LPC2148嵌入式系统综合设计.docx

LPC2148嵌入式系统综合设计引言随着 POS 机、PDA 、Smartphone 等数字化产品普及，以及具有更好的联网功能、更加智能化、更人性化、更安全、更具有个性化的数字化产品性能的要求，使得形式多样的数字化产品已经开始继 PC 机之后成为信息处理领域的一大主要工具，并且正在逐步形成一个充满商机的巨大产业。计算机迈入了新的阶段——后 PC 时代。为了实现人们在后 PC 时代对客户终端设备提出的新要求，嵌入式技术（Embedded Technology ）提供了一种灵活、高效和高性价比的解决方案。伴随信息技术与网络技术的高速发展，嵌入式技术已被广泛地应用于科学研究、工程设计、军事技术以及文艺商业等方方面面，成为后 PC 时代 IT 领域发展的主力军。嵌入式系统，就是以应用为中心、以计算机技术为基础，并且软硬件可裁剪，适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。其最大的特点是量身定做。而实现这一切的前提是有一颗更强劲的“芯”（处理器），而这是 8 位、16 位处理器无法或者很难做到的，32 位处理器就是在这种需求下出现的，主要有 DSP 、MIPS 、ARM 。本次课程设计正是基于以上背景，专为培养我们对高级单片机软硬件的理解和运用，能够自行设计嵌入式处理器系统。为以后的学习和工作打好基础。本次课程设计采用 Philips 的ARM7 为研究对象，调试和设计嵌入式处理器系统，处理器选择皇家飞利浦公司的 LPC2148 ，开发环境选择瑞典KILL公司的KILL4，实现了GPIO口、模数转换器、实时时钟、串行口通信、无线数传系统等功能。1、电路设计1.1 MCULPC2148 是基于一个支持实时仿真和嵌入式跟踪的32位ARM7 TDMI-S CPU 的微控制器，并带有32kB 和 512kB 嵌入的高速 Flash 存储器。128 位宽度的存储器接口和独特的加速结构使 32 位代码能够在最大时钟速率下运行。对代码规模有严格控制的应用可使用 16 位 Thumb 模式将代码规模降低超过 30%，而性能的损失却很小。较小的封装和很低的功耗使LPC2148 特别适用于访问控制和POS 机等小型应用中；由于内置了宽范围的串行通信接口（从USB 2.0 Device(全速)、多个UART、SPI、SSP 和I2C 总线接口）和8kB 到40kB 的片内SRAM，它们也非常适合于通信网关、协议转换器、软件 modem、语音识别、低端成像，为这些应用提供大规模的缓冲区和强大的处理功能。多个32 位定时器、1 个或2 个 10 位ADC、10 位DAC、PWM 通道、45 个高速 GPIO 口以及多达 9 个边沿或电平触发的外部中断管脚，使它们特别适用于工业控制和医疗系统。1.1.1特性32 位ARM7TDMI-S 微控制器，超小LQFP64 封装。8kB～40kB 的片内静态RAM 和 32kB～512kB 的片内Flash 程序存储器。128 位宽度接口/加速器可实现高达 60 MHz 工作频率。通过片内 boot 装载程序实现在系统编程/在应用编程（ISP/IAP）。单个 Flash 扇区或整片擦除时间为400ms。256 字节编程时间为 1ms。EmbeddedICE RT 和嵌入式跟踪接口提供实时调试（通过片内RealMonitor软件）和高速跟踪指令执行。USB 2.0 全速设备控制器具有2kB 的端点RAM。此外，LPC2146/8 提供 8kB 的片内RAM，可被USB 的DMA 控制器访问。2 个10 位ADC 转换器，提供总共 6/14 路模拟输入，每个通道的转换时间低至2.44us。1 个 10 位的D/A 转换器提供可变的模拟输出（LPC2141 除外）。 2 个 32 位定时器/外部事件计数器（带 4 路捕获和 4 路比较通道）、PWM 单元（6 路输出）和看门狗。低功耗实时时钟(RTC)具有独立的电源和特定的32kHz 时钟输入。多个串行接口，包括2 个UART(16C550)、2 个高速I C 总线(400 kbit/s)、SPI 和具有缓冲作用和数据长度可变功能的 SSP。向量中断控制器(VIC)。可配置优先级和向量地址。多达45 个可承受 5V 电压的通用I/O 口（LQFP64 封装）。多达9 个边沿或电平触发的外部中断管脚。通过一个可编程的片内PLL （100us 的设置时间）可实现最大为60MHz 的 CPU 操作频率。片内集成振荡器可操作频率为1～30 MHz 的外部晶体或频率高达50MHz 的外部振荡器。低功耗模式：空闲和掉电。可通过个别使能/禁止外围功能和外围时钟分频来优化额外功耗。通过外部中断，USB，掉电检测(BOD)或实时时钟(RTC)将处理