接口技術(shù)與硬件設(shè)計(jì)

1、第6章 接口技術(shù)與硬件設(shè)計(jì)請(qǐng)使用Office2003以上版本播放第6章 目錄q1.最小系統(tǒng)q2.片內(nèi)外設(shè)q3.總線接口q4.其它外設(shè)第6章 目錄q1.最小系統(tǒng)q2.片內(nèi)外設(shè)q3.總線接口q4.其它外設(shè)6.1 最小系統(tǒng) 簡(jiǎn)介 一個(gè)嵌入式處理器自己是不能獨(dú)立工作的，必須給它供電、加上時(shí)鐘信號(hào)、提供復(fù)位信號(hào)，如果芯片沒(méi)有片內(nèi)程序存儲(chǔ)器，則還要加上存儲(chǔ)器系統(tǒng)，然后嵌入式處理器芯片才可能工作。這些提供嵌入式處理器運(yùn)行所必須的條件的電路與嵌入式處理器共同構(gòu)成了這個(gè)嵌入式處理器的最小系統(tǒng)。而大多數(shù)基于ARM7處理器核的微控制器都有調(diào)試接口，這部分在芯片實(shí)際工作時(shí)不是必需的，但因?yàn)檫@部分在開(kāi)發(fā)時(shí)很重要，所以也

2、把這部分也歸入最小系統(tǒng)中。 6.1 最小系統(tǒng) 簡(jiǎn)介嵌入式控制器時(shí)鐘系統(tǒng)調(diào)試測(cè)試接口復(fù)位及其配置系統(tǒng)存儲(chǔ)器系統(tǒng)供電系統(tǒng)(電源)可選，因?yàn)樵S多面向嵌入式領(lǐng)域的微控制器內(nèi)部集成了程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器最小系統(tǒng)框圖可選，但是在樣品階段通常都會(huì)設(shè)計(jì)這部分電路嵌入式控制器時(shí)鐘系統(tǒng)調(diào)試測(cè)試接口復(fù)位及其配置系統(tǒng)存儲(chǔ)器系統(tǒng)供電系統(tǒng)(電源)嵌入式控制器時(shí)鐘系統(tǒng)調(diào)試測(cè)試接口復(fù)位及其配置系統(tǒng)存儲(chǔ)器系統(tǒng)供電系統(tǒng)(電源) 各部件簡(jiǎn)介電源供電系統(tǒng)(電源) 電源系統(tǒng)為整個(gè)系統(tǒng)提供能量，是整個(gè)系統(tǒng)工作的基礎(chǔ)，具有極其重要的地位，但卻往往被忽略。如果電源系統(tǒng)處理得好，整個(gè)系統(tǒng)的故障往往減少了一大半。 各部件簡(jiǎn)介電源嵌入式控制器時(shí)鐘系統(tǒng)

3、調(diào)試測(cè)試接口復(fù)位及其配置系統(tǒng)存儲(chǔ)器系統(tǒng)供電系統(tǒng)(電源)供電系統(tǒng)(電源)設(shè)計(jì)電源時(shí)要考慮的因素：1.輸出的電壓、電流、功率；2.輸入的電壓、電流；3.安全因素；4.輸出紋波；5.電池兼容和電磁干擾；6.體積限制；7.功耗限制；8.成本限制。 對(duì)于LPC2200系列微控制器，它有4組電源輸入。理想情況下需要提供4組獨(dú)立的電源，它們需要單點(diǎn)接地或大面積接地。甚至還有為系統(tǒng)中其它的部件提供更多種類的電源。但如果沒(méi)有使用LPC2000內(nèi)部的AD功能，或?qū)D的要求不高，模擬電源和數(shù)字電源可以不分開(kāi)供電。這樣LPC2200和LPC210 x都只需要兩組電源。 各部件簡(jiǎn)介電源1.分析需求 LPC2000系列

4、微控制所需要的電源類型：電壓 型號(hào)3.3V1.8VLPC210 xV3.3V1.8LPC22xxV3.3D、V3.3AV1.8D、V1.8ALPC213xV3.3D、V3.3A無(wú)V3.3D表示數(shù)字電源， V3.3A表示模擬電源。LPC2104/05/06無(wú)模擬和數(shù)字之分。 各部件簡(jiǎn)介電源2.設(shè)計(jì)末級(jí)電源電路 LPC2000系列微控制1.8V消耗電流的極限值為70mA。為了保證可靠性并為以后升級(jí)留下余量，則電源系統(tǒng)1.8V能夠提供的電流應(yīng)當(dāng)大于300mA。 整個(gè)系統(tǒng)在3.3V上消耗的電流與外部條件有很大的關(guān)系，這里假設(shè)電流不超過(guò)200mA，這樣，電源系統(tǒng)3.3V能夠提供600mA電流即可。 分析

5、得到以下參數(shù)：3.3V電源設(shè)計(jì)最大電流：600mA；1.8V電源設(shè)計(jì)最大電流：300mA。 各部件簡(jiǎn)介電源2.設(shè)計(jì)末級(jí)電源電路 在了解功率消耗之后，需要選擇合適的器件。 因?yàn)橄到y(tǒng)對(duì)這兩組電壓的要求比較高，且其功耗不是很大，所以不適合用開(kāi)關(guān)電源，應(yīng)當(dāng)用低壓差模擬電源（LDO）。合乎技術(shù)參數(shù)的LDO芯片很多，Sipex 半導(dǎo)體SPX1117是一個(gè)較好的選擇，它的性價(jià)比較好，且有一些產(chǎn)品可以與它直接替換，減少采購(gòu)風(fēng)險(xiǎn)。 各部件簡(jiǎn)介電源SPX1117主要特點(diǎn)：0.8A穩(wěn)定輸出電流；1A穩(wěn)定峰值電流；3V可調(diào)節(jié)；低靜態(tài)電流；0.1%線形調(diào)整率；0.2%負(fù)載調(diào)整率；過(guò)流及溫度保護(hù)；多種封裝供選擇。Vin1

