Návrháři vestavěného systému a SOC (systém na čipu) si vyberou konkrétní mikroprocesorová jádra , knihovny a různé nástroje pro vývoj aplikací založených na mikroprocesorech. Procesor ARM je jednou z nejlepších alternativ, kterou lze získat pro návrháře vestavěných systémů. V posledních několika letech se ARM architektura stala velmi populární a jsou k dispozici od různých výrobců IC. Aplikace procesorů ARM zahrnují mobilní telefony, brzdové systémy automobilů atd. Globální partneři ARM komunity vyvinuli polovodiče, stejně jako korporace pro design produktů zahrnují zaměstnance jako inženýři, designéři a vývojáři. Tento článek je o mikrokontroléru LPC2148 založeném na ARM7, architektuře a konfiguraci pinů. Tento článek vám pomůže porozumět základům mikrokontroléru.

Mikrokontrolér LPC2148 založený na ARM7

Plnou formou ARM je pokročilý počítač se sníženou instrukční sadou (RISC) stroj Jedná se o 32bitovou architekturu procesoru rozšířenou o ARM. Aplikace procesoru ARM zahrnují několik mikrokontrolérů i procesorů. Architektura procesoru ARM byla licencována mnoha společnostmi pro navrhování produktů SoC a procesorů založených na procesoru ARM. To umožňuje společnostem vyrábět své produkty pomocí architektury ARM. Stejně tak budou všechny hlavní polovodičové společnosti vyrábět SOC založené na ARM, jako jsou Samsung, Atmel, TI atd.

Co je to procesor ARM7?

Procesor ARM7 se běžně používá v aplikacích integrovaného systému. Rovněž jde o rovnováhu mezi klasickou i new-cortexovou sekvencí. Tento procesor je ohromný při hledání zdrojů existujících na internetu s vynikající dokumentací nabízenou společností NXP Semiconductors. Úplně se hodí pro učně, aby získali podrobnou implementaci návrhu hardwaru a softwaru.

Mikrokontrolér LPC2148

Mikrokontrolér LPC2148 je navržen společností Philips (NXP Semiconductor) s několika vestavěnými funkcemi a periferiemi. Z těchto důvodů bude pro vývojáře aplikací spolehlivější i efektivnější. LPC2148 je 16bitový nebo 32bitový mikrokontrolér založený na rodině ARM7.

Vlastnosti LPC2148

Mezi hlavní vlastnosti LPC2148 patří následující.

LPC2148 je 16bitový nebo 32bitový rodinný mikroprocesor ARM7 a je k dispozici v malém balení LQFP64.
ISP (v programování systému) nebo IAP (v programování aplikací) pomocí softwaru pro zavádění na čipu.
Statická RAM na čipu je 8 kB - 40 kB, flash paměť na čipu je 32 kB - 512 kB, široké rozhraní je 128 bitů, nebo akcelerátor umožňuje vysokorychlostní provoz 60 MHz.
Vymazání dat v celém čipu trvá 400 milisekund a čas na 256 bajtů programování 1 milisekundu.
Rozhraní Embedded Trace a Embedded ICE RT nabízí ladění v reálném čase s vysokorychlostním sledováním provádění instrukcí a softwarem Real Monitor na čipu.
Má 2 kB koncové paměti RAM a řadič zařízení USB 2.0 s plnou rychlostí. Tento mikrokontrolér navíc nabízí 8kB RAM na čipu poblíž USB s DMA.
Jeden nebo dva 10bitové ADC nabízejí 6 nebo 14 analogových i / ps s nízkou dobou převodu 2,44 μs / kanál.
Pouze 10bitový DAC nabízí vyměnitelný analogový výstup.
Externí čítač událostí / 32bitové časovače-2, jednotka PWM a hlídací pes.
Nízkoenergetický RTC (hodiny reálného času) a vstup 32 kHz hodin.
Několik sériových rozhraní, jako jsou dvě 16C550 UART, dvě sběrnice I2C s rychlostí 400 kbit / s.
5 voltů tolerantní rychlé univerzální vstupní / výstupní piny v malém balení LQFP64.
Vnější kolíky přerušení-21.
60 MHz maximálních hodin CLK CPU, které lze získat z programovatelné smyčky fázového závěsu na čipu rozlišením času, je 100 μs.
Integrovaný oscilátor na čipu bude pracovat s vnějším krystalem, který se pohybuje od 1 MHz do 25 MHz
Režimy pro úsporu energie zahrnují hlavně nečinnost a vypnutí.
Pro extra optimalizaci výkonu existuje individuální povolení nebo zakázání periferních funkcí a škálování periferních CLK.

