Návrhári vstavaného systému a SOC (systém na čipe) si vyberajú najmä mikroprocesorové jadrá , knižnice a rôzne nástroje na vývoj aplikácií založených na mikroprocesore. Procesor ARM je jednou z najlepších alternatív, ktorú je možné získať pre návrhárov vstavaných systémov. V posledných rokoch sa architektúra ARM stala veľmi populárnou a sú k dispozícii od rôznych výrobcov integrovaných obvodov. Aplikácie procesorov ARM zahŕňajú mobilné telefóny, automobilové brzdové systémy atď. Globálni partneri komunity ARM vyvinuli polovodiče, rovnako ako spoločnosti zaoberajúce sa produktovým dizajnom zahŕňajú zamestnanie ako inžinieri, dizajnéri a vývojári. Tento článok je o mikrokontroléri LPC2148 založenom na ARM7, architektúre a konfigurácii pinov. Tento článok vám pomôže porozumieť základom mikrokontroléra.

Mikrokontrolér LPC2148 na báze ARM7

Plnou formou ARM je pokročilý počítač so zníženou inštrukčnou sadou (RISC) stroj , a je to 32-bitová architektúra procesora rozšírená o ARM holdingy. Aplikácie procesora ARM zahŕňajú niekoľko mikrokontrolérov, ako aj procesorov. Architektúra procesora ARM bola licencovaná mnohými spoločnosťami na navrhovanie produktov SoC a CPU založených na procesoroch ARM. To umožňuje korporáciám vyrábať svoje produkty pomocou architektúry ARM. Rovnako všetky hlavné spoločnosti v oblasti polovodičov budú vyrábať SOC založené na ARM, ako sú Samsung, Atmel, TI atď.

Čo je procesor ARM7?

Procesor ARM7 sa bežne používa v aplikáciách zabudovaného systému. Ide tiež o rovnováhu medzi klasickou a new-cortexovou sekvenciou. Tento procesor je ohromný pri hľadaní zdrojov existujúcich na internete s dokumentáciou dokonalosti, ktorú ponúka NXP Semiconductors. Úplne sa hodí pre učňa, aby získal podrobnú implementáciu návrhu hardvéru a softvéru.

Mikrokontrolér LPC2148

Mikrokontrolér LPC2148 je navrhnutý spoločnosťou Philips (NXP Semiconductor) s niekoľkými zabudovanými funkciami a perifériami. Z týchto dôvodov bude pre vývojárov aplikácií spoľahlivejšou a efektívnejšou voľbou. LPC2148 je 16-bitový alebo 32-bitový mikrokontrolér založený na rodine ARM7.

Vlastnosti LPC2148

Medzi hlavné vlastnosti LPC2148 patria nasledujúce.

LPC2148 je 16-bitový alebo 32-bitový rodinný mikroprocesor ARM7 a je k dispozícii v malom balení LQFP64.
ISP (v programovaní systému) alebo IAP (v programovaní aplikácií) pomocou softvéru na zavádzanie on-chip.
Statická RAM na čipu je 8 kB - 40 kB, flash pamäť na čipe je 32 kB - 512 kB, široké rozhranie je 128 bitov, alebo akcelerátor umožňuje vysokorýchlostný chod 60 MHz.
Vymazanie dát na celom čipe trvá 400 milisekúnd a na 256 bajtov programovania 1 milisekunda.
Integrované sledovacie rozhrania a integrovaná ICE RT ponúka ladenie v reálnom čase s vysokorýchlostným sledovaním vykonávania pokynov a softvérom Real Monitor na čipe.
Má 2 kB koncovej pamäte RAM a radič zariadenia USB 2.0 s plnou rýchlosťou. Ďalej tento mikrokontrolér ponúka 8kB RAM na čipu v blízkosti USB s DMA.
Jeden alebo dva 10-bitové ADC ponúkajú 6 alebo 14 analógov i / ps s nízkou dobou konverzie 2,44 μs / kanál.
Iba 10-bitový DAC ponúka meniteľný analógový výstup / výstup.
Počítadlo externých udalostí / 32 bitové časovače-2, jednotka PWM a strážny pes.
Nízkoenergetický RTC (hodiny reálneho času) a 32 kHz vstup hodín.
Niekoľko sériových rozhraní, ako napríklad dva 16C550 UART, dve I2C zbernice s rýchlosťou 400 kbit / s.
5 voltov tolerantné rýchle univerzálne vstupné / výstupné piny v malom balení LQFP64.
Vonkajšie prerušovacie kolíky-21.
60 MHz maximálnych hodín CLK CPU, ktoré je možné získať z programovateľnej slučky fázového záveru na čipe rozlíšením času, je 100 μs.
Integrovaný oscilátor na čipe bude pracovať s vonkajším kryštálom, ktorý sa pohybuje od 1 MHz do 25 MHz
Režimy na šetrenie energie zahŕňajú hlavne voľnobeh a vypnutie.
Pre ďalšiu optimalizáciu napájania existuje individuálne povolenie alebo zakázanie periférnych funkcií a škálovanie periférnych CLK.

