Разработчики встроенных систем и SOC (система на кристалле) выбирают конкретные ядра микропроцессора , библиотеки и различные инструменты для разработки приложений на базе микропроцессоров. Процессор ARM - одна из лучших альтернатив, доступных разработчикам встроенных систем. В последние несколько лет архитектура ARM стала очень популярной, и они доступны от разных производителей IC. Процессоры ARM используются в мобильных телефонах, автомобильных тормозных системах и т. Д. Глобальное сообщество партнеров ARM разработало полупроводники, а корпорации по разработке продуктов включают в себя таких сотрудников, как инженеры, дизайнеры и разработчики. Эта статья о микроконтроллере LPC2148 на базе ARM7, архитектуре и конфигурации контактов. Эта статья поможет вам понять основы микроконтроллера.

Микроконтроллер LPC2148 на базе ARM7

Полная форма ARM - это усовершенствованный компьютер с сокращенным набором команд. (RISC) машина , и это 32-битная архитектура процессора, расширенная за счет владений ARM. Приложения процессора ARM включают несколько микроконтроллеров, а также процессоры. Архитектура процессора ARM была лицензирована многими корпорациями для разработки продуктов SoC на базе процессоров ARM и процессоров. Это позволяет корпорациям производить свою продукцию с использованием архитектуры ARM. Точно так же все основные полупроводниковые компании будут производить SOC на базе ARM, такие как Samsung, Atmel, TI и т. Д.

Что такое процессор ARM7?

Процессор ARM7 обычно используется во встроенных системных приложениях. Кроме того, это баланс между классической и новой последовательностью Cortex. Этот процессор отлично подходит для поиска ресурсов, существующих в Интернете, с превосходной документацией, предлагаемой NXP Semiconductors. Он полностью подходит для ученика, чтобы получить подробную информацию о реализации аппаратного и программного обеспечения.

LPC2148 микроконтроллер

Микроконтроллер LPC2148 разработан Philips (NXP Semiconductor) с несколькими встроенными функциями и периферийными устройствами. По этим причинам он станет более надежным и эффективным вариантом для разработчика приложений. LPC2148 - это 16-битный или 32-битный микроконтроллер на базе семейства ARM7.

Особенности LPC2148

Основные особенности LPC2148 включают следующее.

LPC2148 - это 16- или 32-разрядный микроконтроллер семейства ARM7, доступный в небольшом корпусе LQFP64.
ISP (в системном программировании) или IAP (в программировании приложений) с использованием встроенного программного загрузчика.
Объем статической ОЗУ на кристалле составляет от 8 до 40 кБ, встроенная флэш-память - от 32 до 512 кБ, широкий интерфейс - 128 бит или ускоритель позволяет работать с частотой 60 МГц.
Для полного стирания данных чипа требуется 400 миллисекунд, а для программирования 256 байт требуется 1 миллисекунда.
Интерфейсы Embedded Trace и Embedded ICE RT предлагают отладку в реальном времени с высокоскоростной трассировкой выполнения инструкций и встроенным программным обеспечением Real Monitor.
Он имеет 2 КБ ОЗУ конечной точки и полноскоростной контроллер USB 2.0. Кроме того, этот микроконтроллер предлагает 8 КБ встроенной оперативной памяти рядом с USB с DMA.
Один или два 10-битных АЦП предлагают 6 или 14 аналоговых входов / пс с малым временем преобразования 2,44 мкс / канал.
Только 10-битный ЦАП предлагает изменяемый аналоговый выход.
Внешний счетчик событий / 32-битные таймеры-2, блок ШИМ и сторожевой таймер.
Низкое энергопотребление RTC (часы реального времени) и вход тактовой частоты 32 кГц.
Несколько последовательных интерфейсов, таких как два 16C550 UART, две шины I2C со скоростью 400 кбит / с.
Быстрые контакты ввода / вывода общего назначения, допускающие 5 вольт, в небольшом корпусе LQFP64.
Внешние контакты прерывания-21.
Максимальная частота CLK-тактовой частоты процессора в 60 МГц, которую можно получить с помощью встроенного в кристалл контура фазовой автоподстройки частоты за время разрешения, составляет 100 мкс.
Встроенный в микросхему генератор будет работать от внешнего кристалла в диапазоне от 1 МГц до 25 МГц.
Режимы энергосбережения в основном включают холостой ход и отключение питания.
Для дополнительной оптимизации энергопотребления предусмотрены индивидуальное включение или отключение периферийных функций и масштабирование периферийного CLK.