Paměť

Mikrokontrolér LPC2148 má 512 kB na čipu FLASH paměť a 32 kB na čipu SRAM. Tento mikrokontrolér také obsahuje inherentní podporu až 2kB cílového bodu USB RAM. Tato paměť je dobře uzavřena pro všechny aplikace mikrokontroléru.

Systém paměti FLASH na čipu

Tento mikrokontrolér obsahuje paměťový systém Flash 512 kB a tato paměť může být užitečná jak pro ukládání dat, tak pro kód. Programování této paměti lze provést následujícím způsobem.

Začleněním rozhraní JTAG do série
Použití UART nebo ISP (v programování systému)
Schopnosti IAP (v aplikačním programování)

Aplikační program založený na funkci IAP může také odebrat, když je program spuštěn. Kdykoli se použije zavaděč mikroprocesoru LPC2148 na čipu, lze pro spotřebitelský kód získat 500 kB paměti Flash. Flash paměť tohoto mikrokontroléru nabízí nejmenší množství 100 000 cyklů zápisu / vymazání a také 20letou ochranu dat.

SRAM na čipu

Tento mikrokontrolér nabízí statickou RAM s 32 kB a je velmi užitečný pro ukládání dat nebo kód. Je přístupný pro 8 bitů, 16 bitů a 32 bitů.

Vstupní / výstupní porty

Mikrokontrolér LPC2148 má dva vstupní / výstupní porty, které se označují jako P0 a P1. Každý kolík portu je označen značkou PX.Y. Zde „X“ označuje číslo portu jako 0 nebo 1, zatímco „Y“ označuje číslo PIN 0-31. Všechny piny mohou provádět také alternativní úkoly. Například P0.8 poskytuje jako GPIO a Tx pin na UART1, AD1.1, PWM4. Na RST (RESET) je každý pin uspořádán jako GPIO.

Jak začít s programováním?

Prvním krokem k programování lpc2148 je uspořádání GPIO pinů. Zde jsou tedy také související pojmy jako registry . Obecné piny I / O portů v LPC2148 zahrnují P0.0 až P0.31 a P1.16 až P1.31 a ve skutečnosti jsou tyto piny k dispozici na základě využití alternativní funkce.

Port-0 a Port-1 jsou 32bitové vstupní / výstupní porty a každý bit těchto portů lze ovládat individuálním směrem. Provoz portů 0 a 1 závisí na funkci pinu, který je vybrán pomocí bloku připojeného k pinu. V Port-0 nelze získat piny jako P0.24, P0.26 a P0.27, zatímco v Port-1 nelze získat piny 0 až 15. Zde jsou oba piny jako Port-0 a Port-1 řízeny dvěma skupinami registrů popsaných níže.

Konfigurace pinů LPC2148

Konfigurace pinů mikrokontroléru založeného na ARM7 (LPC2148)

Pin1- (P0.21 / PWM5CAP1.3 / AD1.6)

P0.21 je pin GPIO (univerzální I / O pin)
AD1.6 je možné získat v mikrokontrolérech LPC2144 / 46/48 pouze tam, kde AD1.6 označuje ADC-1, i / p-6.
PWM5 je výstup modulátoru šířky pulzu-5.
CAP1.3 je Capture i / p pro časovač-1, kanál-3

Pin2- (P0.22 / CAP0.0 / AD1.7 / MAT0.0 2

P0.22 je digitální pin GPIO
Pin AD1.7 je k dispozici v LPC2144 / 46/48 pouze tam, kde AD1.7 označuje ADC-1, vstup-7
CAP0.0 je vstupní pin snímání pro časovač-0, kanál-0.
MAT0.0 je shoda o / p pro časovač-0, kanál-0

Pin3-RTXC1 3

Je to vstup / výstup do obvodu RTC-oscilátoru

Pin4- TRACEPKT3 / P1.19

TRACEPKT3 je trasovací paket, bit-3, standardní vstupní / výstupní port pro vnitřní pull-up.
P1.19 je digitální pin GPIO

Pin5-RTXC2

Toto je výstupní pin z obvodu oscilátoru RTC

Pin6, Pin18, Pin25, Pin42 a Pin50

Tyto piny jsou uzemněním

Pin7-VDDA

Tento pin je zdroj analogového napětí (3,3 V) a toto napětí je pro čip velmi užitečné analogově-digitální převaděče a digitálně-analogové převaděče.

