硬件电路与接口技术

第第5章章硬件电路与接口技术硬件电路与接口技术 1.最小系统2.总线接口设计3.UART接口电路4.RS-485接口电路5.CAN-bus接口电路6.GPRS DTU接口电路7.GPRS Modem模块8.ZLG500系列读卡模块第5章 硬件电路与接口技术1.最小系统最小系统2.总线接口设计3.UART接口电路4.RS-485接口电路5.CAN-bus接口电路6.GPRS DTU接口电路7.GPRS Modem模块8.ZLG500系列读卡模块第5章 硬件电路与接口技术5.1 最小系统n概述 一个嵌入式处理器自己是不能独立工作的，必须给它供电、加上时钟信号、提供复位信号，如果芯片没有片内程序存储器，则还要加上存储器系统，然后嵌入式处理器芯片才可能工作。这些提供嵌入式处理器运行所必须的条件的电路与嵌入式处理器共同构成了这个嵌入式处理器的最小系统。而大多数基于ARM7处理器核的微控制器都有调试接口，这部分在芯片实际工作时不是必需的，但因为这部分在开发时很重要，所以也把这部分也归入最小系统中。5.1 最小系统n框图嵌入式控制器时钟系统调试测试接口复位及其配置系统存储器系统供电系统(电源)可选，因为许多面向嵌入式领域的微控制器内部集成了程序和数据存储器可选，但是在样品阶段通常都会设计这部分电路嵌入式控制器时钟系统调试测试接口复位及其配置系统存储器系统供电系统(电源)嵌入式控制器时钟系统调试测试接口复位及其配置系统存储器系统供电系统(电源)n各部件简介电源供电系统(电源)电源系统为整个系统提供能量，是整个系统工作的基础，具有极其重要的地位，但却往往被忽略。如果电源系统处理得好，整个系统的故障往往减少了一大半。n各部件简介电源嵌入式控制器时钟系统调试测试接口复位及其配置系统存储器系统供电系统(电源)供电系统(电源)设计电源时要考虑的因素：1.输出的电压、电流、功率；2.输入的电压、电流；3.安全因素；4.输出纹波；5.电池兼容和电磁干扰；6.体积限制；7.功耗限制；8.成本限制。n各部件简介电源1.分析需求 LPC2100、LPC2200需要4组电源输入：数字3.3V、数字1.8V、模拟3.3V和模拟1.8V。因此，理想情况下电源系统需要提供4组独立的电源：两组3.3V电源和两组1.8V电源，它们需要单点接地或大面积接地。如果系统的其它部分还有其它电源需求，则还需要更多的末级电源。但如果不使用LPC2000的AD功能，或对AD的要求不高，模拟电源和数字电源可以不分开供电。这里假设不使用LPC2000的AD功能，且其它部分对电源没有特殊要求。这样，末级只需要提供两组电源。n各部件简介电源2.设计末级电源电路 LPC2000系列微控制1.8V消耗电流的极限值为70mA。为了保证可靠性并为以后升级留下余量，则电源系统1.8V能够提供的电流应当大于300mA。整个系统在3.3V上消耗的电流与外部条件有很大的关系，这里假设电流不超过200mA，这样，电源系统3.3V能够提供600mA电流即可。分析得到以下参数：3.3V电源设计最大电流：600mA；1.8V电源设计最大电流：300mA。n各部件简介电源2.设计末级电源电路 在了解功率消耗之后，需要选择合适的器件。因为系统对这两组电压的要求比较高，且其功耗不是很大，所以不适合用开关电源，应当用低压差模拟电源（LDO）。合乎技术参数的LDO芯片很多，Sipex 半导体SPX1117是一个较好的选择，它的性价比较好，且有一些产品可以与它直接替换，减少采购风险。n各部件简介电源SPX1117主要特点：0.8A稳定输出电流；1A稳定峰值电流；3V可调节；低静态电流；0.1%线形调整率；0.2%负载调整率；过流及温度保护；多种封装供选择。Vin1GND2Vout3U12SPX1117M3-3.3C33104C610uF/16V+5VVDD3.3Vin1GND2Vout3U11SPX1117M3-1.8C44104C710uF/16V+5VVDD1.8n各部件简介电源3.设计前级电源电路 尽管SPX1117允许的输入电压可达20V（参考芯片数据手册），但太高的电压使芯片的发热量上升，散热系统不好设计，同时影响芯片的性能。这样，就需要前级电路调整一下。如果系统可能使用多种电源（如交流电和电池），各种电源的电压输出不一样，就更需要前级调整以适应末级的输入。通过之前的分析，前级的输出选择为5V。选择5V作为前级的输出有两个原因：这个电压满足SPX1117的要求；目前很多器件还是需要5V供电的，这个5V可以兼做前级和末级了。n各部件简介电源3.设计前级电源电路 根据系统在5V上消耗的电流和体积、成本等方面的考虑，前级电路可以使用开关电源，也可以使用模拟电源。它们的特别如下：开关电源：效率较高，可以减少发热量，因而在功率较大时可以减小电源模块的体积；模拟电源：电路简单，输出电压纹波较小，并且干扰较开关电源小得多。