6、GND2Vout3U12SPX1117M3-3.3C33104C610uF/16V+5VVDD3.3Vin1GND2Vout3U11SPX1117M3-1.8C44104C710uF/16V+5VVDD1.8 各部件簡(jiǎn)介電源3.設(shè)計(jì)前級(jí)電源電路 盡管SPX1117允許的輸入電壓可達(dá)20V（參考芯片數(shù)據(jù)手冊(cè)），但太高的電壓使芯片的發(fā)熱量上升，散熱系統(tǒng)不好設(shè)計(jì)，同時(shí)影響芯片的性能。這樣，就需要前級(jí)電路調(diào)整一下。如果系統(tǒng)可能使用多種電源（如交流電和電池），各種電源的電壓輸出不一樣，就更需要前級(jí)調(diào)整以適應(yīng)末級(jí)的輸入。通過(guò)之前的分析，前級(jí)的輸出選擇為5V。選擇5V作為前級(jí)的輸出有兩個(gè)原因：這個(gè)電壓滿足S

7、PX1117的要求；目前很多器件還是需要5V供電的，這個(gè)5V可以兼做前級(jí)和末級(jí)了。 各部件簡(jiǎn)介電源3.設(shè)計(jì)前級(jí)電源電路 根據(jù)系統(tǒng)在5V上消耗的電流和體積、成本等方面的考慮，前級(jí)電路可以使用開(kāi)關(guān)電源，也可以使用模擬電源。 它們的特別如下：開(kāi)關(guān)電源：效率較高，可以減少發(fā)熱量，因而在功率較大時(shí)可以減小電源模塊的體積；模擬電源：電路簡(jiǎn)單，輸出電壓紋波較小，并且干擾較開(kāi)關(guān)電源小得多。Vin1GND2Vout3U11SPX1117M3-1.8C2104C3220uF/35V+5VC4104C1220uF/35V123CZ1POWER(9V)C3220uF/35VL1330uH/1A14235VINGND/

8、ON OFFFEEDBACKOUTPUTU4LM2575D21N5819D11N5819C1470uF/35VC2104C4104123CZ1POWER(9V)D11N5819+5V 各部件簡(jiǎn)介電源模擬電源開(kāi)關(guān)電源嵌入式控制器時(shí)鐘系統(tǒng)調(diào)試測(cè)試接口復(fù)位及其配置系統(tǒng)存儲(chǔ)器系統(tǒng)供電系統(tǒng)(電源) 各部件簡(jiǎn)介時(shí)鐘 目前所有的微控制器均為時(shí)序電路，需要一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)才能工作，大多數(shù)微控制器具有晶體振蕩器。簡(jiǎn)單的方法是利用微控制器內(nèi)部的晶體振蕩器，但有些場(chǎng)合（如減少功耗、需要嚴(yán)格同步等情況）需要使用外部振蕩源提供時(shí)鐘信號(hào)。 時(shí)鐘系統(tǒng) 各部件簡(jiǎn)介時(shí)鐘 目前所有的微控制器均為時(shí)序電路，需要一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)才能工作，大

9、多數(shù)微控制器具有晶體振蕩器。簡(jiǎn)單的方法是利用微控制器內(nèi)部的晶體振蕩器，但有些場(chǎng)合（如減少功耗、需要嚴(yán)格同步等情況）需要使用外部振蕩源提供時(shí)鐘信號(hào)。 LPC2000X1X2CCXtalLPC2000X1X2CClock使用內(nèi)部振蕩器使用外部時(shí)鐘源可以使用穩(wěn)定的時(shí)鐘信號(hào)源，如有源晶振等。嵌入式控制器時(shí)鐘系統(tǒng)調(diào)試測(cè)試接口復(fù)位及其配置系統(tǒng)存儲(chǔ)器系統(tǒng)供電系統(tǒng)(電源) 各部件簡(jiǎn)介復(fù)位及其芯片配置 微控制器在上電時(shí)狀態(tài)并不確定，這造成微控制器不能正確工作。為解決這個(gè)問(wèn)題，所有微控制器均有一個(gè)復(fù)位邏輯，它負(fù)責(zé)將微控制器初始化為某個(gè)確定的狀態(tài)。這個(gè)復(fù)位邏輯需要一個(gè)復(fù)位信號(hào)才能工作。一些微控制器自己在上電時(shí)會(huì)產(chǎn)生

10、復(fù)位信號(hào)，但大多數(shù)微控制器需要外部輸入這個(gè)信號(hào)。這個(gè)信號(hào)的穩(wěn)定性和可靠性對(duì)微控制器的正常工作有重大影響。 復(fù)位及其配置系統(tǒng) 各部件簡(jiǎn)介復(fù)位及其芯片配置 復(fù)位電路可以使用簡(jiǎn)單的阻容復(fù)位，這個(gè)電路成本低廉，但不能保證任何情況產(chǎn)生穩(wěn)定可靠的復(fù)位信號(hào)，所以一般場(chǎng)合需要使用專門的復(fù)位芯片。 阻容復(fù)位R110K+3.3VLPC2000C147u 各部件簡(jiǎn)介復(fù)位及其芯片配置 常用的復(fù)位專用芯片有CATALYST公司的CAT800系列，Sipex公司的SP700系列和SP800系列。為了適應(yīng)嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用，這些公司還推出帶有EEPROM存儲(chǔ)器和看門狗的復(fù)位芯片，這可以降低系統(tǒng)成本和縮小產(chǎn)品體積，減少元件數(shù)量