Pamäť

Mikrokontrolér LPC2148 má 512 kB on-chip FLASH pamäte, ako aj 32-kB on-chip SRAM. Tento mikrokontrolér tiež obsahuje inherentnú podporu až 2 kB cieľového bodu USB RAM. Táto pamäť je dobre prispôsobená všetkým aplikácie mikrokontrolérov.

On-chip FLASH pamäťový systém

Tento mikrokontrolér obsahuje pamäťový systém Flash s veľkosťou 512 kB a táto pamäť môže byť užitočná ako na ukladanie údajov, tak aj na kódovanie. Programovanie tejto pamäte je možné vykonať nasledujúcim spôsobom.

Začlenením sériového rozhrania JTAG
Použitie UART alebo ISP (v programovaní systému)
Možnosti IAP (v programovaní aplikácií)

Aplikačný program založený na funkcii IAP môže tiež odstrániť, keď je program spustený. Kedykoľvek sa použije on-chip boot-loader mikrokontroléra LPC2148, potom je pre spotrebiteľský kód k dispozícii 500 kB Flash pamäte. Flash pamäť tohto mikrokontroléra ponúka najmenšie množstvo 100 000 cyklov zápisu / vymazania, ako aj 20-ročné uchovanie údajov.

On-chip SRAM

Tento mikrokontrolér ponúka statickú RAM s 32 kB a je veľmi užitočný na ukladanie údajov alebo kód. Je prístupný pre 8-bitové, 16-bitové a 32-bitové pripojenie.

Vstupné / výstupné porty

Mikrokontrolér LPC2148 má dva vstupné / výstupné porty, ktoré sa označujú ako P0 a P1. Každý kolík portu je označený značkou PX.Y. „X“ tu označuje číslo portu ako 0 alebo 1, zatiaľ čo „Y“ označuje číslo PIN 0-31. Všetky piny môžu vykonávať aj alternatívne úlohy. Napríklad P0.8 poskytuje ako GPIO a Tx piny UART1, AD1.1, PWM4. Na RST (RESET) je každý pin usporiadaný ako GPIO.

Ako začať s programovaním?

Počiatočným krokom k programovaniu lpc2148 je usporiadanie pinov GPIO. Takže tu sú tiež súvisiace pojmy ako registre . Kolíky I / O portov na všeobecné účely v LPC2148 zahŕňajú P0.0 až P0.31 a P1.16 až P1.31. V skutočnosti sú tieto kolíky dostupné na základe využitia alternatívnych funkcií.

Port-0 a Port-1 sú 32-bitové vstupné / výstupné porty a každý bit z týchto portov je možné ovládať individuálnym smerom. Operácie portov 0 a 1 závisia od funkcie kolíka, ktorý sa vyberie pomocou bloku pripojeného k kolíku. V Port-0 nie je možné získať piny ako P0.24, P0.26 a P0.27, zatiaľ čo v Port-1 sa nedajú získať piny 0 až 15. Tu sú obidva piny ako Port-0 a Port-1 ovládané dvoma skupinami registrov, ktoré sú diskutované nižšie.

