Projektanci systemów wbudowanych i SOC (system on chip) wybierają konkretne rozwiązania rdzenie mikroprocesorów , biblioteki i różne narzędzia do tworzenia aplikacji opartych na mikroprocesorach. Procesor ARM jest jedną z najlepszych alternatyw dostępnych dla projektantów systemów wbudowanych. W ciągu ostatnich kilku lat architektura ARM stała się bardzo popularna i są one dostępne u różnych producentów układów scalonych. Zastosowania procesorów ARM obejmują telefony komórkowe, samochodowe układy hamulcowe itp. Globalni partnerzy społeczności ARM opracowali półprzewodniki, a także korporacje zajmujące się projektowaniem produktów, w tym pracowników, takich jak inżynierowie, projektanci i deweloperzy. Ten artykuł dotyczy mikrokontrolera LPC2148 opartego na architekturze ARM7, architektury i konfiguracji pinów. Ten artykuł pomoże Ci zrozumieć podstawy mikrokontrolera.

Mikrokontroler LPC2148 oparty na architekturze ARM7

Pełna forma ARM to zaawansowany komputer o zredukowanej liczbie instrukcji (RISC) i jest to 32-bitowa architektura procesora rozszerzona o zasoby ARM. Zastosowania procesora ARM obejmują kilka mikrokontrolerów, a także procesory. Wiele korporacji uzyskało licencje na architekturę procesora ARM na projektowanie produktów SoC i procesorów opartych na procesorach ARM. Dzięki temu korporacje mogą wytwarzać swoje produkty w architekturze ARM. Podobnie wszystkie główne firmy zajmujące się półprzewodnikami będą tworzyć SOC oparte na ARM, takie jak Samsung, Atmel, TI itp.

Co to jest procesor ARM7?

Procesor ARM7 jest powszechnie używany we wbudowanych aplikacjach systemowych. Jest to również równowaga między sekwencją klasyczną i nową sekwencją Cortex. Ten procesor jest niesamowity w wyszukiwaniu zasobów istniejących w Internecie dzięki doskonałej dokumentacji oferowanej przez NXP Semiconductors. Jest to całkowicie odpowiednie dla praktykanta, aby uzyskać szczegółowe wdrożenie projektu sprzętu i oprogramowania.

Mikrokontroler LPC2148

Mikrokontroler LPC2148 został zaprojektowany przez firmę Philips (NXP Semiconductor) z kilkoma wbudowanymi funkcjami i urządzeniami peryferyjnymi. Z tych powodów będzie bardziej niezawodną, a także wydajną opcją dla programisty aplikacji. LPC2148 to 16-bitowy lub 32-bitowy mikrokontroler oparty na rodzinie ARM7.

Cechy LPC2148

Oto główne cechy LPC2148.