11、也有利于系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 如果系統(tǒng)不需要手動(dòng)復(fù)位功能，可以選擇CAT809。如果需要手動(dòng)復(fù)位功能，可以選擇SP705/706、SP708SCN。 種類繁多的復(fù)位芯片可以滿足不同工作電壓和不同復(fù)位方式的系統(tǒng)，這里僅介紹其中部分。 注意：復(fù)位芯片的復(fù)位門檻的選擇至關(guān)重要，一般應(yīng)當(dāng)選擇微控制器的IO口供電電壓范圍為標(biāo)準(zhǔn)。LPC2000這個(gè)范圍為：3.0V3.6V，所以選擇復(fù)位門檻電壓為2.93V，即電源電壓低于2.93V時(shí)產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)。 各部件簡(jiǎn)介復(fù)位及其芯片配置3腳微控制器電源監(jiān)控電路： 低有效復(fù)位； 在工業(yè)級(jí)溫度范圍的應(yīng)用中可直接代替MAX809； Vcc低至1.0V時(shí)，復(fù)位信號(hào)仍然有效； 6uA

12、的電源電流； 抗電源的瞬態(tài)干擾； 緊湊的3腳SOT23和SC70封裝； 工業(yè)級(jí)溫度范圍：40+85 。GNDVCCRSTLPC2000RST+3.3VCAT809R110K 各部件簡(jiǎn)介復(fù)位及其芯片配置MRNCPFIGNDVCCRSTRSTPFORSTLPC2000RST+3.3VSP708低功耗微處理器復(fù)位監(jiān)控芯片： 2.63V:SP708R；2.93V:SP708S；3.08V:SP708T； 復(fù)位脈沖寬度-200ms； 最大電源電流40uA； 支持開(kāi)關(guān)式TTL/CMOS手動(dòng)復(fù)位輸入； Vcc下降至1V時(shí)，nRESET信號(hào)仍然有效； SP708/R/S/T支持高/低電平兩種方式。 各部件簡(jiǎn)介

13、復(fù)位及其芯片配置帶復(fù)位輸出的 LDO調(diào)節(jié)器 ： 適用于要求高精度、快速操作和方便使用的應(yīng)用； 極低的關(guān)斷電流：最大為1uA； 低壓差：160mV100mA。輸出電壓高精度： 2% ； 邏輯控制的電子使能； 復(fù)位輸出(VOUT良好)； 1uF的陶瓷電容就可保持器件無(wú)條件穩(wěn)定工作。電壓輸出使能復(fù)位輸出 各部件簡(jiǎn)介復(fù)位及其芯片配置帶EEPROM的復(fù)位芯片 ： 具有2K字節(jié)EEPROM存儲(chǔ)器，數(shù)據(jù)保存時(shí)間長(zhǎng)達(dá)100年； 存儲(chǔ)器采用400KHz的I2C總線接口，16字節(jié)的頁(yè)寫緩沖區(qū)； CAT1025具有高、低電平復(fù)位信號(hào)，CAT1024具有低電平復(fù)位信號(hào)。Vcc低至1V時(shí)復(fù)位仍有效； 工作電壓范圍：2.

14、7V5.5V； 手動(dòng)復(fù)位輸入。 10KVDD3.3SCL0SDA0RSTnRSTMR1RESET2RESET3VSS4SDA5SCL6WP7VCC8U7CAT1025SI-3010K 各部件簡(jiǎn)介復(fù)位及其芯片配置 微控制器在復(fù)位后可能有多種初始狀態(tài)，具體復(fù)位到哪種初始狀態(tài)是在復(fù)位的過(guò)程中決定的。復(fù)位邏輯可能通過(guò)片內(nèi)只讀存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)決定具體的初始狀態(tài)，但更多的是通過(guò)復(fù)位期間的引腳狀態(tài)決定，也可能通過(guò)兩者共同決定。用引腳狀態(tài)配置復(fù)位后的初始狀態(tài)沒(méi)有統(tǒng)一的方法，需要根據(jù)相關(guān)芯片的手冊(cè)決定。LPC2000RSTP2.26P2.27P1.26P1.20P0.1410K * 2nRST+3.3V10K *

15、 2+3.3VP2.26和P2.27決定復(fù)位后存儲(chǔ)器的來(lái)源以及存儲(chǔ)器的寬度P1.26決定復(fù)位后是否使用P1.31P1.26作為調(diào)試端口P1. 20決定復(fù)位后是否使用P1.25P1.16作為跟蹤端口P0.14決定復(fù)位后是否進(jìn)入ISP狀態(tài)嵌入式控制器時(shí)鐘系統(tǒng)調(diào)試測(cè)試接口復(fù)位及其配置系統(tǒng)存儲(chǔ)器系統(tǒng)供電系統(tǒng)(電源) 各部件簡(jiǎn)介存儲(chǔ)器系統(tǒng) 對(duì)于大部分微控制器來(lái)說(shuō)，存儲(chǔ)器系統(tǒng)不是必需的，但如果微控制器沒(méi)有片內(nèi)程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，就必須設(shè)計(jì)存儲(chǔ)器系統(tǒng)，這一般通過(guò)微控制器的外部總線接口實(shí)現(xiàn)。 注：外部總線的接口方法請(qǐng)參看6.3節(jié)。 存儲(chǔ)器系統(tǒng) 各部件簡(jiǎn)介存儲(chǔ)器系統(tǒng)LPC2210存儲(chǔ)器系統(tǒng)P2.22/D2

16、21P2.23/D2310P2.24/D2411P2.25/D2512P2.26/D26/BOOT013P2.27/D27/BOOT116P2.28/D28/RD617P2.29/D29/TD618P2.30/D30/AIN419P2.31/D31/AIN520P3.29/BLS2/AIN627P3.28/BLS3/AIN728P3.27/WE29P3.26/CS130P3.23/A23/XCLK40P3.22/A2241P3.21/A2144P3.20/A2045P3.19/A1946P3.18/A1847P3.17/A1748P3.16/A1653P3.15/A1555P3.14/A145