Konfigurácia pinov LPC2148

Konfigurácia pinov mikrokontroléra na báze ARM7 (LPC2148)

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

P0.21 je pin GPIO (univerzálny I / O pin)
AD1.6 je možné získať v mikrokontroléroch LPC2144 / 46/48 iba vtedy, ak AD1.6 označuje ADC-1, i / p-6.
PWM5 je výstup modulátora šírky impulzu-5.
CAP1.3 je Capture i / p pre časovač-1, kanál-3

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

P0.22 je digitálny pin GPIO
Pin AD1.7 je k dispozícii v LPC2144 / 46/48 iba tam, kde AD1.7 označuje ADC-1, vstup-7
CAP0.0 je vstupný kolík snímania pre časovač-0, kanál-0.
MAT0.0 je zhoda o / p pre časovač-0, kanál-0

Pin3-RTXC1 3

Je to vstup / výstup do obvodu RTC-oscilátora

Pin4- TRACEPKT3 / P1.19

TRACEPKT3 je trasovací paket, bit-3, štandardný vstupný / výstupný port, ktorý sa nachádza vo vnútri.
P1.19 je digitálny pin GPIO

Pin5-RTXC2

Toto je výstupný kolík z obvodu oscilátora RTC

Pin6, Pin18, Pin25, Pin42 a Pin50

Tieto piny sú referenčným uzemnením

Pin7-VDDA

Tento pin je napájací zdroj s analógovým napätím (3,3 V) a toto napätie je pre čip veľmi užitočné analógovo-digitálne prevodníky a digitálno-analógové prevodníky.

Pin8- P1.18 / TRACEPKT2

P1.18 je digitálny pin GPIO
TRACEPKT2 je sledovací paket, bit-2, štandardný vstupný / výstupný port, ktorý sa nachádza vo vnútri.

Pin9- P0.25 / AOUT / AD0.4

P0.25 je GPIO digitálny pin I
AD0.4 označuje ADC-0, vstup-4
Von - výstup DAC a ten je prístupný iba v LPC2142 / LPC2144 / LPC2146 / LPC2148

Pin10 - D +

Tento pin je USB obojsmerná linka D +

Pin11- D-

Tento pin je USB obojsmerná linka D

Pin12-P1.17 / TRACEPKT1

P1.17 je digitálny pin GPIO
TRACEPKT1 je sledovací paket, bit-1, štandardný vstupný / výstupný port pomocou vnútorného rozťahovania.

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

P0.28 je digitálny pin GPIO
AD0.1 označuje ADC-0, vstup-1
CAP0.2 je snímanie i / p pre časovač-0, kanál-2.
MAT0.2 je zhoda o / p pre časovač-0, kanál-2

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

P0.29 je digitálny pin GPIO
AD0.2 označuje ADC-0, vstup-2
CAP0.3 je snímanie i / p pre časovač-0, kanál-3.
MAT0.3 je zhoda o / p pre časovač-0, kanál-3

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

P0.30 je digitálny pin GPIO
AD0.3 označuje ADC-0, vstup-3
EINT3 je externý prerušovač s 3 vstupmi.
CAP0.3 je snímanie i / p pre časovač-0, kanál-0.

Pin16- P1.16 / TRACEPKT0

P1.16 je digitálny pin GPIO
TRACEPKT1 je sledovací paket, bit-0, štandardný vstupný / výstupný port s vnútorným vytiahnutím

Pin17-P0.31 / UP_LED / CONNECT

P0.31 je digitálny pin GPIO
UP_LED je LED indikátor dobrého spojenia USB. Keď je zariadenie usporiadané, potom je nízke a keď zariadenie nie je usporiadané, potom je vysoké.
PRIPOJIŤ - Tento signál sa používa na riadenie vonkajšieho rezistora (1,5 kΩ) pod kontrolou softvérového ovládania a využíva ho funkcia Soft Connect.

Pin19- P0.0 / PWM / TXD0

P0.0 je digitálny pin GPIO
TXD0 je vysielač o / p pre UART0.
PWM1 je modulátor šírky impulzu o / p-1.

Pin20- P1.31 / TRIESTE

P1.31 je digitálny pin GPIO
TRST je testovací reset pre rozhranie JTAG.

Pin21-P0.1 / PWM3 / RXD0 / EINT0

P0.1 je digitálny pin GPIO
RXD0 je prijímač i / p pre UART0.
PWM3 je pulzný šírkový modulátor o / p-3.
EINT0 je externý vstup prerušenia 0

Pin22- P0.2 / CAP0.0 / SCL0

P0.2 je digitálny pin GPIO
SCL0 je I2C0 hodinový I / O a otvorený odtok o / p
CAP0.0 je snímanie i / p pre časovač-0, kanál-0.

Pin 23, 43 a 51 - VDD

Tieto piny sú napájacím napätím pre I / O porty aj pre jadro.

Pin24- P1,26 / RTCK

P1.26 je digitálny pin GPIO
RTCK je vrátený testovací CLK o / p, ďalší signál pridaný do portu JTAG. Keď sa zmení frekvencia procesora, pomôže to synchronizácii ladiaceho nástroja.

