丹丘周, danchouzhou

 這是003Clock系列的第二篇文章，第一篇還沒跟上的趕快回追一下~ （一）製作新唐N76E003白光LED電子時鐘套件 （二）以VS Code, SDCC, Git建立新唐8051編譯環境 （三）新唐N76E003白光LED電子時鐘套件韌體技巧說明 （四）免用燒錄器更新韌體：NuMicro ISP Programming Tool 2018年前後，新唐推出了這顆N76E003，主打著只要台幣7塊錢的增強型8051，與STM8S003 pin-to-pin相容，機械週期只有1個clock cycle、內建了18KB的程式記憶體、兩組UART、ADC、I2C、SPI、PWM等齊全的功能，要接什麼感測器都很方便，Arduino UNO有的它都有，於是就入手了一堆N76E003。 朋友們如果有新的設計，推薦使用今年新出的N76S003啊！因為N76E003目前已調漲到台幣10塊錢。新出的N76S003大概是用了更成熟的技術來生產，所以還能維持在台幣7塊錢（聽說是e-store Nuvoton Direct獨賣），除了更便宜之外還多了SPROM的功能。我現在還在用N76E003是因為當年買的那一堆庫存還沒用完XD 但請各位放心，這兩個型號新唐掛保證是完全pin-to-pin、code-to-code相容的，原廠提供的BSP也完全共用。 https://direct.nuvoton.com/n76s003-series 由於Keil C51、IAR之類的商用軟體，免費版本是有code size限制的，印象中Keil C51是限制在2KB，那麼N76E003的18KB豈不是用不完！因此當時就轉向使用open source、無code size limit的SDCC (Small Device C Compiler) 來開發。SDCC只是一套工具鏈（俗稱編譯器），而非整合型的開發環境（Integrated Development Environment, IDE）。 那時候自己看了一下SDCC的手冊， 就能將新唐原廠提供的BSP (Board Support Package) 修改成SDCC支援的格式 ，用Windows內建的記事本或Notepad++編輯主程式，再開一個「命令提示字元」一一敲進編譯、組譯和鏈結的指令，把執行檔編出來。後來當然學聰明了，將這些步驟寫成.b...

IKEA VINDRIKTNING空氣品質感應器是我在三年前購入的，功能就是有綠、黃、紅三個顏色的燈顯示空氣品質。最近裡面的風扇出現咖咯咖咯的聲音，時不時就亮紅燈（說空氣品質差），我實際去看環保局的空氣品質監測網，空氣品質卻是良好，推測是風扇故障或感測器本身積灰塵導致誤判，決定拆開來清潔看看。拆解到空氣品質感測器時還意外發現上面有顆新唐的8051 XD 卸下背面的四顆螺絲輕輕鬆把本體拆開，映入眼簾的是一顆空氣品質感測器，透過一顆外掛的風扇吸入環境空氣；正面則有一塊電路板負責接收空氣品質感測器的資料，轉換為三色LED告知使用者目前的空氣品質狀態： 從連接器旁的印字可以發現與空氣品質感測器之間是透過UART介面傳輸： 上頭SOP8的IC是Eastsoft (東軟載波) ES7P001FGSA 8-bit MCU： 電路板另一面則有六顆LED，以及photodiode用來偵測環境亮度，可以隨環境亮度調整LED的亮度： 好奇三個顏色為什麼會有六顆LED，於是上電試試看，原來是兩顆LED相同顏色，打在半透明的燈罩上可以呈現較均勻的光線： 再來就是今天要處理的部分，空氣品質感測器了： 有一個塑膠支架將空氣品質感測器與風扇結合在一起，可以直接從外殼上抽取出來： 翻到另一面，果然積滿了灰塵，立刻拿刷子清一清！ 風扇廠牌是”WANGSHENG DA TECHMOLOGY CO., LTD”，Google一下查不太到資料 …  將風扇的兩顆螺絲卸下後，風扇是可以順利取下。但還是沒看見其它螺絲，無法將空氣品質感測器本體完整從支架卸下來： 為了檢察裡面的鏡片將鐵蓋拆下，可以看見它的電路板，上面有防潮的塗料： 可以看到空氣品質感測器的PCB上的印字PM1006，是四方光電（Wuhan Cubic Optoelectronics）所出的紅外線粉塵感測器，看規格是可以檢測空氣中大於0.3 um的顆粒： 電路板是直接mount在一塊塑膠板上的，可以從外殼上分離開來 分離開來可以看到原來塑膠板上還包含了鏡片、LED和接收器，外殼中也有一些防止反射的結構： 左上角是一顆PD (photodiode)，右上角是IR LED，它們並不是直接對著照的，當紅外線照射到空氣中的一些顆粒、粉塵時，光線才會散射到PD上，所以空氣品質越糟糕，PD接收到的散射光就會越多，PD的信號就可以當成空氣品質的參數。 M...

回想起第一次用N76E003應該是六年前的事情了，除了想辦法將N76E003 BSP改成支援SDCC之外，也用它來做過各式各樣的專案，像是夾娃娃機、電影道具都有 … 今年接到一個專案用到它的兄弟MS51FB9AE做一個波形產生器，在建環境的過程發現新唐官方的BSP終於支援SDCC了！開發環境成功用VS Code建起來相當心得，就乾脆做一個時鐘來試試水溫XD 這回集結以往的經驗為手工焊接特別設計過，例如加大震盪器的焊點、挑選全THT包裝的USB-C連接器（我還挑Molex的），使套件焊接製作的成功率大大提升。 傳統8051則是機械週期為12T，也就是一條指令至少就花費12個clock cycle，不同指令花費的週期不一定，長的還要24個 …  新唐N76E003是什麼樣的MCU? 它是一顆改良過的8051，也就是機械週期以1個clock cycle為單位，所以速度就快上許多了。 不僅如此，還將把那些原本要外掛晶片的周邊功能也整合進去，包含兩組獨立的UART、ADC、SPI、I2C、PWM，我都說它麻雀雖小五臟俱全。 目前已計畫至少發出這幾篇教學文章，請大家拭目以待： （一）製作新唐N76E003白光LED電子時鐘套件 （二）以VS Code, SDCC, Git建立新唐8051開發環境 （三）新唐N76E003白光LED電子時鐘套件韌體技巧說明 （四）免用燒錄器更新韌體：NuMicro ISP Programming Tool 這次的電路將N76E003所有IO都拉出來了，此外LDROM已經幫大家預燒ISP程式，只要準備一條USB to UART (PL2303, FTDI232那種)，就可以用新唐官方出的NuMicro ISP Programming Tool更改APROM的韌體，而不用NuLink燒錄器(ICP)。因此預設的功能雖然是時鐘，您也可以添加其它功能(例如溫溼度)或者是當開發板使用，可玩性可說是相當高的！ 眼尖的朋友可能還發現，USB-C不僅只有供電的功能，我還預留了通訊的功能。 N76E003沒有USB介面怎麼做USB通訊? 實際上用軟體刻是可以跑USB 1.0的，之後會再慢慢開發~ 話說回來，為什麼專案的名稱取名為003Clock呢？因為N76E003還能pin-to-pin相容N76S003、M2003 (Cortex-M23)等003系列...