LPC2148 to 16- lub 32-bitowy mikrokontroler z rodziny ARM7 dostępny w małej obudowie LQFP64.
ISP (w programowaniu systemowym) lub IAP (w programowaniu aplikacji) przy użyciu wbudowanego oprogramowania ładującego.
Statyczna pamięć RAM w chipie to 8 kB-40 kB, wbudowana pamięć flash to 32 kB-512 kB, szeroki interfejs to 128 bitów lub akcelerator umożliwia pracę z dużą szybkością 60 MHz.
Wymazanie danych w pełnym chipie zajmuje 400 milisekund, a programowanie 256 bajtów zajmuje 1 milisekundę.
Interfejsy Embedded Trace i Embedded ICE RT oferują debugowanie w czasie rzeczywistym z szybkim śledzeniem wykonywania instrukcji i wbudowanym oprogramowaniem Real Monitor.
Posiada 2 kB końcowej pamięci RAM i kontroler urządzenia USB 2.0 o pełnej prędkości. Ponadto ten mikrokontroler oferuje 8kB wbudowanej pamięci RAM w pobliżu USB z DMA.
Jeden lub dwa 10-bitowe przetworniki ADC oferują 6 lub 14 analogów i / ps z niskim czasem konwersji wynoszącym 2,44 μs / kanał.
Tylko 10-bitowy przetwornik cyfrowo-analogowy oferuje zmienne analogowe o / p.
Zewnętrzny licznik zdarzeń / 32-bitowe timery-2, moduł PWM i watchdog.
RTC o niskiej mocy (zegar czasu rzeczywistego) i wejście zegara 32 kHz.
Kilka interfejsów szeregowych, takich jak dwa UART 16C550, dwie magistrale I2C o prędkości 400 kbit / s.
Odporne na 5 V szybkie, uniwersalne styki wejścia / wyjścia w małej obudowie LQFP64.
Zewnętrzne piny przerwań-21.
60 MHz maksymalnego zegara procesora CLK, które można uzyskać z programowalnej pętli synchronizacji fazowej na chipie przez czas rozdzielania wynosi 100 μs.
Wbudowany oscylator w chipie będzie działał z zewnętrznym kryształem o zakresie od 1 MHz do 25 MHz
Tryby oszczędzania energii obejmują głównie tryb bezczynności i wyłączenie.
W celu dodatkowej optymalizacji mocy istnieje indywidualne włączanie lub wyłączanie funkcji peryferyjnych i skalowanie CLK peryferyjnego.

Pamięć

Mikrokontroler LPC2148 ma 512 kB wbudowanej pamięci FLASH oraz 32 kB wbudowanej pamięci SRAM. Ponadto ten mikrokontroler zawiera wbudowaną obsługę do 2kB pamięci RAM w punkcie końcowym. Ta pamięć jest dobrze dopasowana do wszystkich aplikacje mikrokontrolerów.

Wbudowany system pamięci FLASH

Ten mikrokontroler zawiera system pamięci Flash 512 kB i ta pamięć może być przydatna zarówno do przechowywania danych, jak i kodu. Programowanie tej pamięci można wykonać w następujący sposób.

Poprzez włączenie interfejsu JTAG w szereg
Korzystanie z UART lub ISP (w programowaniu systemu)
Możliwości IAP (w programowaniu aplikacji)

Aplikacja korzystająca z funkcji IAP może również zostać usunięta podczas działania programu. Za każdym razem, gdy używany jest moduł ładujący mikrokontrolera LPC2148 na chipie, można uzyskać 500 kB pamięci Flash dla kodu konsumenckiego. Pamięć Flash tego mikrokontrolera zapewnia najmniejszą liczbę 100 000 cykli zapisów / kasowań, a także 20 lat przechowywania danych.

SRAM na chipie

Ten mikrokontroler oferuje statyczną pamięć RAM o pojemności 32 kB i jest bardzo przydatny do przechowywania danych lub kodu. Jest dostępny dla 8-bitów, 16-bitów i 32-bitów.

Porty wejścia / wyjścia

Mikrokontroler LPC2148 ma dwa porty wejścia / wyjścia, które są określane jako P0 i P1. Wszystkie piny portu mają oznaczenie PX.Y. Tutaj „X” oznacza numer portu, taki jak 0 lub 1, podczas gdy „Y” oznacza numer pinu 0-31. Wszystkie piny mogą również wykonywać alternatywne zadania. Na przykład P0.8 zapewnia pin GPIO i Tx dla UART1, AD1.1, PWM4. W RST (RESET) każdy pin jest ustawiony jako GPIO.

Jak rozpocząć programowanie?

Pierwszym krokiem w kierunku programowania lpc2148 jest ułożenie pinów GPIO. Więc tutaj są również powiązane pojęcia jako rejestry . Piny portu I / O ogólnego przeznaczenia w LPC2148 obejmują P0.0 do P0.31 i P1.16 do P1.31, i faktycznie, te styki są dostępne w oparciu o alternatywne wykorzystanie funkcji.