Vin1GND2Vout3U11SPX1117M3-1.8C2104C3220uF/35V+5VC4104C1220uF/35V123CZ1POWER(9V)C3220uF/35VL1330uH/1A14235VINGND/ON OFFFEEDBACKOUTPUTU4LM2575D21N5819D11N5819C1470uF/35VC2104C4104123CZ1POWER(9V)D11N5819+5Vn各部件简介电源模拟电源开关电源嵌入式控制器时钟系统调试测试接口复位及其配置系统存储器系统供电系统(电源)n各部件简介时钟 目前所有的微控制器均为时序电路，需要一个时钟信号才能工作，大多数微控制器具有晶体振荡器。简单的方法是利用微控制器内部的晶体振荡器，但有些场合（如减少功耗、需要严格同步等情况）需要使用外部振荡源提供时钟信号。时钟系统n各部件简介时钟 目前所有的微控制器均为时序电路，需要一个时钟信号才能工作，大多数微控制器具有晶体振荡器。简单的方法是利用微控制器内部的晶体振荡器，但有些场合（如减少功耗、需要严格同步等情况）需要使用外部振荡源提供时钟信号。LPC2000X1X2CCXtalLPC2000X1X2CClock使用内部振荡器使用外部时钟源可以使用稳定的时钟信号源，如有源晶振等。嵌入式控制器时钟系统调试测试接口复位及其配置系统存储器系统供电系统(电源)n各部件简介存储器系统 对于大部分微控制器来说，存储器系统不是必需的，但如果微控制器没有片内程序存储器或数据存储器时，就必须设计存储器系统，这一般通过微控制器的外部总线接口实现。存储器系统n各部件简介存储器系统LPC2210存储器系统P2.22/D221P2.23/D2310P2.24/D2411P2.25/D2512P2.26/D26/BOOT013P2.27/D27/BOOT116P2.28/D28/RD617P2.29/D29/TD618P2.30/D30/AIN419P2.31/D31/AIN520P3.29/BLS2/AIN627P3.28/BLS3/AIN728P3.27/WE29P3.26/CS130P3.23/A23/XCLK40P3.22/A2241P3.21/A2144P3.20/A2045P3.19/A1946P3.18/A1847P3.17/A1748P3.16/A1653P3.15/A1555P3.14/A1456P3.13/A1362P3.12/A1263P3.11/A1164P3.10/A1065P3.9/A966P3.8/A871P3.7/A772P3.6/A673P3.5/A574P3.4/A480P3.3/A381P3.2/A287P3.1/A188P3.0/A089P1.1/OE90P1.0/CS091P3.31/BLS096P3.30/BLS197P2.0/D098P2.1/D1105P2.2/D2106P2.3/D3108P2.4/D4109P2.5/D5114P2.6/D6115P2.7/D7116P2.8/D8117P2.9/D9118P2.10/D10120P2.11/D11124P2.12/D12125P2.13/D13127P2.14/D14129P2.15/D15130P2.16/D16131P2.17/D17132P2.18/D18133P2.19/D19134P2.20/D20136P2.21/D21137P3.25/CS2/RD635P3.24/CS3/TD636LPC2210C?A01A12A23A34A45CE6I/O07I/O18I/O29I/O310Vcc11Vss12I/O413I/O514I/O615I/O716WE17A518A619A720A821A922A1023A1124A1225A1326A1427NC28I/O829I/O930I/O1031I/O1132Vcc33Vss34I/O1235I/O1336I/O1437I/O1538BLE39BHE40OE41A1542A1643A1744U5IS61LV25616ALD0D1D2D3D4D5D6D7D8D9D10D11D12D13D14D15A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10A11A12A13A14A15A16A17nBLS0nBLS1nWEnCS1nOEVDD3.3C14104A18A151A142A133A124A115A106A97A88A199NC10WE11NC12NC13NC14NC15A1816A1717A718A619A520A421A322A223A124A025CE26Vss27OE28DQ029DQ830DQ131