объем памяти

Микроконтроллер LPC2148 имеет встроенную флэш-память объемом 512 КБ, а также внутреннюю SRAM объемом 32 КБ. Кроме того, этот микроконтроллер включает встроенную поддержку USB RAM до 2 КБ. Эта память хорошо подходит для всех приложения микроконтроллера.

Встроенная система флэш-памяти

Этот микроконтроллер включает систему флэш-памяти объемом 512 КБ, и эта память может быть полезна как для хранения данных, так и для кода. Программирование этой памяти может быть выполнено следующим образом.

Посредством включения интерфейса JTAG в последовательный порт
Использование UART или ISP (в системном программировании)
Возможности IAP (в прикладном программировании)

Прикладная программа на основе функций IAP также может быть удалена во время работы программы. Каждый раз, когда используется встроенный загрузчик микроконтроллера LPC2148, для пользовательского кода доступно 500 КБ флэш-памяти. Флэш-память этого микроконтроллера предлагает наименьшее количество циклов записи / стирания 100 000, а также 20-летнее сохранение данных.

Встроенная SRAM

Этот микроконтроллер предлагает статическое ОЗУ объемом 32 КБ и очень полезно для хранения данных или кода. Он доступен для 8-, 16- и 32-битных файлов.

Порты ввода / вывода

Микроконтроллер LPC2148 имеет два порта ввода / вывода, которые обозначаются как P0 и P1. Все контакты порта имеют маркировку PX.Y. Здесь «X» обозначает номер порта, например 0 или 1, тогда как «Y» обозначает номер контакта 0–31. Все булавки также могут выполнять альтернативные задачи. Например, P0.8 предоставляет как вывод GPIO и Tx UART1, AD1.1, PWM4. При RST (СБРОС) каждый вывод организован как GPIO.

Как начать программировать?

Первым шагом к программированию lpc2148 является расположение контактов GPIO. Итак, вот также связанные концепции как регистры . Контакты порта ввода-вывода общего назначения в LPC2148 включают P0.0 - P0.31 и P1.16 - P1.31, и фактически эти выводы доступны в зависимости от использования альтернативных функций.

Port-0 и Port-1 - это 32-битные порты ввода / вывода, и каждый бит этих портов может управляться отдельным направлением. Операции порта 0 и порта 1 зависят от функции контакта, который выбирается с помощью блока, подключенного к контактам. В Порте-0 контакты, такие как P0.24, P0.26 и P0.27, недоступны, тогда как в Порте-1 контакты с 0 по 15 недоступны. Здесь оба вывода, такие как Port-0 и Port-1, управляются двумя группами регистров, обсуждаемыми ниже.

Конфигурация контактов LPC2148

Конфигурация выводов микроконтроллера на базе ARM7 (LPC2148)

Контакт1- (P0.21 / PWM5CAP1.3 / AD1.6)

P0.21 - вывод GPIO (вывод ввода / вывода общего назначения)
AD1.6 доступен только в микроконтроллерах LPC2144 / 46/48, где AD1.6 обозначает ADC-1, i / p-6.
PWM5 - это выход-5 широтно-импульсного модулятора.
CAP1.3 - это i / p захвата для Timer-1, channel-3

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

P0.22 - цифровой вывод GPIO
Вывод AD1.7 доступен только в LPC2144 / 46/48, где AD1.7 обозначает ADC-1, вход-7
CAP0.0 - это входной вывод захвата для таймера 0, канал 0.
MAT0.0 соответствует o / p для Timer-0, channel-0

Pin3-RTXC1 3

Это I / p для схемы генератора RTC.

Pin4- TRACEPKT3 / P1.19

TRACEPKT3 - это пакет трассировки, бит-3, стандартный порт ввода / вывода с внутренним подтягиванием.
P1.19 - цифровой вывод GPIO

Pin5-RTXC2

Это выходной контакт схемы генератора RTC.

Pin6, Pin18, Pin25, Pin42 и Pin50

Эти контакты служат для заземления.

Pin7-VDDA

Этот вывод представляет собой источник питания аналогового напряжения (3,3 В), и это напряжение очень полезно для встроенной микросхемы. аналого-цифровые преобразователи и цифро-аналоговые преобразователи.