Port-0 i Port-1 to 32-bitowe porty wejścia / wyjścia, a każdym bitem tych portów można sterować w innym kierunku. Operacje portu-0 i portu-1 zależą od funkcji styku wybranego za pomocą bloku połączonego ze stykami. W Porcie-0 nie można uzyskać pinów takich jak P0.24, P0.26 i P0.27, podczas gdy w Porcie-1 nie można uzyskać pinów od 0 do 15. Tutaj oba piny, takie jak Port-0 i Port-1, są kontrolowane przez dwie grupy rejestrów omówione poniżej.

Konfiguracja pinów LPC2148

Konfiguracja pinów mikrokontrolera opartego na ARM7 (LPC2148)

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

P0.21 to pin GPIO (pin I / O ogólnego przeznaczenia)
AD1.6 można uzyskać w mikrokontrolerach LPC2144 / 46/48 tylko wtedy, gdy AD1.6 oznacza ADC-1, i / p-6.
PWM5 jest wyjściem modulatora szerokości impulsu 5.
CAP1.3 to Capture i / p dla Timera-1, kanał-3

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

P0.22 to cyfrowy pin GPIO
Styk AD1.7 jest dostępny w LPC2144 / 46/48 tylko wtedy, gdy AD1.7 oznacza ADC-1, wejście-7
CAP0.0 to pin wejścia przechwytywania dla Timera-0, kanał-0.
MAT0.0 jest dopasowaniem o / p dla Timera-0, kanału 0

Pin3-RTXC1 3

Jest to I / p do obwodu oscylatora RTC

Pin4- TRACEPKT3 / P1.19

TRACEPKT3 to pakiet śledzenia, bit-3, standardowy port wejścia / wyjścia przez wewnętrzny pull-up.
P1.19 to cyfrowy pin GPIO

Pin5-RTXC2

To jest pin wyjściowy z obwodu oscylatora RTC

Pin6, Pin18, Pin25, Pin42 i Pin50

Te piny są odniesieniem do masy

Pin7-VDDA

Ten pin to analogowy zasilacz napięcia (3,3 V), a to napięcie jest bardzo przydatne dla układu scalonego przetworniki analogowo-cyfrowe i przetworniki cyfrowo-analogowe.

Pin8-P1.18 / TRACEPKT2

P1.18 to cyfrowy pin GPIO
TRACEPKT2 to pakiet śledzenia, bit-2, standardowy port wejścia / wyjścia przez wewnętrzny podciągnięcie.

Pin9-P0.25 / AOUT / AD0.4

P0.25 to cyfrowy pin I GPIO
AD0.4 oznacza ADC-0, wejście-4
Aout - wyjście DAC, które jest dostępne tylko w LPC2142 / LPC2144 / LPC2146 / LPC2148

Pin10- D +

Ten pin to dwukierunkowa linia USB D +

Pin11- D-

Ten styk to dwukierunkowa linia USB

Pin12-P1.17 / TRACEPKT1

P1.17 to cyfrowy pin GPIO
TRACEPKT1 to pakiet śledzenia, bit-1, standardowy port wejścia / wyjścia przez wewnętrzny pull-up.

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

P0.28 to cyfrowy pin GPIO
AD0.1 oznacza ADC-0, wejście-1
CAP0.2 to przechwytywanie i / p dla Timera-0, kanał-2.
MAT0.2 jest dopasowaniem o / p dla Timera-0, kanału 2

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

P0.29 to cyfrowy pin GPIO
AD0.2 oznacza ADC-0, wejście-2
CAP0.3 to przechwytywanie i / p dla Timera-0, kanału 3.
MAT0.3 jest dopasowaniem o / p dla Timera-0, kanału 3

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

P0.30 to cyfrowy pin GPIO
AD0.3 oznacza ADC-0, wejście-3
EINT3 to 3-wejściowe zewnętrzne przerwanie.
CAP0.3 to przechwytywanie i / p dla Timera-0, kanału 0.