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

P0.3 je digitálny pin GPIO
SDA0 je dátový I / O I2C0 a otvorený odtok o / p na dodržiavanie zbernice I2C.
MAT0.0 je uzavreté o / p pre časovač-0, kanál-0.
EINT1 je externé prerušenie 1-i / p.

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

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

Pin28-P1,25 / EXTIN0

P1.25 je GPIO digitálny pin I / O
EXTIN0 je externý spúšťač i / p a štandardný vstup / výstup s vnútorným vytiahnutím

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

P0.5 je GPIO digitálny pin I / O
MISO0 je master v podradenej jednotke pre SPI0, dáta i / p na SPI-master / data o / p z SPI slave.
MAT0.1 je zhoda o / p pre časovač-0, kanál-1.
AD0.7 označuje ADC-0, vstup-7.

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

P0.6 je GPIO digitálny pin I / O
MOSI0 je master out slave in pre SPI0 a dáta o / p z SPI master / data i / p na SPI slave.
CAP0.2 je snímanie i / p pre časovač-0, kanál-2.

Pin31-P0.7 / PWM2 / SSEL0 / EINT2

P0.7 je GPIO digitálny pin I / O
SSEL0 je slave výber pre SPI0 a ako podriadený si vyberie rozhranie SPI.
PWM2 je výstup modulátora šírky impulzu-2.
EINT2 je 2-vstup externého prerušenia.

Pin32-P1.24 / TRACECLK

P1.24 je GPIO digitálny pin I / O.
TRACECLK je sledovací CLK a štandardný vstupný / výstupný port s vnútorným vyťahovaním

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

P0.8 je GPIO digitálny pin I / O
TXD1 je vysielač o / p pre UART1.
PWM4 je modulátor šírky impulzu o / p-4.
AD1.1 označuje ADC-1, vstup-1 a je dostupný iba v LPC2144 / 46/48.

Kolík34- P0,9 / PWM6 / RXD1 / EINT3

P0.9 je GPIO digitálny pin I / O
RXD1 je prijímač i / p pre UART1.
PWM6 je pulzný šírkový modulátor o / p-6.
EINT3 je externý prerušovač s 3 vstupmi

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

P0.10 je GPIO digitálny pin I / O
RTS1 žiada o zaslanie o / p pre UART1 a LPC2144 / 46/48.
CAP1.0 je snímanie i / p pre časovač-1, kanál-0.
AD1.2 označuje ADC-1, vstup-2 a je dostupný iba v LPC2144 / 46/48

Pin36-P1.23 / PIPESTAT2

P1.23 je GPIO digitálny pin I / O
PIPESTAT2 je stav potrubia, bit-2. A štandardný vstupno-výstupný port s vnútorným vytiahnutím

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

P0.11 je GPIO digitálny pin I / O
CTS1 jasne odosiela i / p pre UART1 a tieto sú prístupné iba v LPC2144 / 46/48
CAP1.1 je snímanie i / p pre časovač-1, kanál-1.
SCL1 - I2C1 CLK I / O a otvorený odtok o / p pre dodržiavanie zbernice I2C

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

P0.12 je GPIO digitálny pin I / O
DSR1 je i / p dátový súbor pripravený pre UART1 a tieto sú prístupné iba v LPC2144 / 46/48.
MAT1.0 je zhoda o / p pre časovač-1, kanál-0.
AD1.3 označuje vstup ADC-3 a je prístupný iba v LPC2144 / 46/48.

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

P0.13 je GPIO digitálny pin I / O
DTR1 je dátový terminál pripravený na pripojenie iba pre UART1 a LPC2144 / 46/48.
MAT1.1 je zhoda o / p pre časovač-1, kanál-1.
AD1.4 označuje vstup ADC-4 a sú prístupné iba v LPC2144 / 46/48.

Pin40-P1.22 / PIPESTAT1

P1.22 je GPIO digitálny pin I / O
PIPESTAT1 je stav kanálu, bit-1 a štandardný vstupno-výstupný port s vnútorným rozťahovaním

Pin41-P0.14 / DCD1 / EINT1 / SDA1

P0.14 je GPIO digitálny pin I / O
DCD1 je detekcia i / p dátového nosiča pre UART1 a tiež iba iba pre LPC2144 / 46/48.
EINT1 je vonkajší vstup prerušenia 1.
SDA1 je dátový I / O I2C1 a otvorený odtok o / p na dodržiavanie zbernice I2C

Pin44: P1.21 / PIPESTAT0 44

I / O P1.21 je GPIO digitálny pin I / O
PIPESTAT0 je stav Pipeline, bit 0 a štandardný vstupný / výstupný port vnútorným vytiahnutím.