Pin8- P1.18 / TRACEPKT2

P1.18 - цифровой контакт GPIO
TRACEPKT2 - это пакет трассировки, бит-2, стандартный порт ввода / вывода с внутренним подтягиванием.

Pin9- P0.25 / AOUT / AD0.4

P0.25 - цифровой вывод GPIO I
AD0.4 обозначает АЦП-0, вход-4
Aout - выход ЦАП, доступный только в LPC2142 / LPC2144 / LPC2146 / LPC2148

Pin10- D +

Этот вывод представляет собой двунаправленную линию D + USB.

Штифт11- D-

Этот вывод представляет собой двунаправленную D-линию USB.

Штифт 12-П1.17 / TRACEPKT1

P1.17 - цифровой вывод GPIO
TRACEPKT1 - это пакет трассировки, бит-1, стандартный порт ввода / вывода посредством внутреннего подтягивания.

Штифт 13-P0.28 / CAP0.2 / AD0.1 / MAT0.2

P0.28 - цифровой вывод GPIO
AD0.1 обозначает АЦП-0, вход-1
CAP0.2 - это i / p захвата для Timer-0, channel-2.
MAT0.2 соответствует o / p для Timer-0, channel-2

Штифт14-P0.29 / CAP0.3 / AD0.2 / MAT0.3

P0.29 - цифровой вывод GPIO
AD0.2 обозначает АЦП-0, вход-2
CAP0.3 - это i / p захвата для Timer-0, channel-3.
MAT0.3 соответствует o / p для Timer-0, channel-3

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

P0.30 - цифровой контакт GPIO
AD0.3 обозначает АЦП-0, вход-3
EINT3 - это 3 входа внешнего прерывания.
CAP0.3 - это i / p захвата для Timer-0, channel-0.

Штифт16- P1.16 / TRACEPKT0

P1.16 - цифровой вывод GPIO
TRACEPKT1 - это пакет трассировки, бит-0, стандартный порт ввода / вывода с внутренним подтягиванием

Контакт 17-P0.31 / UP_LED / CONNECT

P0.31 - цифровой вывод GPIO
UP_LED - это светодиодный индикатор хорошего соединения USB. Когда устройство расположено, оно низкое, а когда устройство не размещено, оно высокое.
CONNECT - этот сигнал используется для управления внешним резистором (1,5 кОм) под управлением программного управления, и он используется функцией Soft Connect.

Контакт 19- P0.0 / PWM / TXD0

P0.0 - цифровой контакт GPIO
TXD0 - это передатчик o / p для UART0.
PWM1 - это широтно-импульсный модулятор o / p-1.

Pin20- P1.31 / TRIESTE

P1.31 - цифровой вывод GPIO
TRST - это тестовый сброс интерфейса JTAG.

Контакт 21-P0.1 / PWM3 / RXD0 / EINT0

P0.1 - цифровой контакт GPIO
RXD0 - это приемник i / p для UART0.
PWM3 - широтно-импульсный модулятор o / p-3.
EINT0 - 0-вход внешнего прерывания

Штифт22- P0.2 / CAP0.0 / SCL0

P0.2 - цифровой контакт GPIO
SCL0 - это тактовый ввод / вывод I2C0, а также вывод с открытым стоком.
CAP0.0 - это i / p захвата для Timer-0, channel-0.

Выводы 23, 43 и 51 - VDD

Эти контакты служат источником напряжения для портов ввода / вывода, а также для ядра.

Pin24- P1.26 / RTCK

P1.26 - цифровой вывод GPIO
RTCK - это возвращенный тестовый CLK o / p, дополнительный сигнал, добавленный к JTAG-порту. Когда частота процессора меняется, это помогает синхронизации отладчика.

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

P0.3 - цифровой контакт GPIO
SDA0 - это вход / выход данных I2C0 и выход с открытым стоком для наблюдения за шиной I2C.
MAT0.0 соответствует o / p для таймера-0, канала-0.
EINT1 - это внешнее прерывание 1-i / p.