Pin16- P1.16 / TRACEPKT0

P1.16 to cyfrowy pin GPIO
TRACEPKT1 to pakiet śledzenia, bit-0, standardowy port wejścia / wyjścia przez wewnętrzny podciągnięcie

Pin17-P0.31 / UP_LED / CONNECT

P0.31 to cyfrowy pin GPIO
UP_LED to wskaźnik LED dobrego łącza USB. Gdy urządzenie jest ustawione, to jest nisko, a gdy urządzenie nie jest ustawione, to jest wysokie.
CONNECT - Ten sygnał jest używany do sterowania rezystorem zewnętrznym (1,5 kΩ) pod kontrolą oprogramowania i jest używany przez funkcję Soft Connect

Pin19-P0.0 / PWM / TXD0

P0.0 to cyfrowy pin GPIO
TXD0 to nadajnik o / p dla UART0.
PWM1 to modulator szerokości impulsu o / p-1.

Pin20- P1.31 / TRIESTE

P1.31 to cyfrowy pin GPIO
TRST to reset testowy interfejsu JTAG.

Pin21-P0.1 / PWM3 / RXD0 / EINT0

P0.1 to cyfrowy pin GPIO
RXD0 to odbiornik i / p dla UART0.
PWM3 to modulator szerokości impulsu o / p-3.
EINT0 jest wejściem 0 zewnętrznego przerwania

Pin22-P0.2 / CAP0.0 / SCL0

P0.2 to cyfrowy pin GPIO
SCL0 jest zegarem I / O I2C0 i O / P z otwartym drenem
CAP0.0 to przechwytywanie i / p dla Timera-0, kanał-0.

Pin 23, 43 i 51 - VDD

Te styki to napięcie zasilania dla portów I / O oraz rdzenia.

Pin24-P1.26 / RTCK

P1.26 to cyfrowy pin GPIO
RTCK to zwrócony testowy CLK o / p, dodatkowy sygnał dodawany do portu JTAG. Kiedy zmienia się częstotliwość procesora, pomaga to w synchronizacji debuggera.

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

P0.3 to cyfrowy pin GPIO
SDA0 to wejście / wyjście danych I2C0 i wyjście / p z otwartym drenem dla zachowania magistrali I2C.
MAT0.0 jest dopasowywane o / p dla timera-0, kanału-0.
EINT1 to zewnętrzne przerwanie 1-i / p.

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

P0.4 jest cyfrowym pinem I / O GPIO
SCK0 to port szeregowy CLK dla SPI0 i SPI CLK o / p z master / i / p do slave.
CAP0.1 to przechwytywanie i / p dla timera-0, kanału 0.
IAD0.6 oznacza ADC-0, wejście-6

Pin28-P1.25 / EXTIN0

P1.25 jest cyfrowym pinem I / O GPIO
EXTIN0 to zewnętrzny wyzwalacz i / p oraz standardowe wejście / wyjście z wewnętrznym podciąganiem

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

P0.5 jest cyfrowym pinem I / O GPIO
MISO0 to master in slave out dla SPI0, dane i / p do SPI-master / data o / p z SPI slave.
MAT0.1 jest dopasowaniem o / p dla timera-0, kanału-1.
AD0.7 oznacza ADC-0, wejście-7.

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

P0.6 jest cyfrowym pinem I / O GPIO
MOSI0 to wejście master out slave dla SPI0, a dane o / p z urządzenia głównego SPI / danych i / p do urządzenia podrzędnego SPI.
CAP0.2 to przechwytywanie i / p dla Timera-0, kanał-2.

Pin31-P0.7 / PWM2 / SSEL0 / EINT2

P0.7 jest cyfrowym pinem I / O GPIO
SSEL0 to slave select dla SPI0 i wybiera interfejs SPI jako slave.
PWM2 jest wyjściem modulatora szerokości impulsu 2.
EINT2 to 2-wejście zewnętrznego przerwania.

