NXPCortex-M3LPC1768基础教程.pdf
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1、 NXP CortexNXP Cortex-M3 LPC1768 基础教程基础教程 活生变改技科生变改技科 好美更活生让子电美更活生让子电 作者作者:天下的人天下的人 时间时间:2010年 9 月 2 日 邮箱邮箱: 电子让生活更美好 天下的人(红豆电子)与贞明电子协同打造 1 写在前面写在前面 首先说一说为什么写这个教程,转眼间就毕业了,学校的日子还没有过够。就要工作了,由于需要想要搞一搞 ARM M3,很显然芯片选型落在了 STM32 和 NXP 的 LPC17XX 上了。最后选择了 LPC1768 这款型号,买开发板、学习(以前我只用过单片机和一点点 STM32),学习的过程还算顺利,找
2、到了 ZLG 翻译的中文资料和 3 个版本的例程。学习开始了,从 LED 灯、串口、到内部定时器等等。学习的过程夹杂着心酸和喜悦,在学习的过程中发现网络上还没有现成的学习资料。市场上的开发板的一部分不是自己开发的都是参考的 NXP 和 ARM 公司的官方版本,其实这本身并没有什么不好,但是后面的问题出来了,程序注释不详细,除了手册就没有参考资料了。所以在学习的过程中就在想要是把自己学习的过程总结一下,出一点资料,为那些奋斗在学习一线的电子爱好者出一份力,这是一件多么令人高兴的事呀!于是有了今天这个教程的诞生。在这里首先要感谢的是 ZLG 公司为这个系列芯片提供了中文参考资料,其次感谢该公司注释
3、比较详尽的程序,为我的学习和应用提供了不少帮助。关于同是 ARM M3 内核的 STM32 和 LPC17XX 比较,我想大家争论最大的地方是价格。我想说的是 LPC17XX 是 NXP 公司推出的基于 M3 内核比较高端的芯片。应该拿 STM32 中高端芯片和 LPC17XX 比较。我曾经买过几片 stm32f103VET6 是 100 脚 512KB flash、64KB SRAM、72MHz、AD、DA、定时器、USB 从机和 FSMC。而 LPC1768,100 脚、512KB flash、64KB SRAM、100MHz、AD、DA、32 位定时器、USB 主/从/OTG、以太网、电
4、子让生活更美好 天下的人(红豆电子)与贞明电子协同打造 2 电机控制 PWM、正交编码器接口等。STM32 有 FSMC 的优势,LPC1768有以太网、USB 主机等优势。可能你要说 stm32F105 和 stm32f107 也有带 USB 主机,以太网的。可是看看价格也差不多,这几个芯片目前的价格都在 40 元左右。还有编程,stm32 有库,而 NXP 没有,但是我觉得 NXP 的寄存器操作也很简单,不信试试就知道了。下面说说本教程的主要内容安排:第一部分主要介绍 LPC1768 的特点。第二部分介绍本教程使用的最小系统版的硬件电路。第三部分是编译环境和下载程序介绍。第四部分是芯片编程
5、介绍,第五部分是实例详解。芯片内部功能和操作详解会柔和在实例的每一个实验中。最后感谢一下辛苦的我自己,没有自己的辛勤劳动就没有这个教程。期待早一点完成这个教程。注意注意:本教程叙述语言力求简洁大方,例程力求通俗易懂,可以不深入追究的东西(如协议内容)就不深入追究。本教程适合的对象是学过或致力于学习单片机或对 ARM7、ARM cortex m3 有所了解的人或想学 LPC17XX 的初学者适用。高手绕行。电子让生活更美好 天下的人(红豆电子)与贞明电子协同打造 3 第一部第一部分分 LPC1768 介绍介绍 1.1 简介简介 LPC1768是 NXP 公司推出的基于 ARM Cortex-M3