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

P0.4 - цифровой ввод / вывод GPIO
SCK0 - это последовательный CLK для SPI0 и SPI CLK o / p от ведущего / i / p к ведомому.
CAP0.1 - это i / p захвата для таймера-0, канала-0.
IAD0.6 обозначает АЦП-0, вход-6

Pin28-P1.25 / EXTIN0

P1.25 - цифровой ввод / вывод GPIO
EXTIN0 - это внешний триггер i / p и стандартный ввод / вывод с внутренним подтягиванием

Штифт29- P0.5 / MAT0.1 / MISO0 / AD0.7

P0.5 - цифровой ввод / вывод GPIO
MISO0 является ведущим на ведомом выходе для SPI0, данные вводятся / выводятся в SPI-ведущий / данные выводятся из ведомого SPI.
MAT0.1 соответствует o / p для таймера-0, канала-1.
AD0.7 обозначает АЦП-0, вход-7.

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

P0.6 - цифровой ввод / вывод GPIO
MOSI0 является ведущим выходным ведомым устройством для SPI0, и данные передаются от ведущего / ввода данных SPI к ведомому SPI.
CAP0.2 - это i / p захвата для Timer-0, channel-2.

Pin31-P0.7 / PWM2 / SSEL0 / EINT2

P0.7 - цифровой ввод / вывод GPIO
SSEL0 является ведомым, выбранным для SPI0, и выбирает SPI-интерфейс в качестве ведомого.
PWM2 - это выход-2 широтно-импульсного модулятора.
EINT2 - это 2 входа внешнего прерывания.

Pin32-P1.24 / TRACECLK

P1.24 - это цифровой ввод / вывод GPIO.
TRACECLK - это CLK трассировки и стандартный порт ввода / вывода с внутренним подтягиванием

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

P0.8 - цифровой ввод / вывод GPIO
TXD1 - это передатчик для UART1.
PWM4 - широтно-импульсный модулятор o / p-4.
AD1.1 обозначает АЦП-1, вход-1, и он доступен только в LPC2144 / 46/48.

Контакт 34- P0.9 / PWM6 / RXD1 / EINT3

P0.9 - цифровой ввод / вывод GPIO
RXD1 - это приемник i / p для UART1.
PWM6 - широтно-импульсный модулятор o / p-6.
EINT3 - это внешнее прерывание с 3 входами

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

P0.10 - цифровой ввод / вывод GPIO
RTS1 запрашивает отправку o / p для UART1 и LPC2144 / 46/48.
CAP1.0 - это i / p захвата для таймера-1, канала-0.
AD1.2 обозначает АЦП-1, вход-2, и он доступен только в LPC2144 / 46/48.

Pin36-P1.23 / PIPESTAT2

P1.23 - цифровой ввод / вывод GPIO
PIPESTAT2 - статус конвейера, бит-2 и стандартный порт ввода / вывода с внутренним подтягиванием.

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

P0.11 - цифровой ввод / вывод GPIO
CTS1 может отправлять i / p для UART1, и они доступны только в LPC2144 / 46/48
CAP1.1 - это i / p захвата для таймера-1, канала-1.
SCL1 - I2C1 CLK I / O и открытый сток для соблюдения шины I2C

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

P0.12 - цифровой ввод / вывод GPIO
DSR1 - это готовый i / p набор данных для UART1, и они доступны только в LPC2144 / 46/48.
MAT1.0 соответствует o / p для таймера-1, канала-0.
AD1.3 обозначает вход ADC-3, и он доступен только в LPC2144 / 46/48.

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

P0.13 - цифровой ввод / вывод GPIO
DTR1 - это терминал данных, готовый только для UART1 и LPC2144 / 46/48.
MAT1.1 соответствует o / p для таймера-1, канала-1.
AD1.4 обозначает вход ADC-4, и они доступны только в LPC2144 / 46/48.

Pin40-P1.22 / PIPESTAT1

P1.22 - это цифровой ввод / вывод GPIO
PIPESTAT1 - это состояние конвейера, бит-1 и стандартный порт ввода / вывода с внутренним подтягиванием

Pin41-P0.14 / DCD1 / EINT1 / SDA1

P0.14 - цифровой ввод / вывод GPIO
DCD1 - это i / p для обнаружения носителя данных для UART1, а также только для LPC2144 / 46/48.
EINT1 - это внешнее прерывание с 1 входом.
SDA1 - это вход / выход данных I2C1 и выход с открытым стоком для соблюдения требований шины I2C.