Pin8- P1.18 / TRACEPKT2

P1.18 je digitální pin GPIO
TRACEPKT2 je trasovací paket, bit-2, standardní vstupní / výstupní port pro vnitřní pull-up.

Pin9- P0.25 / AOUT / AD0.4

P0.25 je GPIO digitální pin I
AD0.4 označuje ADC-0, vstup-4
Out - výstup DAC a který je přístupný pouze v LPC2142 / LPC2144 / LPC2146 / LPC2148

Pin10- D +

Tento pin je USB obousměrná linka D +

Pin11- D-

Tento pin je USB obousměrná D-linka

Pin12-P1.17 / TRACEPKT1

P1.17 je digitální pin GPIO
TRACEPKT1 je trasovací paket, bit-1, standardní vstupní / výstupní port pro vnitřní pull-up.

Pin13-P0.28 / CAP0.2 / AD0.1 / MAT0.2

P0.28 je digitální pin GPIO
AD0.1 označuje ADC-0, vstup-1
CAP0.2 je snímací i / p pro časovač-0, kanál-2.
MAT0.2 je shoda o / p pro časovač-0, kanál-2

Pin14-P0.29 / CAP0.3 / AD0.2 / MAT0.3

P0.29 je digitální pin GPIO
AD0.2 označuje ADC-0, vstup-2
CAP0.3 je snímací i / p pro časovač-0, kanál-3.
MAT0.3 je shoda o / p pro Timer-0, kanál-3

Pin15-P0.30 / EINT3 / AD0.3 / CAP0.0

P0.30 je digitální pin GPIO
AD0.3 označuje ADC-0, vstup-3
EINT3 je externí vstup přerušení 3.
CAP0.3 je snímací i / p pro časovač-0, kanál-0.

Pin16- P1.16 / TRACEPKT0

P1.16 je digitální pin GPIO
TRACEPKT1 je trasovací paket, bit-0, standardní vstupní / výstupní port s vnitřním vytažením

Pin17-P0.31 / UP_LED / CONNECT

P0.31 je digitální pin GPIO
UP_LED je LED indikátor dobrého připojení USB. Když je zařízení uspořádáno, pak je nízké a když zařízení není uspořádané, pak je vysoké.
PŘIPOJIT - Tento signál se používá k ovládání vnějšího rezistoru (1,5 kΩ) pod kontrolou softwarového ovládání a využívá jej funkce Soft Connect.

Pin19- P0.0 / PWM / TXD0

P0.0 je digitální pin GPIO
TXD0 je vysílač o / p pro UART0.
PWM1 je pulzní šířkový modulátor o / p-1.

Pin20- P1.31 / TRIESTE

P1.31 je digitální pin GPIO
TRST je testovací reset pro rozhraní JTAG.

Pin21-P0.1 / PWM3 / RXD0 / EINT0

P0.1 je digitální pin GPIO
RXD0 je přijímač i / p pro UART0.
PWM3 je pulzní šířkový modulátor o / p-3.
EINT0 je externí vstup přerušení 0

Pin22- P0.2 / CAP0.0 / SCL0

P0.2 je digitální pin GPIO
SCL0 je I2C0 hodiny I / O a open-drain o / p
CAP0.0 je snímací i / p pro časovač-0, kanál-0.

Pin 23, 43 a 51 - VDD

Tyto piny jsou napájecím napětím pro I / O porty i jádro.

Pin24- P1,26 / RTCK

P1.26 je digitální pin GPIO
RTCK je vrácený testovací CLK o / p, další signál přidaný do portu JTAG. Když se změní frekvence procesoru, pomůže to synchronizaci ladicího programu.

Pin26- P0.3 / SDA0 / MAT0.0 / EINT1

P0.3 je digitální pin GPIO
SDA0 je I2C0 datový I / O a otevřený odtok o / p pro dodržování sběrnice I2C.
MAT0.0 je uzavřeno o / p pro časovač-0, kanál-0.
EINT1 je externí přerušení 1-i / p.