17、6P3.13/A1362P3.12/A1263P3.11/A1164P3.10/A1065P3.9/A966P3.8/A871P3.7/A772P3.6/A673P3.5/A574P3.4/A480P3.3/A381P3.2/A287P3.1/A188P3.0/A089P1.1/OE90P1.0/CS091P3.31/BLS096P3.30/BLS197P2.0/D098P2.1/D1105P2.2/D2106P2.3/D3108P2.4/D4109P2.5/D5114P2.6/D6115P2.7/D7116P2.8/D8117P2.9/D9118P2.10/D10120P2.11/D1112

18、4P2.12/D12125P2.13/D13127P2.14/D14129P2.15/D15130P2.16/D16131P2.17/D17132P2.18/D18133P2.19/D19134P2.20/D20136P2.21/D21137P3.25/CS2/RD635P3.24/CS3/TD636LPC2210C?A01A12A23A34A45CE6I/O07I/O18I/O29I/O310Vcc11Vss12I/O413I/O514I/O615I/O716WE17A518A619A720A821A922A1023A1124A1225A1326A1427NC28I/O829I/O930I/

19、O1031I/O1132Vcc33Vss34I/O1235I/O1336I/O1437I/O1538BLE39BHE40OE41A1542A1643A1744U5IS61LV25616ALD0D1D2D3D4D5D6D7D8D9D10D11D12D13D14D15A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10A11A12A13A14A15A16A17nBLS0nBLS1nWEnCS1nOEVDD3.3C14104A18A151A142A133A124A115A106A97A88A199NC10WE11NC12NC13NC14NC15A1816A1717A718A619A520A421A322A22

20、3A124A025CE26Vss27OE28DQ029DQ830DQ131DQ932DQ233DQ1034DQ335DQ1136Vdd37DQ438DQ1239DQ540DQ1341DQ642DQ1443DQ744DQ1545Vss46NC47A1648U6SST39VF160D0D1D2D3D4D5D6D7D8D9D10D11D12D13D14D15A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10A11A12A13A14A15A16A17A18A19nWEnOEnCS0C15104VDD3.3A20A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10A11A12A13A14A15A16A17A18A19D0

21、D1D2D3D4D5D6D7D8D9D10D11D12D13D14D15nCS0nCS1nBLS0nBLS1nOEnWER24.7KR110KVDD3.3LPC2210SRAMFLASH嵌入式控制器時(shí)鐘系統(tǒng)調(diào)試測(cè)試接口復(fù)位及其配置系統(tǒng)存儲(chǔ)器系統(tǒng)供電系統(tǒng)(電源) 各部件簡(jiǎn)介調(diào)試與測(cè)試接口 調(diào)試與測(cè)試接口不是系統(tǒng)運(yùn)行必須的，但現(xiàn)代系統(tǒng)越來(lái)越強(qiáng)調(diào)可測(cè)性，調(diào)試、測(cè)試接口的設(shè)計(jì)也要重視了。LPC2000有一個(gè)內(nèi)置JTAG調(diào)試接口，通過(guò)這個(gè)接口可以控制芯片的運(yùn)行并獲取內(nèi)部信息。 調(diào)試測(cè)試接口調(diào)試接口電路一TRACEPKT3TRACEPKT2TRACEPKT0TRSTRTCKEXTIN0TRACECLKPI

22、PESTAT2PIPESTAT1PIPESTAT0TRACESYNCTCKRESETTDITDOTRACEPKT1TMSU1123U2A74HC125456U2B74HC125VDD3.3VDD3.3TRSTRSTR110KR210KnRST1234567891011121314151617181920J2TRSTTDITMSTCKRTCKTDORSTR44.7KJTAGVDD3.31234567891011121314151617181920212223242526272829303132333435363738J18ETMTRSTTDITMSTCKRTCKTDORSTTRACECLKEXT

23、IN0PIPESTAT0PIPESTAT1PIPESTAT2TRACESYNCTRACEPKT0TRACEPKT1TRACEPKT2TRACEPKT3R34.7KTRACEPKT0TRACEPKT1TRACEPKT2TRACEPKT3TRACESYNCPIPESTAT0PIPESTAT1PIPESTAT2TRACECLKEXTIN0ETMLPC2200 各部件簡(jiǎn)介調(diào)試與測(cè)試接口 在該電路中，復(fù)位電路與前面介紹電路有所不同。它在復(fù)位信號(hào)和CPU之間插入了三態(tài)門74HC125。使用三態(tài)門主要是為了復(fù)位芯片和JTAG（ETM）仿真器都可以復(fù)位芯片。如果沒(méi)有74HC125，當(dāng)復(fù)位芯片輸出高電平時(shí)，JT

24、AG（ETM）仿真器就不可能把它拉低，這不但不能實(shí)現(xiàn)需要的功能，還可能損壞復(fù)位芯片或JTAG（ETM）仿真器。 各部件簡(jiǎn)介調(diào)試與測(cè)試接口 因?yàn)檫@種電路JTAG（ETM）仿真器對(duì)LPC2000有完全的控制，其仿真性能最好。不過(guò)，由于74HC125工作的電壓范圍低于復(fù)位芯片的工作電壓范圍，所以此電路一般用于樣機(jī)。正式產(chǎn)品中可以不需要這部分電路。 TRACEPKT3TRACEPKT2TRACEPKT0TRSTRTCKEXTIN0TRACECLKPIPESTAT2PIPESTAT1PIPESTAT0TRACESYNCTCKRESETTDITDOTRACEPKT1TMSU1123U2A74HC12545

25、6U2B74HC125VDD3.3VDD3.3TRSTRSTR110KR210KnRST1234567891011121314151617181920J2TRSTTDITMSTCKRTCKTDORSTR44.7KJTAGVDD3.31234567891011121314151617181920212223242526272829303132333435363738J18ETMTRSTTDITMSTCKRTCKTDORSTTRACECLKEXTIN0PIPESTAT0PIPESTAT1PIPESTAT2TRACESYNCTRACEPKT0TRACEPKT1TRACEPKT2TRACEPKT3R3

