Els dissenyadors de sistemes incrustats i SOC (sistema a xip) trien particularment nuclis de microprocessador , biblioteques i diferents eines per desenvolupar aplicacions basades en microprocessadors. Un processador ARM és una de les millors alternatives que es poden obtenir per als dissenyadors de sistemes incrustats. En els darrers anys, l’arquitectura ARM s’ha fet molt popular i està disponible a diferents fabricants de circuits integrats. Les aplicacions dels processadors ARM inclouen en telèfons mòbils, sistemes de frenada automotriu, etc. Una comunitat global de socis ARM ha desenvolupat corporacions de semiconductors i de disseny de productes que inclouen empleats com enginyers, dissenyadors i desenvolupadors. Aquest article tracta sobre la configuració del microcontrolador, l'arquitectura i l'arquitectura LPC2148 basats en ARM7. Aquest article us ajudarà a entendre els conceptes bàsics del microcontrolador.

Microcontrolador basat en ARM7 LPC2148

La forma completa d'un ARM és un equip avançat d'instruccions reduïdes (RISC) , i és una arquitectura de processador de 32 bits ampliada pels fons ARM. Les aplicacions d’un processador ARM inclouen diversos microcontroladors i també processadors. L'arquitectura d'un processador ARM va ser llicenciada per moltes empreses per dissenyar productes i CPU SoC basats en processadors ARM. Això permet a les empreses fabricar els seus productes mitjançant l'arquitectura ARM. De la mateixa manera, totes les principals empreses de semiconductors fabricaran SOCs basats en ARM com Samsung, Atmel, TI, etc.

Què és un processador ARM7?

El processador ARM7 s'utilitza habitualment en aplicacions de sistemes incrustats. A més, és un equilibri entre la seqüència clàssica i la nova Cortex. Aquest processador és fantàstic en trobar els recursos existents a Internet amb la documentació d’excel·lència que ofereixen NXP Semiconductors. Convé completament per a un aprenent obtenir en detall la implementació del disseny de maquinari i programari.

Microcontrolador LPC2148

El microcontrolador LPC2148 està dissenyat per Philips (NXP Semiconductor) amb diverses funcions i perifèrics integrats. Per aquestes raons, serà més fiable i opció eficient per a un desenvolupador d'aplicacions. LPC2148 és un microcontrolador de 16 o 32 bits basat en la família ARM7.

Característiques de LPC2148

Les principals característiques de LPC2148 inclouen les següents.

El LPC2148 és un microcontrolador basat en la família ARM7 de 16 o 32 bits i està disponible en un petit paquet LQFP64.
ISP (en la programació del sistema) o IAP (en la programació d’aplicacions) mitjançant programari de carregador d’arrencada amb xip.
La memòria RAM estàtica al xip és de 8 kB-40 kB, la memòria flash al xip és de 32 kB-512 kB, la interfície àmplia és de 128 bits o l’accelerador permet un funcionament d’alta velocitat a 60 MHz.
Esborren les dades en un xip complet de 400 mil·lisegons i 1 mil·lisegon en 256 bytes de programació.
Les interfícies Embedded Trace i Embedded ICE RT ofereixen una depuració en temps real amb un seguiment a alta velocitat d’execució d’instruccions i un programari Real Monitor amb xip.
Té 2 kB de memòria RAM final i controlador de dispositiu USB 2.0 de velocitat completa. A més, aquest microcontrolador ofereix una memòria RAM de 8 kB al xip propera a USB amb DMA.
Un o dos ADC de 10 bits ofereixen 6 o 14 analògics i / ps amb un temps de conversió baix de 2,44 μs / canal.
Només el DAC de 10 bits ofereix canvis analògics o / p.
Comptador d’esdeveniments externs / temporitzadors de 2 bits de 32 bits, unitat PWM i gos de vigilància.
RTC de baix consum (rellotge en temps real) i entrada de rellotge de 32 kHz.
Diverses interfícies sèrie com dos UART 16C550, dos busos I2C amb una velocitat de 400 kbit / s.
Pins d'entrada / sortida de propòsit general ràpid de 5 volts tolerants en un petit paquet LQFP64.
Pins d'interrupció exteriors-21.
60 MHz del màxim rellotge CLK de la CPU que es pot obtenir a partir del bucle bloquejat de fase programable al xip resolent el temps de resolució és de 100 μs.
L'oscil·lador incorporat al xip funcionarà mitjançant un cristall exterior que oscil·la entre 1 MHz i 25 MHz
Els modes per a l'estalvi d'energia inclouen principalment el mode d'inactivitat i apagat.
Per optimitzar la potència addicional, hi ha habilitació o desactivació individual de funcions perifèriques i escalat CLK perifèric.