6、内核的微控制器LPC17XX 系列中的一员。LPC17XX 系列 Cortex-M3 微处理器用于处理要求高度集成和低功耗的嵌入式应用。LPC1700 系列微控制器的操作频率可达100MHz(新推出的LPC1769和LPC1759可达120MHz)。ARM Cortex-M3 CPU 具有 3 级流水线和哈佛结构。LPC17XX 系列微控制器的外设组件包含高达 512KB 的 flash 存储器、64KB 的数据存储器、以太网 MAC、USB 主机/从机/OTG 接口、8 通道 DMA 控制器、4 个 UART、2 条 CAN 通道、2 个 SSP 控制器、SPI 接口、3 个IIC 接口、2
7、 输入和 2 输出的 IIS 接口、8 通道的 12 位 ADC、10位 DAC、电机控制 PWM、正交编码器接口、4 个通用定时器、6 输出的通用 PWM、带有独立电池供电的超低功耗 RTC 和多大 70 个的通用 IO 管脚。1.2 特性(部分)64KB 片内 SRAM 包括:32KB 可供高性能 CPU 通过本地代码/数据总线访问;2 个 16KB SRAM 模块、带独立访问路径、可进行更高吞吐量的操作。这些 SRAM 可用于以太网、USB、DMA 存储器,以及通用指令和数据存储。串行接口:以太网 MAC 带 RMII 接口和相关的 DMA 控制器;电子让生活更美好 天下的人(红豆电子)
8、与贞明电子协同打造 4 USB 2.0 全速从机/主机/OTG 控制器,带有用于从机、主机功能的片内 PHY 和相关的 DMA 控制器;4个UART、带小数波特率发生功能、内部FIFO、DMA支持和RS-485支持。1 个 UART 带有 modem 控制 IO 并支持 RS-485,全部的 UART都支持 IrDA;CAN 控制器,带有 2 个通道;SPI 控制器,具有同步、串行、全双工通信和可编程的数据长度;2 个 SSP 控制器,带有 FIFO,可按多种协议进行通信。其中一个可选择用于 SPI,并且和 SPI 公用中断。SSP 接口可以与 GPDMA控制器一起使用。3 个增强型的 IIC
9、 总线接口。IIS 接口,用于数字音频输入和输出,具有小数速率控制功能。IIS 接口可与 GPDMA 一起使用。IIS 接口支持 3 线数据发送和接收或 4 线组合发送和接收连接,以及主机时钟输入输出;其他外设:4 个通用定时/计数器,共有 8 个捕获输入和 10 个比较输出。每个定时器都有一个外部计数输入。一个电机控制 PWM,支持三相的电机控制;通过片内 PLL,没有高频晶振,CPU 页可以以最高频率运转。第二个专用的 PLL 可用于 USB 接口,以允许增加主的灵活性;电子让生活更美好 天下的人(红豆电子)与贞明电子协同打造 5 器件选型表:方框图:电子让生活更美好 天下的人(红豆电子)
10、与贞明电子协同打造 6 第二部分第二部分 最小板硬件电路最小板硬件电路 2.1 硬件电路简介硬件电路简介 硬件电路基本结构图:微控制器电源IO口LEDUSBJTAGUARTKEYEEPROMRTC 图 1 硬件电路基本结构图 硬件电路原理图:P0.0/RD1/TXD3/SDA146P0.1/TD1/RXD3/SCL147P0.2/TXD0/AD0.798P0.3/RXD0/AD0.699P0.4/I2SRX_CLK/RD2/CAP2.081P0.5/I2SRX_WS/TD2/CAP280P0.6/I2SRX_SDA/SSEL1/MAT2.079P0.7/I2STX_CLK/SCK1/MAT2.