Pin32-P1.24 / TRACECLK

P1.24 jest cyfrowym pinem I / O GPIO.
TRACECLK to śledzący CLK i standardowy port wejścia / wyjścia z wewnętrznym podciąganiem

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

P0.8 jest cyfrowym pinem I / O GPIO
TXD1 to nadajnik o / p dla UART1.
PWM4 to modulator szerokości impulsu o / p-4.
AD1.1 oznacza ADC-1, wejście-1 i jest dostępne tylko w LPC2144 / 46/48.

Pin34-P0.9 / PWM6 / RXD1 / EINT3

P0.9 jest cyfrowym pinem I / O GPIO
RXD1 to odbiornik i / p dla UART1.
PWM6 to modulator szerokości impulsu o / p-6.
EINT3 to 3-wejściowe zewnętrzne przerwanie

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

P0.10 jest cyfrowym pinem I / O GPIO
RTS1 żąda wysłania o / p dla UART1 i LPC2144 / 46/48.
CAP 1.0 to przechwytywanie i / p dla timera-1, kanału-0.
AD1.2 oznacza ADC-1, wejście-2 i jest dostępne tylko w LPC2144 / 46/48

Pin36-P1.23 / PIPESTAT2

P1.23 jest cyfrowym pinem I / O GPIO
PIPESTAT2 to status potoku, bit-2 i standardowy port wejścia / wyjścia z wewnętrznym podciąganiem

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

P0.11 jest cyfrowym pinem I / O GPIO
CTS1 można wysyłać i / p dla UART1, a te są dostępne tylko w LPC2144 / 46/48
CAP1.1 to przechwytywanie i / p dla timera-1, kanału-1.
SCL1 - I2C1 CLK I / O i otwarty dren o / p dla zachowania magistrali I2C

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

P0.12 jest cyfrowym pinem I / O GPIO
DSR1 to zestaw danych i / p gotowy dla UART1, a te są dostępne tylko w LPC2144 / 46/48.
MAT1.0 jest dopasowaniem o / p dla timera-1, kanału-0.
AD1.3 oznacza wejście ADC-3 i jest dostępne tylko w LPC2144 / 46/48.

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

P0.13 jest cyfrowym pinem I / O GPIO
DTR1 jest terminalem danych przystosowanym tylko do UART1 i LPC2144 / 46/48.
MAT1.1 jest dopasowaniem o / p dla timera-1, kanału-1.
AD1.4 oznacza wejście ADC-4 i są one dostępne tylko w LPC2144 / 46/48.

Pin40-P1.22 / PIPESTAT1

P1.22 jest cyfrowym pinem I / O GPIO
PIPESTAT1 to status potoku, bit-1 i standardowy port wejścia / wyjścia z wewnętrznym podciąganiem

Pin41-P0.14 / DCD1 / EINT1 / SDA1

P0.14 jest cyfrowym pinem I / O GPIO
DCD1 to i / p do wykrywania nośników danych dla UART1, a także tylko dla LPC2144 / 46/48.
EINT1 jest zewnętrznym wejściem przerwania 1.
SDA1 jest wejściem / wyjściem danych I2C1 i wyjściem z otwartym drenem dla zachowania magistrali I2C

Pin44: P1.21 / PIPESTAT0 44

I / O P1.21 jest cyfrowym pinem I / O GPIO
PIPESTAT0 to stan potoku, bit 0 i standardowy port wejścia / wyjścia przez wewnętrzne podciąganie.

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

I / O P0.15 jest cyfrowym pinem I / O GPIO
RI1 jest wskaźnikiem pierścieniowym i / p dla UART1 i jest dostępny tylko w LPC2144 / 46/48.
EINT2 to 2-wejście zewnętrznego przerwania.
AD1.5 oznacza ADC 1, wejście-5, a także dostępne tylko w LPC2144 / 46/48

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

P0.16 jest cyfrowym pinem I / O GPIO
EINT0 to zewnętrzne wejście przerwania0-.
MAT0.2 to dopasowanie o / p dla Timera-0, kanał -2
CAP0.2 to przechwytywanie i / p dla Timera-0, kanał-2.