Контакт 44: P1.21 / PIPESTAT0 44

I / O P1.21 - цифровой ввод / вывод GPIO
PIPESTAT0 - это статус конвейера, бит 0 и стандартный порт ввода / вывода при внутреннем подтягивании.

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

I / O P0.15 - это цифровой ввод / вывод GPIO
RI1 является кольцевым указателем i / p для UART1 и доступен только в LPC2144 / 46/48.
EINT2 - это 2 входа внешнего прерывания.
AD1.5 обозначает АЦП 1, вход-5 и также доступен только в LPC2144 / 46/48.

Контакт 46: P0.16 / MAT0.2 / EINT0 / CAP0.2

P0.16 - цифровой ввод / вывод GPIO
EINT0 - это внешний вход прерывания.
MAT0.2 соответствует o / p для Timer-0, channel -2
CAP0.2 - это i / p захвата для Timer-0, channel-2.

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

P0.17 - цифровой ввод / вывод GPIO
CAP1.2 - это i / p захвата для Timer-1, channel-2.
SCK1 - это последовательный CLK для SSP и переключения CLK от ведущего к ведомому.
MAT1.2 соответствует o / p для Timer-1, channel-2.

Контакт 48: P1.20 / TRACESYNC

P1.20 - цифровой ввод / вывод GPIO
TRACESYNC - это синхронизация трассировки.

Pin49: VBAT

Источник питания часов реального времени: этот вывод обеспечивает питание часов реального времени.

Контакт 52: P1.30 / TMS

P1.30 - цифровой ввод / вывод GPIO

TMS - это выбор тестового режима для взаимодействия с JTAG.

Контакт 53: P0.18 / CAP1.3 / MISO1 / MAT1.3

P0.18 - цифровой ввод / вывод GPIO
CAP1.3 - это i / p захвата для таймера 1, канал 3.
MISO1 - это главный вход Slave-out для SSP, а данные i / p для SPI-master

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

P0.19 - это цифровой ввод / вывод GPIO.
MAT1.2 обозначает совпадение o / p для таймера 1, канал 2.
MOSI1 - это главный выход, подчиненный для мастера SSP.
CAP1.2 - это i / p захвата для таймера 1, канал 2.

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

P0.20 - это цифровой ввод / вывод GPIO.
MAT1.3 соответствует выключению таймера 1, канал 3. I
SSEL1 - это Slave Select, разработанный для SSP. Здесь выбирает интерфейс SSP в качестве ведомого.
EINT3 - это 3 входа внешнего прерывания.

Контакт 56: P1.29 / TCK

P1.29 - цифровой ввод / вывод GPIO
TCK - это тестовая CLK для интерфейса JTAG.

Контакт 57: вход внешнего сброса

Устройство может быть перегруппировано с помощью НИЗКОГО уровня на этом выводе, влияя на порты ввода / вывода, а также периферийные устройства для получения в их условиях по умолчанию, а выполнение процессора начинается с адреса 0.

Контакт 58: P0.23 / VBUS

P0.23 - цифровой ввод / вывод GPIO
VBUS указывает на наличие питания USB-шины

Контакт 59: VSSA

“какова связь между частотой и длиной волны? ”

VSSA - это аналоговая земля, и это должно быть такое же напряжение, как и VSS, хотя оно должно быть разделено, чтобы уменьшить ошибку и шум.

Pin60: P1.28 / TDI 60

P1.28 - цифровой ввод / вывод GPIO
Вывод TDI - это тестовые данные, используемые для взаимодействия с JTAG.

Контакт61: XTAL2

XTAL2 - вывод от усилителя генератора

Контакт 62: XTAL1

XTAL1 - это i / p для внутреннего генератора CLK, а также для схем генератора

Pin63: Опорный сигнал VREF-ADC

Этот вывод должен быть номинально равен или меньше напряжения VDD, хотя он должен быть отделен для уменьшения ошибки, а также шума.

Pin64: P1.27 / TDO 64

P1.27 - цифровой ввод / вывод GPIO
TDO - это тестовые данные, используемые для взаимодействия с JTAG.

Таким образом, речь идет о конфигурации выводов микроконтроллера LPC2148 на базе ARM 7. Для студентов-электронщиков эта информация даст базовые знания о конфигурации контактов, памяти портов ввода / вывода, а также регистрах. Вот вам вопрос, каковы области применения микроконтроллера LPC2148?