26、4.7KTRACEPKT0TRACEPKT1TRACEPKT2TRACEPKT3TRACESYNCPIPESTAT0PIPESTAT1PIPESTAT2TRACECLKEXTIN0ETMLPC2200調(diào)試接口電路一 各部件簡(jiǎn)介調(diào)試與測(cè)試接口TRACEPKT3TRACEPKT2TRACEPKT0TRSTRTCKEXTIN0TRACECLKPIPESTAT2PIPESTAT1PIPESTAT0TRACESYNCTCKRESETTDITDOTRACEPKT1TMSU1123U2A74HC125456U2B74HC125VDD3.3VDD3.3TRSTRSTR110KR210KnRST12345678

27、91011121314151617181920J2TRSTTDITMSTCKRTCKTDORSTR44.7KJTAGVDD3.31234567891011121314151617181920212223242526272829303132333435363738J18ETMTRSTTDITMSTCKRTCKTDORSTTRACECLKEXTIN0PIPESTAT0PIPESTAT1PIPESTAT2TRACESYNCTRACEPKT0TRACEPKT1TRACEPKT2TRACEPKT3R34.7KTRACEPKT0TRACEPKT1TRACEPKT2TRACEPKT3TRACESYNCPIP

28、ESTAT0PIPESTAT1PIPESTAT2TRACECLKEXTIN0ETMLPC2200ETM功能僅在高級(jí)仿真器中具有，用戶如果沒(méi)有使用，可以將其省略，同時(shí)把TRACESYNC信號(hào)上的電阻也去掉。調(diào)試接口電路二TRACEPKT3TRACEPKT2TRACEPKT0TRSTRTCKEXTIN0TRACECLKPIPESTAT2PIPESTAT1PIPESTAT0TRACESYNCTCKRESETTDITDOTRACEPKT1TMSU1VDD3.3nRST1234567891011121314151617181920J2TRSTTDITMSTCKRTCKTDOR24.7KJTAGVDD3.

29、31234567891011121314151617181920212223242526272829303132333435363738J18ETMTRSTTDITMSTCKRTCKTDOTRACECLKEXTIN0PIPESTAT0PIPESTAT1PIPESTAT2TRACESYNCTRACEPKT0TRACEPKT1TRACEPKT2TRACEPKT3R14.7KTRACEPKT0TRACEPKT1TRACEPKT2TRACEPKT3TRACESYNCPIPESTAT0PIPESTAT1PIPESTAT2TRACECLKEXTIN0ETMLPC2200 各部件簡(jiǎn)介調(diào)試與測(cè)試接口6.1 最

30、小系統(tǒng) 完整的最小系統(tǒng) LPC2000系列微控制器具有4種類型的最小系統(tǒng)。LPC2100系列沒(méi)有外部總線接口的最小系統(tǒng)；LPC2130系列沒(méi)有外部總線接口的最小系統(tǒng)；LPC2200系列使用外部存儲(chǔ)器的最小系統(tǒng)；LPC2200系列使用內(nèi)部存儲(chǔ)器的最小系統(tǒng)。 完整的最小系統(tǒng)LPC2100系列VDD1.8XTAL1XTAL2nRST+5VV D D 1.8C 210uF/16V+5VV D D 3.3C 110uF/16VV IN3GND1V O U T2U 2SPX 1117M 3-3.3V IN3GND1V O U T2U 3SPX 1117M 3-1.8V D D 3.3R 110KSW 1R

31、 STM R1V C C2G N D3PFI4PFO5N C6R ST7R ST8U 4SP708SV D D 3.3AV D D 1.8AC 3104C 4104C 5104C 6104C 7104C 8104C 10104C 9104C 11104nR STY 111.0592MHzC 1230PC 1330PR 21MP2.22/D 221V 32V ss3P0.21/PW M 5/R D 3/C A P1.34P0.22/T D 3/C A P0.0/M A T 0.05P0.23/R D 26P1.19/T R A C E PK T 37P0.24/T D 28V ss9P2.23/

32、D 2310P2.24/D 2411P2.25/D 2512P2.26/D 26/B O O T 013V 3A14P1.18/T R A C E PK T 215P2.27/D 27/B O O T 116P2.28/D28/RD617P2.29/D29/TD618P2.30/D30/AIN419P2.31/D31/AIN520P0.25/RD121TD122P0.27/AIN0/CAP0.1/MAT0.123P1.17/TRACEPKT124P0.28/AIN1/CAP0.2/MAT0.225Vss26P3.29/BLS2/AIN627P3.28/BLS3/AIN728P3.27/WE29

33、P3.26/CS130V331P0.29/AIN2/CAP0.3/MAT0.332C A P0.033P1.1634P3.25/C S2/R D 635P3.24/C S3/T D 636V 1837V ss38V 339P3.23/A 23/X C L K40P3.22/A 2241P0.0/T xD 0/PW M 142P1.31/T R ST43P3.21/A 2144P3.20/A 2045P3.19/A 1946P3.18/A 1847P3.17/A 1748P0.1/RxD0/PWM3/EINT049P0.2/SCL/CAP0.050P1.26/RTCK52P3.16/A1653V

34、ss54P3.15/A1555P3.14/A1456V357P0.3/SDA/MAT0.0/EINT158P0.4/SCK0/CAP0.159P1.25/EXTIN060P0.5/MISO0/MAT0.161P3.13/A1362P3.12/A1263P3.11/A1164V351R ?LPC2100V D D 3.3P0.14_D C D 1R 510KV D D 3.3VDD1.8VDD3.3V D D 3.3VDD3.3VDD1.8決定是否進(jìn)入ISP狀態(tài)，如果該引腳懸空將影響程序脫機(jī)運(yùn)行 完整的最小系統(tǒng)LPC2130系列VDD3.3XTAL1XTAL2nRST+5VVDD3.3C110u