Memòria

El microcontrolador LPC2148 té memòria FLASH al xip de 512 kB i SRAM al xip de 32 kB. A més, aquest microcontrolador inclou suport inherent de fins a 2 kB de punt USB de memòria RAM. Aquesta memòria s'adapta bé a tots aplicacions de microcontroladors.

Sistema de memòria FLASH on-chip

Aquest microcontrolador inclou un sistema de memòria Flash de 512 kB i aquesta memòria pot ser útil tant per a l’emmagatzematge de dades com per al codi. La programació d'aquesta memòria es pot fer mitjançant el següent.

En incorporar la interfície JTAG en sèrie
Ús de UART o ISP (a la programació del sistema)
Capacitats d'IAP (en programació d'aplicacions)

El programa d'aplicació basat en la funció IAP també es pot eliminar mentre s'executa el programa. Sempre que s’utilitza el carregador d’arrencada amb xip LPC2148 del microcontrolador, es poden obtenir 500 kB de memòria Flash per al codi de consum. La memòria Flash d’aquest microcontrolador ofereix la quantitat mínima de 100.000 cicles d’escriptura / esborrat, a més de 20 anys de conservació de dades.

SRAM on-chip

Aquest microcontrolador ofereix memòria RAM estàtica amb 32 kB i molt útil per a emmagatzematge de dades o codi. És accessible per a 8 bits, 16 bits i 32 bits.

Ports d’entrada / sortida

El microcontrolador LPC2148 té dos ports d’entrada / sortida i s’anomenen P0 i P1. Tots els pins dels ports tenen la marca PX.Y. Aquí, 'X' indica el número de port com 0 o 1, mentre que 'Y' indica el número de port 0-31. Tots els pins poden executar tasques alternatives també. Per exemple, P0.8 proporciona com a pin GPIO i Tx de UART1, AD1.1, PWM4. A RST (RESET), tots els pins es disposen com GPIO.

Com començar amb la programació?

El pas inicial cap a la programació lpc2148 és una disposició de pins GPIO. Per tant, aquí teniu els conceptes relacionats com a registres . Els pins de port d'E / S de propòsit general a LPC2148 inclouen P0.0 a P0.31 i P1.16 a P1.31 i, de fet, aquests pins estan disponibles segons la utilització de la funció alternativa.

Port-0 i Port-1 són ports d’entrada / sortida de 32 bits, i cada bit d’aquests ports es pot controlar per una direcció individual. Les operacions del port-0 i del port-1 depenen de la funció d’un pin seleccionat mitjançant el bloc de pin connectat. Al Port-0, no es poden obtenir pins com P0.24, P0.26 i P0.27, mentre que al Port-1 no es poden obtenir els pins 0 a 15. Aquí, tant els pins com Port-0 i Port-1 estan controlats per dos grups de registres que es descriuen a continuació.

Configuració del pin LPC2148

Configuració del pin del microcontrolador basat en ARM7 (LPC2148)

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

P0.21 és un pin GPIO (pin d'E / S d'ús general)
AD1.6 només es pot obtenir als microcontroladors LPC2144 / 46/48 quan un AD1.6 denota ADC-1, i / p-6.
PWM5 és un modulador d’amplada de pols de sortida-5.
CAP1.3 és un Capture i / p per al temporitzador-1, canal-3

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

P0.22 és un pin digital GPIO
El pin AD1.7 només està disponible a LPC2144 / 46/48 quan un AD1.7 denota ADC-1, input-7
CAP0.0 és un pin d'entrada de captura per al temporitzador-0, canal-0.
MAT0.0 és una coincidència o / p per al temporitzador-0, canal-0

Pin3-RTXC1 3

És una I / p del circuit de l’oscil·lador RTC

Pin4- TRACEPKT3 / P1.19

TRACEPKT3 és un paquet de rastreig, bit-3, port d’entrada / sortida estàndard mitjançant el pull-up intern.
P1.19 és un pin digital GPIO

Pin5-RTXC2

Es tracta d’un pin de sortida del circuit de l’oscil·lador RTC

Pin6, Pin18, Pin25, Pin42 i Pin50

Aquests passadors són una referència a terra

Pin7-VDDA

Aquest pin és una font d’alimentació de tensió analògica (3,3 V), i aquest voltatge és molt útil per al xip convertidors analògics a digitals i convertidors digitals a analògics.