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

P0.17 jest cyfrowym pinem I / O GPIO
CAP1.2 to przechwytywanie i / p dla Timera-1, kanał-2.
SCK1 to szeregowy CLK dla SSP i CLK o / p z mastera do slave.
MAT1.2 jest dopasowaniem o / p dla Timera-1, kanału-2.

Pin48: P1.20 / TRACESYNC

P1.20 jest cyfrowym pinem I / O GPIO
TRACESYNC to synchronizacja śledzenia.

Pin49: VBAT

Zasilanie RTC: Ten styk zapewnia zasilanie RTC.

Pin52: P1.30 / TMS

P1.30 jest cyfrowym pinem I / O GPIO

TMS jest trybem testowym do łączenia się z JTAG.

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

P0.18 to cyfrowy pin I / O GPIO
CAP1.3 to przechwytywanie i / p dla timera 1, kanał 3.
MISO1 jest urządzeniem nadrzędnym In Slave-out dla SSP, a dane i / p do SPI-master

Pin54: P0.19 / MOSI1 / MAT1.2 / CAP1.2

P0.19 jest cyfrowym pinem I / O GPIO.
MAT1.2 oznacza dopasowanie o / p dla Timera 1, kanał 2.
MOSI1 to master out slave dla mastera SSP.
CAP1.2 to przechwytywanie i / p dla timera 1, kanał 2.

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

P0.20 jest cyfrowym pinem I / O GPIO.
MAT1.3 jest dopasowaniem o / p dla Timera 1, kanał 3. I
SSEL1 to Slave Select zaprojektowany dla SSP. Tutaj wybiera interfejs SSP jako slave.
EINT3 to 3-wejściowe zewnętrzne przerwanie.

Pin56: P1.29 / TCK

P1.29 jest cyfrowym pinem I / O GPIO
TCK to testowy CLK dla interfejsu JTAG.

Pin57: zewnętrzne wejście resetowania

Urządzenie można przestawić za pomocą LOW na tym pinie, wpływając na porty wejścia / wyjścia, a także urządzenia peryferyjne w celu uzyskania ich domyślnych warunków, a działanie procesora rozpoczyna się od adresu 0.

Pin58: P0.23 / VBUS

P0.23 to cyfrowy pin I / O GPIO
VBUS określa istnienie zasilania magistrali USB

Pin59: VSSA

“regulacja prędkości silnika elektrycznego ”

VSSA jest masą analogową i musi to być podobne napięcie jak VSS, chociaż należy je oddzielić, aby zmniejszyć błąd i szum

Pin60: P1.28 / TDI 60

P1.28 jest cyfrowym pinem I / O GPIO
Pin TDI jest danymi testowymi używanymi do połączenia JTAG

Pin61: XTAL2

XTAL2 jest wyjściem / p ze wzmacniacza oscylatora

Pin62: XTAL1

XTAL1 jest I / p do wewnętrznego generatora CLK, a także do obwodów oscylatora

Pin63: odniesienie VREF-ADC

Ten pin powinien być nominalnie równy lub mniejszy od napięcia VDD, chociaż powinien być oddzielony w celu zmniejszenia błędu, a także szumu.

Pin64: P1.27 / TDO 64

P1.27 jest cyfrowym pinem I / O GPIO
TDO to dane testowe używane do łączenia się z JTAG.

Chodzi więc o konfigurację pinów mikrokontrolera LPC2148 opartą na ARM 7. Dla studentów elektrotechniki informacje te dadzą podstawową wiedzę na temat konfiguracji pinów, pamięci portów I / O oraz rejestrów. Oto pytanie do Ciebie, jakie są zastosowania mikrokontrolera LPC2148?