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

I / O P0.15 je GPIO digitálny pin I / O
RI1 je kruhový ukazovateľ i / p pre UART1 a je prístupný iba v LPC2144 / 46/48.
EINT2 je 2-vstup externého prerušenia.
AD1.5 označuje ADC 1, vstup-5 a je k dispozícii iba v LPC2144 / 46/48

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

P0.16 je GPIO digitálny pin I / O
EINT0 je externý vstup prerušenia0.
MAT0.2 je zhoda o / p pre časovač-0, kanál -2
CAP0.2 je snímanie i / p pre časovač-0, kanál-2.

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

P0.17 je GPIO digitálny pin I / O
CAP1.2 je snímanie i / p pre časovač-1, kanál-2.
SCK1 je sériový CLK pre SSP a CLK o / p od mastera k slave.
MAT1.2 je zhoda o / p pre Timer-1, kanál-2.

Pin48: P1.20 / TRACESYNC

P1.20 je GPIO digitálny pin I / O
TRACESYNC je synchronizácia stopy.

Pin49: VBAT

Napájanie RTC: Tento pin poskytuje napájanie RTC.

Pin52: P1,30 / TMS

P1.30 je GPIO digitálny pin I / O

TMS je testovací režim vybraný na prepojenie JTAG.

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

P0.18 je GPIO digitálny pin I / O
CAP1.3 je snímanie i / p pre časovač 1, kanál 3.
MISO1 je master In Slave-out pre SSP a dátový i / p na SPI-master

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

P0.19 je GPIO digitálny pin I / O.
MAT1.2 označuje zhodu o / p pre časovač 1, kanál 2.
MOSI1 je nadradený slave pre SSP master.
CAP1.2 je snímanie i / p pre časovač 1, kanál 2.

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

P0.20 je GPIO digitálny pin I / O.
MAT1.3 je zhoda o / p pre časovač 1, kanál 3. I
SSEL1 je Slave Select navrhnutý pre SSP. Tu zvolí rozhranie SSP ako podriadeného.
EINT3 je externý prerušovač s 3 vstupmi.

Kolík 56: P1,29 / TCK

P1.29 je GPIO digitálny pin I / O
TCK je testovací CLK pre rozhranie JTAG.

Pin57: Externý resetovací vstup

Zariadenie je možné na tomto kolese zmeniť v poradí NÍZKE, čo má vplyv na vstupné / výstupné porty a periférie na získanie ich predvolených podmienok a vykonávanie procesora sa začína na adrese 0.

Pin58: P0,23 / VBUS

P0.23 je GPIO digitálny pin I / O
VBUS špecifikuje existenciu napájania z USB zbernice

Pin59: VSSA

“rozlišujte medzi striedavým a jednosmerným prúdom ”

VSSA je analógová zem a musí to byť podobné napätie ako VSS, aj keď by sa malo oddeliť, aby sa znížila chyba a šum

Pin60: P1,28 / TDI 60

P1.28 je GPIO digitálny pin I / O
Pin TDI je testovací údaj, ktorý sa používa na prepojenie JTAG

Kolík 61: XTAL2

XTAL2 je o / p zo zosilňovača oscilátora

Pin62: XTAL1

XTAL1 je vstupno-výstupný signál k internému generátoru CLK, ako aj k obvodom oscilátora

Pin63: Referencia VREF-ADC

Tento pin by mal byť nominálne rovný alebo menší ako napätie VDD, aj keď by mal byť oddelený kvôli zníženiu chyby a šumu.

Pin64: P1,27 / TDO 64

P1.27 je GPIO digitálny pin I / O
TDO je testovací údaj používaný na prepojenie JTAG.

Jedná sa teda o konfiguráciu kolíka mikrokontroléra LPC2148 na báze ARM 7. Pre študentov elektronického inžinierstva tieto informácie poskytnú základné vedomosti o konfigurácii pinov, pamäti I / O portov a registroch. Tu je otázka, aké sú použitia mikrokontroléra LPC2148?