Pin8- P1.18 / TRACEPKT2

P1.18 és un pin digital GPIO
TRACEPKT2 és un paquet de rastreig, bit-2, port d’entrada / sortida estàndard mitjançant el pull-up intern.

Pin9- P0.25 / AOUT / AD0.4

P0.25 és un pin digital GPIO I
AD0.4 indica ADC-0, entrada-4
Aout- la sortida de DAC i que només és accessible a LPC2142 / LPC2144 / LPC2146 / LPC2148

Pin10- D +

Aquest pin és una línia D + bidireccional USB

Pin11- D-

Aquest pin és una línia D bidireccional USB

Pin12-P1.17 / TRACEPKT1

P1.17 és un pin digital GPIO
TRACEPKT1 és un paquet de rastreig, bit-1, port d’entrada / sortida estàndard per la barra interna.

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

P0.28 és un pin digital GPIO
AD0.1 indica ADC-0, entrada-1
CAP0.2 és una captura i / p per al temporitzador-0, canal-2.
MAT0.2 és una coincidència o / p per al temporitzador-0, canal-2

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

P0.29 és un pin digital GPIO
AD0.2 indica ADC-0, entrada-2
CAP0.3 és una captura i / p per al temporitzador-0, canal-3.
MAT0.3 és una coincidència o / p per al temporitzador-0, canal-3

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

P0.30 és un pin digital GPIO
AD0.3 indica ADC-0, entrada-3
EINT3 és una interrupció externa de 3 entrades.
CAP0.3 és una captura i / p per al temporitzador-0, canal-0.

Pin16- P1.16 / TRACEPKT0

P1.16 és un pin digital GPIO
TRACEPKT1 és un paquet de rastreig, bit-0, port d’entrada / sortida estàndard per extracció interna

Pin17-P0.31 / UP_LED / CONNECT

P0.31 és un pin digital GPIO
UP_LED és un indicador LED de bon enllaç USB. Quan el dispositiu està disposat, és baix i quan el dispositiu no està disposat, aleshores és alt.
CONNECCIÓ: aquest senyal s’utilitza per controlar una resistència exterior (1,5 kΩ) sota el control d’un control de programari, i l’utilitza la funció de Soft Connect

Pin19- P0.0 / PWM / TXD0

P0.0 és un pin digital GPIO
TXD0 és un transmissor o / p per a UART0.
PWM1 és un modulador d'amplada d'impulsos o / p-1.

Pin20- P1.31 / TRIESTE

P1.31 és un pin digital GPIO
TRST és un restabliment de prova per a la interfície JTAG.

Pin21-P0.1 / PWM3 / RXD0 / EINT0

P0.1 és un pin digital GPIO
RXD0 és un receptor i / p per a UART0.
PWM3 és un modulador d'amplada d'impulsos o / p-3.
EINT0 és una entrada 0 d'interrupció externa

Pin22- P0.2 / CAP0.0 / SCL0

P0.2 és un pin digital GPIO
SCL0 és una E / S de rellotge I2C0 i drenatge obert o / p
CAP0.0 és una captura i / p per al temporitzador-0, canal-0.

Pin 23, 43 i 51 - VDD

Aquests pins són tensió d'alimentació tant per als ports d'E / S com per al nucli.

Pin24- P1.26 / RTCK

P1.26 és un pin digital GPIO
RTCK és una prova retornada CLK o / p, un senyal addicional afegit al port JTAG. Quan la freqüència del processador canvia, ajuda a la sincronització del depurador.

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

P0.3 és un pin digital GPIO
SDA0 és una E / S de dades I2C0 i drenatge obert o / p per al compliment del bus I2C.
MAT0.0 coincideix o / p per al temporitzador-0, el canal-0.
EINT1 és una interrupció externa 1-i / p.