11、178P0.8/I2STX_WS/MISO1/MAT2.277P0.9/I2STX_SDA/MOSI1/MAT2.376P0.10/TXD2/SDA2/MAT3.048P0.11/RXD2/SCL2/MAT3.049P0.15/TXD1/SCK0/SCK62P0.16/RXD1/SSEL0/SSEL63P0.17/CTS1/MISO0/MISO61P0.18/DCD1/MOSI0/MOSI60P0.19/DSR1/SDA159P0.20/DTR1/SCL158P0.21/RI1/RD157P0.22/RTS1/TD156P0.23/AD0.0/I2SRX_CLK/CAP3.09P0.24/AD
12、0.1/I2SRX_WS/CAP3.18P0.25/AD0.2/I2SRX_SDA/TXD37P0.26/AD0.3/AOUT/RXD36P0.27/SDA0/USB_SDA25P0.28/SCL0/USB_SCL24P0.29/USB_D+29P0.30/USB_D-30TDO/SWO1TDI2TMS/SWDIO3TRST4TCK/SWDCLK5RTCK100RSTOUT14RESET17VDDA10VSSA11VREF+12VREF-15VSS_131VSS_241VSS_355VSS_472VSS_597VSS_683VDDIO_128VDDIO_254VDDIO_371VDDIO_49
13、6VDDREG_142VDDREG_284XTAL223XTAL122RTCX218RTCX116VBAT19NC13P4.29/TX_MCLK/MAT2.1/RXD385P4.28/RX_MCLK/MAT2.0/TXD382P3.26/STCLK/MAT0.1/PWM1.326P3.25/MAT0.0/PWM1.227P2.13/EINT3/I2STX_SDA50P2.12/EINT2/I2STX_WS51P2.11/EINT1/I2STX_CLK52P2.10/EINT0/NMI53P2.9/USB_CONNECT/RXD264P2.8/TD2/TXD265P2.7/RD2/RTS166P
14、2.6/PCAP1.0/RI1/TRACECLK67P2.5/PWM1.6/DTR1/TRACEDATA068P2.4/PWM1.5/DSR1/TRACEDATA169P2.3/PWM1.4/DCD1/TRACEDATA270P2.2/PWM1.3/CTS1/TRACEDATA373P2.1/PWM1.2/RXD174P2.0/PWM1.1/TXD175P1.31/SCK1/AD0.520P1.30/VBUS/AD0.421P1.29/MC2B/PCAP1.1/MAT0.145P1.28/MC2A1.0/MAT0.044P1.27/CLKOUT/USB_OVRCR/CAP0.143P1.26/
15、MC1B/PWM1.6/CAP0.040P1.25/MC1A/MAT1.139P1.24/MCFB2/PWM1.5/MOSI038P1.23/MCFB1/PWM1.4/MISO037P1.22/MC0B/USB_PWRD/MAT1.036P1.21/MCABORT/PWM1.3/SSEL035P1.20/MCFB0/PWM1.2/SCK034P1.19/MC0A/USB_PPWR/CAP1.133P1.18/USB_UP_LED/PWM1.1/CAP1.032P1.17/ENET_MDIO86P1.16/ENET_MDC87P1.15/ENET_REF_CLK88P1.14/ENET_RX_E
16、R89P1.10/ENET_RXD190P1.9/ENET_RXD091P1.8/ENET_CRS92P1.4/ENET_TX_EN93P1.1/ENET_TXD194P1.0/ENET_TXD095LPC1768U1LPC1768_1P0.23P0.24P0.25P0.26VDDAVSSAVREF+RSTOUTVREF-RESETVBATP1.31P1.30P0.27P0.28P0.26P0.25P0.24P0.23VDDAVSSAVREF+RSTOUTVREF-RESETP1.31P1.30P0.28P0.27P3.26P3.25VDDIO_1P0.29P0.30VSS_1P1.18P1.
17、19P1.20P1.21P1.22P1.23P1.24P1.25P1.26VSS_2VDDREG_1P1.27P1.28P1.29P0.0P0.1P0.10P0.11P2.131234567891011121314151617181920212223242526P11234567891011121314151617181920212223242526P3P3.26P3.25VDDIO_1P0.29P0.30VSS_1P1.18P1.19P1.20P1.21P1.22P1.23P1.24P1.25P1.26VSS_2VDDREG_1P1.27P1.28P1.29P0.0P0.1P0.10P0.1
18、1P2.13P2.12P2.11P2.10VDDIO_2VSS_3P0.22P0.21P0.20P0.19P0.18P0.17P0.15P0.16P2.9P2.8P2.7P2.6P2.5P2.4P2.3VDDIO_3VSS_4P2.2P2.1P2.0P0.9P0.8P0.7P0.6P0.5P0.4P4.28P4.29VSS_6VDDREG_2P1.17P1.16P1.15P1.14P1.10P1.9P1.8P1.4P1.1P1.0VDDIO_4VSS_5P0.3P0.2123456789101112131415161718192021222324P2P2.12P2.11P2.10VDDIO_2