Pin27-P0.4 / CAP0.1 / SCK0 / AD0.6

P0.4 je GPIO digitální pin I / O
SCK0 je sériový CLK pro SPI0 a SPI CLK o / p od master / i / p po slave.
CAP0.1 je snímací i / p pro časovač-0, kanál-0.
IAD0.6 označuje ADC-0, vstup-6

Pin28-P1.25 / EXTIN0

P1.25 je GPIO digitální pin I / O
EXTIN0 je externí spouštěcí i / p a standardní vstup / výstup s vnitřním vytažením

Pin29- P0.5 / MAT0.1 / MISO0 / AD0.7

P0.5 je GPIO digitální pin I / O
MISO0 je master v slave out pro SPI0, data i / p na SPI-master / data o / p z SPI slave.
MAT0.1 je shoda o / p pro časovač-0, kanál-1.
AD0.7 označuje ADC-0, vstup-7.

Pin30-P0.6 / MOSI0 / CAP0.2 / AD1.0

P0.6 je GPIO digitální pin I / O
MOSI0 je master out slave pro SPI0 a data o / p z SPI master / data i / p do SPI slave.
CAP0.2 je snímací i / p pro časovač-0, kanál-2.

Pin31-P0.7 / PWM2 / SSEL0 / EINT2

P0.7 je GPIO digitální pin I / O
SSEL0 je slave select for SPI0 a vybere si SPI interface jako slave.
PWM2 je výstup modulátoru šířky pulzu-2.
EINT2 je externí vstup přerušení 2.

Pin32-P1.24 / TRACECLK

P1.24 je GPIO digitální pin I / O.
TRACECLK je trasovací CLK a standardní vstupní / výstupní port s vnitřním vytažením

Pin33-P0.8 / TXD1 / PWM4 / AD1.1

P0.8 je GPIO digitální pin I / O
TXD1 je vysílač o / p pro UART1.
PWM4 je pulzní šířkový modulátor o / p-4.
AD1.1 označuje ADC-1, input-1 a je k dispozici pouze v LPC2144 / 46/48.

Kolík 34- P0,9 / PWM6 / RXD1 / EINT3

P0.9 je GPIO digitální pin I / O
RXD1 je přijímač i / p pro UART1.
PWM6 je pulzní šířkový modulátor o / p-6.
EINT3 je externí vstup přerušení 3

Pin35-P0.10 / RTS1 / CAP1.0 / AD1.2

P0.10 je GPIO digitální pin I / O
RTS1 požaduje odeslání o / p pro UART1 a LPC2144 / 46/48.
CAP1.0 je snímací i / p pro časovač-1, kanál-0.
AD1.2 označuje ADC-1, input-2 a je k dispozici pouze v LPC2144 / 46/48

Pin36-P1.23 / PIPESTAT2

P1.23 je GPIO digitální pin I / O
PIPESTAT2 je stav kanálu, bit-2. A standardní vstupní / výstupní port s vnitřním vytažením

Pin37-P0.11 / CAP1.1 / CTS1 / SCL1

P0.11 je GPIO digitální pin I / O
CTS1 je jasné, že odesílá i / p pro UART1, a ty jsou přístupné pouze v LPC2144 / 46/48
CAP1.1 je snímací i / p pro časovač-1, kanál-1.
SCL1 - I2C1 CLK I / O a otevřený odtok o / p pro dodržení sběrnice I2C

Pin38-P0.12 / MAT1.0 / AD1.3 / DSR1

P0.12 je GPIO digitální pin I / O
DSR1 je datová sada připravená pro i / p pro UART1 a jsou přístupné pouze v LPC2144 / 46/48.
MAT1.0 je shoda o / p pro časovač-1, kanál-0.
AD1.3 označuje vstup ADC-3 a je přístupný pouze v LPC2144 / 46/48.

Pin39-P0.13 / DTR1 / MAT1.1 / AD1.4

P0.13 je GPIO digitální pin I / O
DTR1 je datový terminál připraven k připojení pouze pro UART1 a LPC2144 / 46/48.
MAT1.1 je shoda o / p pro časovač-1, kanál-1.
AD1.4 označuje vstup ADC-4 a ty jsou přístupné pouze v LPC2144 / 46/48.

Pin40-P1.22 / PIPESTAT1

P1.22 je GPIO digitální pin I / O
PIPESTAT1 je stav kanálu, bit 1 a standardní vstupní / výstupní port s vnitřním vytažením

Pin41-P0.14 / DCD1 / EINT1 / SDA1

P0.14 je GPIO digitální pin I / O
DCD1 je datový nosič detekující i / p pro UART1 a také pouze pouze pro LPC2144 / 46/48.
EINT1 je vnější vstup přerušení 1.
SDA1 je datový I / O I2C1 a otevřený odtok o / p pro dodržování sběrnice I2C

Pin44: P1.21 / PIPESTAT0 44

I / O P1.21 je GPIO digitální pin I / O
PIPESTAT0 je stav potrubí, bit 0 a standardní port vstupu / výstupu pomocí vnitřního vytažení.