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

P0.4 és un E / S de pin digital GPIO
SCK0 és un CLK de sèrie per a SPI0 i SPI CLK o / p des de master / i / p fins a slave.
CAP0.1 és una captura i / p per al temporitzador-0, canal-0.
IAD0.6 indica ADC-0, input-6

Pin28-P1.25 / EXTIN0

P1.25 és un E / S de pin digital GPIO
EXTIN0 és un activador extern i / p i entrada / sortida estàndard amb interrupció interna

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

P0.5 és un E / S de pin digital GPIO
MISO0 és un mestre en sortida d’esclaus per a SPI0, dades i / p a mestre SPI / dades o / p de l’esclau SPI.
MAT0.1 és una coincidència o / p per al temporitzador-0, canal-1.
AD0.7 indica ADC-0, entrada-7.

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

P0.6 és un E / S de pin digital GPIO
MOSI0 és un esclau master out per a SPI0 i dades o / p des de SPI master / data i / p fins a esclau SPI.
CAP0.2 és una captura i / p per al temporitzador-0, canal-2.

Pin31-P0.7 / PWM2 / SSEL0 / EINT2

P0.7 és un E / S de pin digital GPIO
SSEL0 és una selecció esclava per a SPI0 i tria la interfície SPI com a esclau.
PWM2 és un modulador d'ample de pols de sortida-2.
EINT2 és una interrupció externa de 2 entrades.

Pin32-P1.24 / TRACECLK

P1.24 és un E / S de pin digital GPIO.
TRACECLK és un traç CLK i un port d’entrada / sortida estàndard amb extracció interna

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

P0.8 és un E / S de pin digital GPIO
TXD1 és un transmissor o / p per a UART1.
PWM4 és un modulador d'amplada d'impulsos o / p-4.
AD1.1 indica ADC-1, entrada-1 i només es pot obtenir a LPC2144 / 46/48.

Pin34- P0.9 / PWM6 / RXD1 / EINT3

P0.9 és un E / S de pin digital GPIO
RXD1 és un receptor i / p per a UART1.
PWM6 és un modulador d'amplada d'impulsos o / p-6.
EINT3 és una interrupció externa de 3 entrades

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

P0.10 és un E / S de pin digital GPIO
RTS1 sol·licita enviar o / p per UART1 i LPC2144 / 46/48.
CAP1.0 és una captura i / p per al temporitzador-1, canal-0.
AD1.2 indica ADC-1, entrada-2 i només es pot obtenir a LPC2144 / 46/48

Pin36-P1.23 / PIPESTAT2

P1.23 és un E / S de pin digital GPIO
PIPESTAT2 és un estat de canonada, bit-2., I un port d’entrada / sortida estàndard amb extracció interna

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

P0.11 és un E / S de pin digital GPIO
CTS1 és clar per enviar i / p per a UART1, i només són accessibles a LPC2144 / 46/48
CAP1.1 és una captura i / p per al temporitzador-1, canal-1.
SCL1 - I2C1 E / S CLK i drenatge obert o / p per al compliment del bus I2C

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

P0.12 és un E / S de pin digital GPIO
DSR1 és un conjunt de dades preparat i / p per a UART1, i només són accessibles a LPC2144 / 46/48.
MAT1.0 és una coincidència o / p per al temporitzador-1, canal-0.
AD1.3 indica l'entrada ADC-3 i només és accessible a LPC2144 / 46/48.

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

P0.13 és un E / S de pin digital GPIO
DTR1 és un terminal de dades llest o / p només per a UART1 i LPC2144 / 46/48.
MAT1.1 és una coincidència o / p per al temporitzador-1, canal-1.
AD1.4 indica l'entrada ADC-4, i només són accessibles a LPC2144 / 46/48.

Pin40-P1.22 / PIPESTAT1

P1.22 és un E / S de pin digital GPIO
PIPESTAT1 és un estat de canalització, bit-1, i un port d’entrada / sortida estàndard amb extracció interna

Pin41-P0.14 / DCD1 / EINT1 / SDA1

P0.14 és un E / S de pin digital GPIO
DCD1 és un portador de dades que detecta i / p per a UART1 i també només per a LPC2144 / 46/48.
EINT1 és una entrada d’interrupció exterior 1.
SDA1 és una E / S de dades I2C1 i un drenatge obert o / p per al compliment del bus I2C

Pin44: P1.21 / PIPESTAT0 44

I / O P1.21 és un E / S de pin digital GPIO
PIPESTAT0 és un estat de canalització, bit 0, i un port d’entrada / sortida estàndard mitjançant el pull-up intern.