35、F/16VVIN3GND1VOUT2U2SPX1117M3-3.3VDD3.3R110KSW1RSTMR1VCC2GND3PFI4PFO5NC6RST7RST8U4SP708SVDD3.3AVDD1.8AC3104C4104C5104C6104C7104C8104C10104C9104C11104nRSTY111.0592MHzC1230PC1330PR21MVDD3.3P0.14_DCD1R510KVDD3.3VDD3.3VDD3.3VDD3.3VDD3.3P0.21/PWM5/AD1.6/CAP1.31P0.22/AD1.7/CAP0.0/MAT0.02RTXC13P1.19/TRACEP

36、KT34RTXC25Vss6V3a7P1.18/TRACEPKT28P0.25/AD0.4/Aout9P0.26/AD0.510P0.27/AD0.0/CAP0.1/MAT0.111P1.17/TRACEPKT112P0.28/AD0.1/CAP0.2/MAT0.213P0.29/AD0.2/CAP0.3/MAT0.314P0.30/AD0.3/EINT3/CAP0.015P1.16/TRACEPKT016P0.3117Vss18P0.0/TxD0/PWM119P1.31/TRST20P0.1/RxD0/PWM3/EINT021P0.2/SCL0/CAP0.022V323P1.26/RTCK2

37、4Vss25P0.3/SDA0/MAT0.0/EINT126P0.4/SCK0/CAP0.1/AD0.627P1.25/EXTIN028P0.5/MISO0/MAT0.1/AD0.729P0.6/MOSI0/CAP0.2/AD1.030P0.7/SSEL0/PWM2/EINT231P1.24/TRACECLK32P0.8/TxD1/PWM4/AD1.133P0.9/RxD1/PWM6/EINT334P0.10/RTS1/CAP1.0/AD1.235P1.23/PIPESTAT236P0.11/CTS1/CAP1.1/SCL137P0.12/DSR1/MAT1.0/AD1.338P0.13/DT

38、R1/MAT1.1/AD1.439P1.22/PIPESTAT140P0.14/DCD1/EINT1/SDA141Vss42V343P1.21/PIPESTAT044P0.15/RI1/EINT2/AD1.545P0.16/EINT0/MAT0.2/CAP0.246P0.17/CAP1.2/SCK1/MAT1.247P1.20/TRACESYNC48Vbat49Vss50V351P1.30/TMS52P0.18/CAP1.3/MISO1/MAT1.353P0.19/MAT1.2/MOSI1/CAP1.254P0.20/MAT1.3/SSEL1/EINT355P1.29/TCK56RESET57

39、P0.2358Vssa59P1.28/TDI60XTAL261XTAL162Vref63P1.27/TDO64U1LPC2138只需要3.3V單電源 完整的最小系統(tǒng)LPC2200使用外部存儲(chǔ)器VDD1.8VDD3.3VDD3.3VDD3.3VDD3.3VDD1.8VDD1.8VDD3.3D0D1D2D3D4D5D6D7D8D9D10D11D12D13D14D15P2.26_D26P2.27_D27A23A22A21A20A19A18A17A16A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0VDD3.3VDD3.3VDD3.3VDD3.3VDD3.3VDD3.3nB

40、LS1nBLS0nWEnOEnCS1nCS0nCS2nCS3XTAL1XTAL2P0.14_DCD1nRSTP2.22/D221V32Vss3P0.21/PWM5/RD3/CAP1.34P0.22/TD3/CAP0.0/MAT0.05P0.23/RD26P1.19/TRACEPKT37P0.24/TD28Vss9P2.23/D2310P2.24/D2411P2.25/D2512P2.26/D26/BOOT013V3A14P1.18/TRACEPKT215P2.27/D27/BOOT116P2.28/D28/RD617P2.29/D29/TD618P2.30/D30/AIN419P2.31/D3

41、1/AIN520P0.25/RD121TD122P0.27/AIN0/CAP0.1/MAT0.123P1.17/TRACEPKT124P0.28/AIN1/CAP0.2/MAT0.225Vss26P3.29/BLS2/AIN627P3.28/BLS3/AIN728P3.27/WE29P3.26/CS130V331P0.29/AIN2/CAP0.3/MAT0.332P0.30/AIN3/EINT3/CAP0.033P1.16/TRACEPKT034P3.25/CS2/RD635P3.24/CS3/TD636V1837Vss38V339P3.23/A23/XCLK40P3.22/A2241P0.0

42、/TxD0/PWM142P1.31/TRST43P3.21/A2144P3.20/A2045P3.19/A1946P3.18/A1847P3.17/A1748P0.1/RxD0/PWM3/EINT049P0.2/SCL/CAP0.050P1.26/RTCK52P3.16/A1653Vss54P3.15/A1555P3.14/A1456V357P0.3/SDA/MAT0.0/EINT158P0.4/SCK0/CAP0.159P1.25/EXTIN060P0.5/MISO0/MAT0.161P3.13/A1362P3.12/A1263P3.11/A1164P3.10/A1065P3.9/A966V

43、ss67P0.6/MOSI0/CAP0.268P0.7/SSEL0/PWM2/EINT269P1.24/TRACECLK70P3.8/A871P3.7/A772V351P3.6/A673P3.5/A574P0.8/TxD1/PWM475P0.9/RxD1/PWM6/EINT376V377P0.10/RTS1/CAP1.0/RD578Vss79P3.4/A480P3.3/A381P1.23/PIPESTAT282P0.11/CTS1/CAP1.1/TD583P0.12/DSR1/MAT1.0/RD484P0.13/DTR1/MAT1.1/TD485P1.22/PIPESTAT186P3.2/A2

44、87P3.1/A188P3.0/A089P1.1/OE90P1.0/CS091P0.14/DCD1/EINT192Vss93V394P1.21/PIPESTAT095P3.31/BLS096P3.30/BLS197P2.0/D098P0.15/Ri1/EINT299P0.16/EINT0/MAT0.2/CAP0.2100P0.17/CAP1.2/SCK1/MAT1.2101P1.20/TRACESYNC102Vss103V3104P2.1/D1105P2.2/D2106Vss107P2.3/D3108P2.4/D4109V18110Vss111V3112P1.30/TMS113P2.5/D51