19、VSS_3P0.22P0.21P0.20P0.19P0.18P0.17P0.15P0.16P2.9P2.8P2.7P2.6P2.5P2.4P2.3VDDIO_3VSS_4P2.2P2.1P2.0P0.9P0.8P0.7P0.6P0.5P0.4P4.28VSS_6VDDREG_2P4.29P1.17P1.16P1.15P1.14P1.10P1.9P1.8P1.4P1.1P1.0VDDIO_4VSS_5P0.3P0.21234567891011121314P01234567891011121314151617181920JTAG3V3GNDTDOTDITMSTRSTTCKRTCKRTCKTRSTT
20、DITMSTCKTDORESET10KR110KR210KR310KR410KR510KR6GND3V33V33V310uHL110uHL210uHL310uHL4GND0.1uFC11uFC20.1uFC31uFC4VDDAVSSAVREF+VREF-GND1IN3OUT2OUT4U2REG1117-3.3VCCGND3V30.1uFC50.01uFC60.1uFC7220uFC8220uFC9123powerVBUS1D-2D+3GND4J1787780-11 2 3Power_110KR73V30.1uFC10S1SW-PBGNDBT1Battery1 2P_BATTX1X2RX1RX2
21、12Y112Y222PFC1122PFC1210PFC1310PFC14GNDGNDRX1RX2X1X2VDDAVSSAVREF+VREF-0.1uFC153V3GND0.1uFC163V3GND0.1uFC173V3GND0.1uFC183V3GND0.1uFC193V3GND0.1uFC203V3GNDD1LED2D2LED2D3LED2D4LED2D5LED23V3680R8GND680R9680R10680R11680R1212PLED3V3P2.0P2.1P2.2P2.310KR13S2SW-PBS3SW-PBS4SW-PB10KR1410KR153V33V33V3GNDGNDGND
22、12INT0P2.10P2.11P2.121310118129147C1+1C2+4GND15C1-3VCC16C2-5V-6V+2U3MAX3232CSE0.1uFC210.1uFC220.1uFC230.1uFC24GND3V33V30.1uFC25GNDP0.10P0.11P0.2P0.31234567891110COMD Connector 9123456S_COMTXD2TXD2RXD2RXD2GND33KR1633KR17Q18050Q28050D6Diode 1N4148D7Diode 1N4148GNDGND10KR183V31234S_dRTSRTSDTRDTRP2.10RE
23、SET0.1uFC26GND22R1922R2020pFC2720pFC28GNDGNDP0.30P0.294k7R21P1.30Q3PNP_85501K5R223V310kR232KR24123S_USBGNDP2.9USB_CONNECTUSB_D-USB_D+VUSBISPkey1key2INT0LED_POWERUSB_DEVICEUART&ISPINT0&KEYLEDPOWER_LEDJTAGIO&PINIO&PINIO&PINIO&PINMINA_POWER1,2USB供供2,3供电电电供供3,5;4,6选选选电01,3;2,4选选选电2使使选电0下下下下,1,2;3,4一一一一电
24、LED供电电电供电供电电电2,3直电电电1,2芯芯电电1234ISPP0.2P0.3P2.10RESETA01A12A23WP7VCC8GND4SDA5SCL6U424C02GND4.7KR254.7KR263V3P0.28P0.27POWER_S 图 2 硬件电路原理图 电子让生活更美好 天下的人(红豆电子)与贞明电子协同打造 7 2.2 电源电路电源电路 3V310uHL110uHL210uHL310uHL4GND0.1uFC11uFC20.1uFC31uFC4VDDAVSSAVREF+VREF-GND1IN3OUT2OUT4U2REG1117-3.3VCCGND3V30.1uFC50.0
25、1uFC60.1uFC7220uFC8220uFC9123power1 2 3Power_1MINA_POWER1,2USB供供2,3供电电电供供POWER_S LPC17XX 系列微控制器在电源部分需要五种电压源对其供电,分别是:A、内核和外部通路所需的 3.3V 电源 VDD(3V3);B、内部稳压器所需的 3.3V 电源 VDD(REG)(3V3);C、模拟部分(如片上 ADC 和 DAC)所需的 3.3V 电源;D、模数转换器 ADC 所需的参考电源 VREFP;E、实时时钟 RTC 所需的 3.3V 电源 VBAT;在本设计中电源采用外部 5V 供电,可以是 USB 取电也可以是电源
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