器件。 事实上，市场上的开发板非常多，随处可见。 那么如果我使用你们的程序，使用其他开发板可以吗？ 对于有经验的玩家来说是可行的，但是对于新手来说就不可行了。
因为不同的开发板有不同的设计。 也就是说，同一个外围设备所连接的具体单片机的哪个引脚是不同的，因此程序代码无法通用。 对于有经验的玩家来说，他可以手动更改程序中的配置，以便适应不同的开发板。 对于初学者来说，更改配置稍有困难，不建议这样做。
因此，初学者在选择开发板时，一定要选择有配套教程的开发板。 当然，学习完这套教程之后这些问题自然就迎刃而解了。
想要学好单片机，动手操作是必不可少的，而一个好的开发板平台是动手操作的关键！ 因此，我们设计了一套单片机开发板。 产品代码为Nebula-PI。 产品尺寸为10cm x 10cm，涵盖众多周边设备。 外观效果图如下所示。 为了以后更好的学习单片机的开发，本章将对Nebula-PI进行一个大概的讲解。 希望大家不用去深究具体的技术细节，能够有一个整体的了解。
Nebula-PI开发板平台
1.1 主板结构及布局
图1.1 NEBULA-PI微控制器开发平台
1.2 主板部件说明
从图1.1可以看出，开发板平台资源丰富，不仅覆盖了51单片机的全部内部资源，还扩展了大量的外围资源。 微控制器的所有功能都可以在平台上进行验证。 我们按照①到⑳的顺时针顺序介绍主要模块的功能。
① 迷你USB接口
开发板作为电子设备，首先必须有电才能工作。 为开发板供电是我们后续所有运营的基础。 供电对于我们来说是最方便、最简单的方式吗？ 首先想到的应该是USB供电。 日常生活中使用的手机、pad、小型电子设备几乎都有USB接口用于充电，所以我们也不例外，在开发板上设计了USB接口。
根据应用的不同，USB接口分为多种形式，包括TYPE-A、TYPE-B、TYPE-C、mini USB等，或许大家都对这种接口多样性给日常生活带来的困扰深有体会。 USB充电线有一种适用于小米手机，另一种适用于华为手机，第三种适用于苹果手机。 给手机充电需要配备几根线，确实有点麻烦。 但归根结底都是USB接口，只是接口大小，也就是封装不同。
我们这里选择的是mini USB。 手机的充电线不仅可以充电，还可以连接电脑进行复制照片、安装应用程序等功能，与电脑进行通讯。 同样，开发板上的USB接口也具有供电和通信功能。 例如，单片机开发时设计的程序代码就是通过这个USB接口从计算机下载的。 具体如何操作，我们后续教程会一步步教你。
总而言之，开发板的mini USB接口只有两个作用，即给开发板供电和与电脑通信。
②MCU跳帽
单片机跳线帽用于手动切换单片机。 因为我们的开发板有两个单片机，只有一个USB接口。 因此，设置此跳线帽后，哪个单片机需要下载程序代码，只需通过此跳线帽进行切换即可。
③ 电源开关
这个就不用过多介绍了。 连接USB线后，我们并不直接给整个开发板上电。 相反，我们设置了这个电源开关，并在需要时切换开关来供电或切断电源。
④ 51单片机STC89C52
本套教程的主角51单片机，采用STC公司的STC89C52型号进行讲解。 对于刚接触微控制器的人来说，可能会觉得很奇怪。 我们这里介绍的单片机型号后缀明明是C52，为什么叫51单片机呢？ 什么是微控制器？ 没关系。 如果您有疑问，则表明您感兴趣。 一旦你感兴趣了，一切都会变得更容易。 掌握甚至精通只是时间问题。 相关内容我们会在后续教程中慢慢讲。
那么我们先来解决一下51单片机名称的由来。 著名的英特尔公司于1981年设计并制造了名为8051的微处理器，并将8051的核心技术授权给许多其他公司。 因此，凡是以8051为核心制造的单片机都称为51单片机。 得益于这种技术许可方式，许多公司已经开始生产各种微控制器。 著名企业有英特尔、摩托罗拉、德州仪器（TI）、美国国家半导体（NI）、深圳宏晶科技（STC）等。