45、14P2.6/D6115P2.7/D7116P2.8/D8117P2.9/D9118V3119P2.10/D10120P0.18/CAP1.3/MISO1/MAT1.3121P0.19/MAT1.2/MOSI1/MAT1.3122P0.20/MAT1.3/SSEL1/EINT3123P2.11/D11124P2.12/D12125P1.29/TCK126P2.13/D13127Vss128P2.14/D14129P2.15/D15130P2.16/D16131P2.17/D17132P2.18/D18133P2.19/D19134RESET135P2.20/D20136P2.21/D21137

46、VssA_PLL138VssA139P1.28/TDI140XTAL2141XTAL1142V18A143P1.27/TDO144U1LPC2210A01A12A23A34A45CE6I/O07I/O18I/O29I/O310Vcc11Vss12I/O413I/O514I/O615I/O716WE17A518A619A720A821A922A1023A1124A1225A1326A1427NC28I/O829I/O930I/O1031I/O1132Vcc33Vss34I/O1235I/O1336I/O1437I/O1538BLE39BHE40OE41A1542A1643A1744IS61LV2

47、5616ALA151A142A133A124A115A106A97A88A199NC10WE11NC12NC13NC14NC15A1816A1717A718A619A520A421A322A223A124A025CE26Vss27OE28DQ029DQ830DQ131DQ932DQ233DQ1034DQ335DQ1136Vdd37DQ438DQ1239DQ540DQ1341DQ642DQ1443DQ744DQ1545Vss46NC47A1648SST39VF160D0D1D2D3D4D5D6D7D8D9D10D11D12D13D14D15A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10A11A12A

48、13A14A15A16A17D0D1D2D3D4D5D6D7D8D9D10D11D12D13D14D15A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10A11A12A13A14A15A16A17A18A19nBLS0nBLS1nWEnCS1nOEVDD3.3C14104nWEnOEnCS0C15104VDD3.3VDD3.3R310KR44.7KA18A20+5VVDD1.8C210uF/16V+5VVDD3.3C110uF/16VVIN3GND1VOUT2U2SPX1117M3-3.3VIN3GND1VOUT2U3SPX1117M3-1.8VDD3.3VDD3.3AVDD1.8AR110KC310

49、4SW1RSTC4104C5104MR1VCC2GND3PFI4PFO5NC6RST7RST8U4SP708SC6104C7104C8104C10104C9104C11104Y111.0592MHzC1230PC1330PR21MR510KVDD3.3nRST復(fù)位后使用外部16位寬度存儲(chǔ)器VDD1.8VDD3.3VDD3.3VDD3.3VDD3.3R510KR21MC1330PC1230PVDD3.3Y111.0592MHznRSTVDD1.8VDD1.8C11104C9104C10104C8104C7104C6104C5104VDD3.3C4104C3104P2.26_D26P2.27_D2

50、7VDD3.3VDD3.3VDD1.8AVDD3.3VDD3.3AVDD3.3VDD3.3MR1VCC2GND3PFI4PFO5NC6RST7RST8U4SP708SVDD3.3SW1RSTXTAL1XTAL2P0.14_DCD1R110KnRSTP2.22/D221V32Vss3P0.21/PWM5/RD3/CAP1.34P0.22/TD3/CAP0.0/MAT0.05P0.23/RD26P1.19/TRACEPKT37P0.24/TD28Vss9P2.23/D2310P2.24/D2411P2.25/D2512P2.26/D26/BOOT013V3A14P1.18/TRACEPKT215P

51、2.27/D27/BOOT116P2.28/D28/RD617P2.29/D29/TD618P2.30/D30/AIN419P2.31/D31/AIN520P0.25/RD121TD122P0.27/AIN0/CAP0.1/MAT0.123P1.17/TRACEPKT124P0.28/AIN1/CAP0.2/MAT0.225Vss26P3.29/BLS2/AIN627P3.28/BLS3/AIN728P3.27/WE29P3.26/CS130V331P0.29/AIN2/CAP0.3/MAT0.332P0.30/AIN3/EINT3/CAP0.033P1.16/TRACEPKT034P3.25

52、/CS2/RD635P3.24/CS3/TD636V1837Vss38V339P3.23/A23/XCLK40P3.22/A2241P0.0/TxD0/PWM142P1.31/TRST43P3.21/A2144P3.20/A2045P3.19/A1946P3.18/A1847P3.17/A1748P0.1/RxD0/PWM3/EINT049P0.2/SCL/CAP0.050P1.26/RTCK52P3.16/A1653Vss54P3.15/A1555P3.14/A1456V357P0.3/SDA/MAT0.0/EINT158P0.4/SCK0/CAP0.159P1.25/EXTIN060P0.

53、5/MISO0/MAT0.161P3.13/A1362P3.12/A1263P3.11/A1164P3.10/A1065P3.9/A966Vss67P0.6/MOSI0/CAP0.268P0.7/SSEL0/PWM2/EINT269P1.24/TRACECLK70P3.8/A871P3.7/A772V351P3.6/A673P3.5/A574P0.8/TxD1/PWM475P0.9/RxD1/PWM6/EINT376V377P0.10/RTS1/CAP1.0/RD578Vss79P3.4/A480P3.3/A381P1.23/PIPESTAT282P0.11/CTS1/CAP1.1/TD583

54、P0.12/DSR1/MAT1.0/RD484P0.13/DTR1/MAT1.1/TD485P1.22/PIPESTAT186P3.2/A287P3.1/A188P3.0/A089P1.1/OE90P1.0/CS091P0.14/DCD1/EINT192Vss93V394P1.21/PIPESTAT095P3.31/BLS096P3.30/BLS197P2.0/D098P0.15/Ri1/EINT299P0.16/EINT0/MAT0.2/CAP0.2100P0.17/CAP1.2/SCK1/MAT1.2101P1.20/TRACESYNC102Vss103V3104P2.1/D1105P2.