Pin45: P0.15 / EINT2 / RI1 / AD1,5 45

I / O P0.15 je GPIO digitální pin I / O
RI1 je kruhový ukazatel i / p pro UART1 a je přístupný pouze v LPC2144 / 46/48.
EINT2 je externí vstup přerušení 2.
AD1.5 označuje ADC 1, vstup-5 a je k dispozici pouze v LPC2144 / 46/48

Pin46: P0.16 / MAT0.2 / EINT0 / CAP0.2

P0.16 je GPIO digitální pin I / O
EINT0 je externí vstup přerušení 0.
MAT0.2 je shoda o / p pro časovač-0, kanál -2
CAP0.2 je snímací i / p pro časovač-0, kanál-2.

Pin47: P0.17 / SCK1 / CAP1.2 / MAT1.2 47

P0.17 je GPIO digitální pin I / O
CAP1.2 je snímací i / p pro časovač-1, kanál-2.
SCK1 je sériový CLK pro SSP a CLK o / p od hlavního k podřízenému.
MAT1.2 je shoda o / p pro časovač-1, kanál-2.

Pin48: P1.20 / TRACESYNC

P1.20 je GPIO digitální pin I / O
TRACESYNC je synchronizace trasování.

Pin49: VBAT

Napájení RTC: Tento pin zajišťuje napájení RTC.

Pin52: P1.30 / TMS

P1.30 je GPIO digitální pin I / O

TMS je testovací režim vybraný pro propojení JTAG.

Pin53: P0.18 / CAP1.3 / MISO1 / MAT1.3

P0.18 je GPIO digitální pin I / O
CAP1.3 je snímací i / p pro časovač 1, kanál 3.
MISO1 je master In Slave-out pro SSP a data i / p na SPI-master

Kolík 54: P0.19 / MOSI1 / MAT1.2 / CAP1.2

P0.19 je GPIO digitální pin I / O.
MAT1.2 označuje shodu o / p pro časovač 1, kanál 2.
MOSI1 je master out slave pro SSP master.
CAP1.2 je snímací i / p pro časovač 1, kanál 2.

Pin 55: P0.20 / SSEL1 / MAT1.3 / EINT3

P0.20 je GPIO digitální pin I / O.
MAT1.3 je shoda o / p pro časovač 1, kanál 3. I
SSEL1 je Slave Select navržený pro SSP. Zde zvolí rozhraní SSP jako slave.
EINT3 je externí vstup přerušení 3.

Kolík 56: P1,29 / TCK

P1.29 je GPIO digitální pin I / O
TCK je testovací CLK pro rozhraní JTAG.

Pin57: Externí resetovací vstup

Zařízení lze na tomto pinu přeskupit pomocí LOW, což ovlivňuje vstupní / výstupní porty i periferní zařízení pro získání jejich výchozích podmínek a spuštění procesoru začíná na adrese 0.

Pin58: P0.23 / VBUS

P0.23 je GPIO digitální pin I / O
VBUS specifikuje existenci napájení USB sběrnice

Kolík 59: VSSA

“jednofázový obvod startéru motoru ”

VSSA je analogová zem a musí to být podobné napětí jako VSS, i když by mělo být odděleno, aby se snížila chyba a šum

Pin60: P1.28 / TDI 60

P1.28 je GPIO digitální pin I / O
Pin TDI je testovací data sloužící k propojení JTAG

Kolík 61: XTAL2

XTAL2 je o / p ze zesilovače oscilátoru

Kolík 62: XTAL1

XTAL1 je vstup / výstup do interního generátoru CLK i do obvodů oscilátoru

Pin63: Reference VREF-ADC

Tento pin by měl být nominálně stejný nebo menší než napětí VDD, i když by měl být oddělen pro snížení chyby a šumu.

Pin64: P1.27 / TDO 64

P1.27 je GPIO digitální pin I / O
TDO je testovací data použitá pro propojení JTAG.

Jedná se tedy o konfiguraci pinů mikrokontroléru LPC2148 založenou na ARM 7. Pro studenty elektronického inženýrství poskytne tato informace základní znalosti o konfiguraci pinů, paměti I / O portů a registrech. Zde je otázka, jaké jsou aplikace mikrokontroléru LPC2148?