虽然很多公司生产了各种各样的51单片机，但它们的核心都是基于8051的。随着时间的推移，8051核心历久弥新，自1981年以来没有太大变化。因此，我们只需要学习其中一种并掌握以51单片机为核心的开发。 然后我们可以借鉴其他51单片机并进行集成。
我们选择了深圳宏景科技（STC）的STC89C52作为我们的教学平台。 原因是官方提供了详细的中文文档和例程，很容易上手。 他的开发内容和专业知识网上有很多解答。 毫不夸张地说，我们开发中遇到的问题99%都可以在网上得到解答，非常适合初学者。
对于初学者来说，什么是微控制器？ 我们以STC89C52为例。 当您拿到我们的开发板时，可以清楚地看到它是一个如图④所示的黑色小芯片，尺寸为10mm x 10mm的黑色小方块，周围有44个金属引脚。 用一句话概括我们要学习的单片机开发，编写各种程序，下载到单片机中，并用它们来控制连接到这些引脚的各种外部设备。
这里的单片机看起来就像一个小芯片，但里面集成了丰富的资源。 它的身体虽小，但能量却很大。 下面我们简要列出它包含的资源。 现阶段无需深究这些资源的具体含义。 有一个大概的了解就足够了。
STC89C52RC单片机的工作电压为：5.5V~3.8V。 配备8Kbyte FLASH程序存储器、512Byte数据存储器SRAM、3个定时器、1个UART串口、5Kbyte EEPROM存储器、32个I/O端口等。
⑤ LCD 跳线帽
由于我们开发板的空间和资源有限，无法同时安装多个不同类型的显示器。 因此，提供了跳线帽，只需插拔跳线帽即可适配不同的显示器。 开发板支持以下三种类型的显示器：
⑥ 主板复位按钮
重置按钮相当于计算机的重启按钮。 如果你想让单片机程序从头开始运行，只需按复位按钮即可。 当单片机程序在运行过程中跑飞，即没有按照预定的方式运行时，按下复位按钮即可从头开始运行。
⑦ 数字温度传感器
开发板上配有温度传感器，型号为BD18B20，单片机通过它可以轻松获取环境温度。
⑧ 红外接收头
你有没有想过家里的电视、空调的遥控器是如何实现的？ 是的，大部分都采用红外接收发射技术，而遥控器就是红外发射装置，如下图所示。 电视机、冰箱内都有红外线接收器。
因此，为了掌握这项生活中最常用的技术，我们的开发板配备了红外接收器和红外发射遥控器。 在后续课程中，我们将详细讲解红外通信的具体原理，并通过实例实现红外通信。 。
⑨ 液晶界面
优秀的开发板怎么会缺少LCD显示接口呢？ 就像无法连接互联网的智能手机一样。 是不是很痛苦呢？ 为了满足⑤所示的三种类型的液晶显示器的接口要求，我们在这里做了通用的设计，三种类型的显示器可以随时切换。 如何通过微控制器操作显示器将是我们教程的重点之一。
⑩ 数码管
数码管在现实生活中有着广泛的应用。 常见的有火车站或机场的大型数字电子钟、家用电器的数字显示器、食堂的刷卡机以及各类仪器仪表等。
尽管不同的应用场景数码管的尺寸、样式、形状有所不同，但它们都是一样的，工作原理也是一样的。 因此，开发板配备了4位数码管。 后续章节将专门讲解数码管的工作原理以及如何使用单片机控制数码管的工作。
⑪ 蜂鸣器
蜂鸣器相当于开发板的小扬声器，可以发出“滴滴”等声音。 它的实际应用也很多。 各种电子设备的报警声、汽车转弯时的“咔哒”声等都是通过蜂鸣器发出的。 甚至可以通过单片机编程来实现播放简单音乐的功能。
⑫ 光敏热敏电阻
从名字上我们可以直观地了解到这两者都是电阻，和常见的电阻、电容一样，都是电子元件的一种。 光敏电阻有一个特殊的性质。 当光线照射到其表面时，其电阻值随着光线强度的变化而变化。 因此，通过测量光敏电阻的比电阻值，我们可以计算出外界光线的强度。
我们举一个生活中常见的例子，楼梯上的声控感应灯。 您是否注意到楼梯上的声控感应灯白天不亮，只能在晚上启动？ 原因是里面安装了一个光敏电阻，通过光强来区分白天和黑夜。
同样，热敏电阻的特殊性质是阻值随着温度的变化而变化，也可以用来测量温度。 这两款组件最大的特点就是极致的性价比，非常适合低成本场合的使用。 因此，它具有广阔的市场空间，如下图所示。