55、2/D2106Vss107P2.3/D3108P2.4/D4109V18110Vss111V3112P1.30/TMS113P2.5/D5114P2.6/D6115P2.7/D7116P2.8/D8117P2.9/D9118V3119P2.10/D10120P0.18/CAP1.3/MISO1/MAT1.3121P0.19/MAT1.2/MOSI1/MAT1.3122P0.20/MAT1.3/SSEL1/EINT3123P2.11/D11124P2.12/D12125P1.29/TCK126P2.13/D13127Vss128P2.14/D14129P2.15/D15130P2.16/D161

56、31P2.17/D17132P2.18/D18133P2.19/D19134RESET135P2.20/D20136P2.21/D21137VssA_PLL138VssA139P1.28/TDI140XTAL2141XTAL1142V18A143P1.27/TDO144U1LPC2212/2214VDD3.3VDD3.3R310KVIN3GND1VOUT2U3SPX1117M3-1.8R410KVIN3GND1VOUT2U2SPX1117M3-3.3C110uF/16VVDD3.3+5V+5VVDD1.8C210uF/16V 完整的最小系統(tǒng)LPC2200不使用外部存儲(chǔ)器復(fù)位后使用內(nèi)部存儲(chǔ)器第6

57、章 目錄q1.最小系統(tǒng)q2.片內(nèi)外設(shè)q3.總線接口q4.其它外設(shè)6.2 片內(nèi)外設(shè) 簡(jiǎn)介 本節(jié)介紹LPC2000系列微控制器片內(nèi)外設(shè)的接口設(shè)計(jì)，主要介紹以下幾種：GPIO（通用I/O）UART、MODEMI2CSPI GPIO外設(shè)接口設(shè)計(jì) LPC2000系列的絕大多數(shù)GPIO為真正的全雙向I/O口，可以獨(dú)立控制每一根I/O口線的狀態(tài)是輸入還是輸出，絕大多數(shù)GPIO的輸出為推挽輸出，可以獨(dú)立控制每一根I/O口的輸出狀態(tài)。雖然LPC2000系列的I/O電壓為3.3V，GPIO的輸出最高為I/O口電源電壓，但絕大多數(shù)GPIO能夠承受5V電壓的輸入，絕大多數(shù)GPIO作為輸入時(shí)是處于高阻狀態(tài)。 因?yàn)長(zhǎng)PC

58、2000系列的GPIO有以上特性，所以可以用它們（通過(guò)程序）模擬很多器件的時(shí)序達(dá)到控制相應(yīng)器件的目的。 GPIO外設(shè)接口設(shè)計(jì)按鍵獨(dú)立式按鍵輸入原理：根據(jù)IO口的狀態(tài)了解外部按鍵是否按下；優(yōu)點(diǎn)：編程簡(jiǎn)單；缺點(diǎn)：口線利用率不高。行列式按鍵輸入原理：行線逐個(gè)輸出，列線讀入，循環(huán)一次可以了解外部按鍵狀態(tài)；優(yōu)點(diǎn)：可以連接較多按鍵；缺點(diǎn)：編程較復(fù)雜。 GPIO外設(shè)接口設(shè)計(jì)LED控制GPIO直接驅(qū)動(dòng)LED原理：當(dāng)IO口輸出高電平時(shí)LED熄滅，輸出低電平時(shí)LED點(diǎn)亮。使用時(shí)要注意IO口的驅(qū)動(dòng)能力；優(yōu)點(diǎn)：編程簡(jiǎn)單；缺點(diǎn)：信息簡(jiǎn)單。使用三極管驅(qū)動(dòng)LED數(shù)碼管原理：每個(gè)IO口驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管的一段，不同組合可以構(gòu)成不同的

59、數(shù)字或部分字母；優(yōu)點(diǎn)：可以表示更豐富的信息；缺點(diǎn)：成本較高。 GPIO外設(shè)接口設(shè)計(jì)蜂鳴器原理：如果為直流蜂鳴器，那么只需提供額定電壓就可以鳴叫。如果為交流蜂鳴器，那么需要提供一定頻率的交流信號(hào)，蜂鳴器才能鳴叫。通過(guò)IO口控制蜂鳴器的供電。該上拉電阻可以避免當(dāng)IO口作為輸入時(shí)，Q1基極懸空引起漏電。 GPIO外設(shè)接口設(shè)計(jì)模擬總線 LPC2000系列部分芯片沒(méi)有外部總線，當(dāng)它們需要外接總線設(shè)備時(shí)就必須用GPIO模擬總線了。因?yàn)榭偩€需要大量的信號(hào)線，而LPC2000的GPIO資源是寶貴的，所以模擬總線的設(shè)計(jì)的首要任務(wù)是節(jié)省GPIO的使用量，這就需要地址、數(shù)據(jù)總線復(fù)用了。 數(shù)據(jù)總線地址總線控制總線LP

60、C2000外設(shè)1外設(shè)2 GPIO外設(shè)接口設(shè)計(jì)模擬總線8位地址的模擬總線 GPIO外設(shè)接口設(shè)計(jì)模擬總線16位地址的模擬總線 GPIO外設(shè)接口設(shè)計(jì)模擬總線24位地址的模擬總線 UART、MODEM外設(shè)接口設(shè)計(jì)UART簡(jiǎn)介： 通用異步收發(fā)器UART(即Universal Asynchronous Receiver and Transmitter)是用硬件實(shí)現(xiàn)異步串行通信的通信接口電路。UART異步串行通信接口是嵌入式系統(tǒng)最常用的接口，可用來(lái)與上位機(jī)或其它外部設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。 LPC2000系列ARM7微控制器均具有兩個(gè)UART，它們的結(jié)構(gòu)及寄存器符合16C550工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。 UART、MODEM外設(shè)