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

I / O P0.15 és un E / S de pin digital GPIO
RI1 és un punter d'anell i / p per a UART1 i només és accessible a LPC2144 / 46/48.
EINT2 és una interrupció externa de 2 entrades.
AD1.5 indica ADC 1, entrada-5 i també només està disponible a LPC2144 / 46/48

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

P0.16 és un E / S de pin digital GPIO
EINT0 és una entrada d'interrupció externa.
MAT0.2 és una coincidència o / p per al temporitzador-0, canal -2
CAP0.2 és una captura i / p per al temporitzador-0, canal-2.

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

P0.17 és un E / S de pin digital GPIO
CAP1.2 és una captura i / p per al temporitzador-1, canal-2.
SCK1 és un CLK de sèrie per SSP i CLK o / p de mestre a esclau.
MAT1.2 és una coincidència o / p per al temporitzador-1, canal-2.

Pin48: P1.20 / TRACESYNC

P1.20 és un E / S de pin digital GPIO
TRACESYNC és la sincronització de traces.

Pin49: VBAT

Font d'alimentació RTC: aquest pin proporciona l'alimentació al RTC.

Pin52: P1.30 / TMS

P1.30 és un E / S de pin digital GPIO

TMS és un mode de prova seleccionat per a la interfície de JTAG.

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

P0.18 és un E / S de pin digital GPIO
CAP1.3 és una captura i / p per al temporitzador 1, canal 3.
MISO1 és un master In Slave-out per a SSP i dades i / p a SPI- master

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

P0.19 és un E / S de pin digital GPIO.
MAT1.2 indica coincidència o / p per al temporitzador 1, canal 2.
MOSI1 és un esclau master out per SSP master.
CAP1.2 és una captura i / p per al temporitzador 1, canal 2.

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

P0.20 és un E / S de pin digital GPIO.
MAT1.3 és una coincidència o / p per al temporitzador 1, canal 3. I
SSEL1 és un Slave Select dissenyat per SSP. Aquí, tria la interfície de SSP com a esclau.
EINT3 és una interrupció externa de 3 entrades.

Pin56: P1.29 / TCK

P1.29 és un E / S de pin digital GPIO
TCK és un CLK de prova per a una interfície de JTAG.

Pin57: entrada de restabliment extern

El dispositiu es pot reordenar mitjançant un LOW en aquest pin, efectuant ports d'entrada / sortida i perifèrics per obtenir-los en les seves condicions predeterminades i l'execució del processador comença a l'adreça 0

Pin58: P0.23 / VBUS

P0.23 és un E / S de pin digital GPIO
VBUS especifica l'existència d'alimentació del bus USB

Pin59: VSSA

“condensador en sèrie i combinació paral·lela ”

VSSA és una terra analògica, i aquest ha de ser el voltatge similar a VSS, tot i que s’hauria de separar per reduir l’error i el soroll

Pin60: P1.28 / TDI 60

P1.28 és un E / S de pin digital GPIO
El pin TDI és una prova que s’utilitza per a la interfície de JTAG

Pin61: XTAL2

XTAL2 és un o / p de l'amplificador de l'oscil·lador

Pin62: XTAL1

XTAL1 és una sortida de sortida del generador intern de CLK i dels circuits oscil·ladors

Pin63: referència VREF-ADC

Aquest pin hauria de ser nominalment igual o inferior al voltatge VDD, tot i que s’hauria de separar per reduir l’error i el soroll.

Pin64: P1.27 / TDO 64

P1.27 és un E / S de pin digital GPIO
TDO és una sortida de dades de prova que s’utilitza per a la interfície de JTAG.

Per tant, es tracta de la configuració del pin del microcontrolador basat en ARM 7. Per als estudiants d’enginyeria electrònica, aquesta informació proporcionarà coneixements bàsics sobre configuració de pins, memòria de ports d’E / S i registres. Aquí teniu una pregunta, quines són les aplicacions del microcontrolador LPC2148?