⑬ 步进电机接口
开发板预留了步进电机接口。 如下图所示安装好电机后，单片机即可控制电机转动。 电机的应用也很广泛，包括空调的风向控制、机器人手臂的运动以及许多需要精确位置控制的场合。 需要电机。 在不久前我国嫦娥月球采样土壤的过程中，电机控制是一个非常重要的环节。 本教程将详细讲解如何通过单片机控制电机动作，敬请期待。
⑭8颗LED灯
LED灯的应用可以说是无孔不入。 以手头的设备为例，键盘有指示灯，鼠标有指示灯，显示器电源有指示灯，桌面主机也有几个指示灯。 街角树上色彩缤纷、抢眼的节日氛围灯，其实是LED小灯。 似乎所有的电子设备都离不开LED灯。 因此，不带LED灯的开发板并没有什么讲究。 开发板上设计了8个LED小灯，专门用来实现各种效果。 掌握了LED灯的基本应用后，你就可以发挥你的聪明才智，创造出精彩的LED灯新愿景。
⑮ 增强型51单片机STC12
开发板上还有一个51单片机，比主角还要强大。 第一个用于学习，这个用于项目，既学习又实践。 经过多年的实践，我们发现第一个单片机是初学者入门的最佳选择，但并不是实际项目的最佳选择。 实际做项目时，单片机往往需要更丰富的资源。 如果一个开发板只适合学习而不适合实际项目的模拟，我们认为这是一种资源的浪费。 因此，经过综合考虑，我们在原本空间有限的开发板上添加了这款STC12单片机，尽管这增加了开发成本。
为什么选择STC12型号？ STC12单片机内部集成的资源比第一代51单片机丰富得多，非常适合项目使用。 而且两者的管脚布局定义是兼容的。 因此，51单片机的程序代码可以无缝连接，直接下载到STC12中运行。 ，过程顺利无麻烦。
⑯ 2.4G无线模块接口
随着物联网的不断发展，无线通信已成为人们生产生活的基础设施。 开发板为2.4G无线通信模块NRF2401预留2个接口，1个发送，1个接收！ 因此，可以在单个开发板上实现无线通信收发器功能。 nRF2401的无线通信距离可达1-2Km，大大扩展了开发板的功能。
⑰ 3个独立按键
这3个按键可以作为开发板的输入设备，相当于迷你版的键盘。
⑱ 继电器接口
如前所述，我们的微控制器实际上是由 USB 供电的。 USB输出的电压为5V直流电压。 因此，我们开发板上的最大电压不会超过5V。 一般来说，只要电压低于36V，对人体都是安全的，没有触电的危险。 我们把这种低于安全电压的系统称为弱电系统，否则称为强电系统。 该开发板为弱电系统。 所以我们在开发单片机的时候，无论怎么做，都不会出现触电等安全问题，可以放心操作。
大家都知道，我国家庭使用的电是220V交流电，属于强电系统，非常危险。 因此，如果没有相应的技能和安全措施，请勿擅自拆卸或组装电源板、插座面板，或更换白炽灯泡。 ETC。
同样的道理，弱电系统也不能直接与强电系统连接，否则弱电系统就会遭受灾难。 也就是说，我们的开发板不能直接连接家用电器。 然后我们想用单片机来控制我们自己的家用电器，比如台灯的开和关，空调的开和关。 这时候我们就需要一个中间设备来连接两类系统。 他就是我们这里所说的接力者。
开发板集成了继电器。 该接口预留给用户接线，可用于控制220V设备的通断。 因此，可以通过开发板控制各类家用电器。
虽然，我们的开发板具有控制强电设备的能力。 但大家一定要注意，在没有相关知识和技能的情况下不要尝试使用。 安全第一！
⑲ 电源端子
为了方便开发调试，开发板预留了5V和3.3V电源端子，可以使用杜邦线直接引出给其他设备供电。
⑳ Wifi模块接口
对于WiFi大家一定非常熟悉。 开发板预留了WiFi模块ESP8266的接口。 连接WiFi模块后，开发板可以轻松上网。
假设我想用手机控制开发板的数码管显示数字，或者让液晶屏播放图片，或者让蜂鸣器发出“嘟嘟”的声音，或者实时显示环境温度只要在开发板上安装wifi模块，这一切就可以轻松实现。
1.3 本章小结
本章详细介绍了51单片机开发板Nebula-Pi的资源，后续章节将对各个资源进行详细介绍。