DQ932DQ233DQ1034DQ335DQ1136Vdd37DQ438DQ1239DQ540DQ1341DQ642DQ1443DQ744DQ1545Vss46NC47A1648U6SST39VF160D0D1D2D3D4D5D6D7D8D9D10D11D12D13D14D15A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10A11A12A13A14A15A16A17A18A19nWEnOEnCS0C15104VDD3.3A20A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10A11A12A13A14A15A16A17A18A19D0D1D2D3D4D5D6D7D8D9D10D11D12D13D14D15nCS0nCS1nBLS0nBLS1nOEnWER24.7KR110KVDD3.3LPC2210SRAMFLASH嵌入式控制器时钟系统调试测试接口复位及其配置系统存储器系统供电系统(电源)n各部件简介调试与测试接口 调试与测试接口不是系统运行必须的，但现代系统越来越强调可测性，调试、测试接口的设计也要重视了。LPC2000有一个内置JTAG调试接口，通过这个接口可以控制芯片的运行并获取内部信息。调试测试接口调试接口电路一TRACEPKT3TRACEPKT2TRACEPKT0TRSTRTCKEXTIN0TRACECLKPIPESTAT2PIPESTAT1PIPESTAT0TRACESYNCTCKRESETTDITDOTRACEPKT1TMSU1123U2A74HC125456U2B74HC125VDD3.3VDD3.3TRSTRSTR110KR210KnRST1234567891011121314151617181920J2TRSTTDITMSTCKRTCKTDORSTR44.7KJTAGVDD3.31234567891011121314151617181920212223242526272829303132333435363738J18ETMTRSTTDITMSTCKRTCKTDORSTTRACECLKEXTIN0PIPESTAT0PIPESTAT1PIPESTAT2TRACESYNCTRACEPKT0TRACEPKT1TRACEPKT2TRACEPKT3R34.7KTRACEPKT0TRACEPKT1TRACEPKT2TRACEPKT3TRACESYNCPIPESTAT0PIPESTAT1PIPESTAT2TRACECLKEXTIN0ETMLPC2200n各部件简介调试与测试接口 在该电路中，复位电路与前面介绍电路有所不同。它在复位信号和CPU之间插入了三态门74HC125。使用三态门主要是为了复位芯片和JTAG（ETM）仿真器都可以复位芯片。如果没有74HC125，当复位芯片输出高电平时，JTAG（ETM）仿真器就不可能把它拉低，这不但不能实现需要的功能，还可能损坏复位芯片或JTAG（ETM）仿真器。n各部件简介调试与测试接口 因为这种电路JTAG（ETM）仿真器对LPC2000有完全的控制，其仿真性能最好。不过，由于74HC125工作的电压范围低于复位芯片的工作电压范围，所以此电路一般用于样机。正式产品中可以不需要这部分电路。TRACEPKT3TRACEPKT2TRACEPKT0TRSTRTCKEXTIN0TRACECLKPIPESTAT2PIPESTAT1PIPESTAT0TRACESYNCTCKRESETTDITDOTRACEPKT1TMSU1123U2A74HC125456U2B74HC125VDD3.3VDD3.3TRSTRSTR110KR210KnRST1234567891011121314151617181920J2TRSTTDITMSTCKRTCKTDORSTR44.7KJTAGVDD3.31234567891011121314151617181920212223242526272829303132333435363738J18ETMTRSTTDITMSTCKRTCKTDORSTTRACECLKEXTIN0PIPESTAT0PIPESTAT1PIPESTAT2TRACESYNCTRACEPKT0TRACEPKT1TRACEPKT2TRACEPKT3R34.7KTRACEPKT0TRACEPKT1TRACEPKT2TRACEPKT3TRACESYNCPIPESTAT0PIPESTAT1PIPESTAT2TRACECLKEXTIN0ETMLPC2200调试接口电路一n各部件简介调试与测试接口TRACEPKT3TRACEPKT2TRACEPKT0TRSTRTCKEXTIN0TRACECLKPIPESTAT2PIPESTAT1PIPESTAT0TRACESYNCTCKRESETTDITDOTRACEPKT1TMSU1123U2A74HC125456U2B74HC125VDD3.3VDD3.3TRSTRSTR110KR210KnRST1234567891011121314151617181920J2TRSTTDITMSTCKRTCKTDORSTR44.7KJTAGVDD3.31234567891011121314151617181920212223242526272829303132333435363738J18ETMTRSTTDITMSTCKRTCKTDORSTTRACECLKEXTIN0PIPESTAT0PIPESTAT1PIPESTAT2TRACESYNCTRACEPKT0TRACEPKT1TRACEPKT2TRACEPKT3R34.7KTRACEPKT0TRACEPKT1TRACEPKT2TRACEPKT3TRACESYNCPIPESTAT0PIPESTAT1PIPESTAT2TRACECLKEXTIN0ETMLPC2200ETM功能仅在高级仿真器中具有，用户如果没有使用，可以将其省略，同时把TRACESYNC信号上的电阻也去掉。调试接口电路二TRACEPKT3TRACEPKT2TRACEPKT0TRSTRTCKEXTIN0TRACECLKPIPESTAT2PIPESTAT1PIPESTAT0TRACESYNCTCKRESETTDITDOTRACEPKT1TMSU1VDD3.3nRST1234567891011121314151617181920J2TRSTTDITMSTCKRTCKTDOR24.7KJTAGVDD3.31234567891011121314151617181920212223242526272829303132333435363738J18ETMTRSTTDITMSTCKRTCKTDOTRACECLKEXTIN0PIPESTAT0PIPESTAT1PIPESTAT2TRACESYNCTRACEPKT0TRACEPKT1TRACEPKT2TRACEPKT3R14.7KTRACEPKT0TRACEPKT1TRACEPKT2TRACEPKT3TRACESYNCPIPESTAT0PIPESTAT1PIPESTAT2TRACECLKEXTIN0ETMLPC2200n各部件简介调试与测试接口注：实际应用中，通常使用这种接口电路。5.1 最小系统n完整的最小系统 LPC2000系列微控制器有3个典型芯片的最小系统。LPC2114最小系统；LPC2210最小系统；LPC2214最小系统；n完整的最小系统LPC2114VDD1.8XTAL1XTAL2nRST+5VVDD1.8C210uF/16V+5VVDD3.3C110uF/16VVIN3GND1VOUT2U2SPX1117M3-3.3VIN3GND1VOUT2U3SPX1117M3-1.8VDD3.3R110KSW1RSTMR1VCC2GND3PFI4PFO5NC6RST7RST8U4SP708SVDD3.3AVDD1.8AC3104C4104C5104C6104C7104C8104C10104C9104C11104nRSTY111.0592MHzC1230PC1330PR21MP2.22/D221V32Vss3P0.21/PWM5/RD3/CAP1.34P0.22/TD3/CAP0.0/MAT0.05P0.23/RD26P1.19/TRACEPKT37P0.24/TD28Vss9P2.23/D2310P2.24/D2411P2.25/D2512P2.26/D26/BOOT013V3A14P1.18/TRACEPKT215P2.27/D27/BOOT116P2.28/D28/RD617P2.29/D29/TD618P2.30/D30/AIN419P2.31/D31/AIN520P0.25/RD121TD122P0.27/AIN0/CAP0.1/MAT0.123P1.17/TRACEPKT124P0.28/AIN1/CAP0.2/MAT0.225Vss26P3.29/BLS2/AIN627P3.28/BLS3/AIN728P3.27/WE29P3.26/CS130V331P0.29/AIN2/CAP0.3/MAT0.332CAP0.033P1.1634P3.25/CS2/RD635P3.24/CS3/TD636V1837Vss38V339P3.23/A23/XCLK40P3.22/A2241P0.0/TxD0/PWM142P1.31/TRST43P3.21/A2144P3.20/A2045P3.19/A1946P3.18/A1847P3.17/A1748P0.1/RxD0/PWM3/EINT049P0.2/SCL/CAP0.050P1.26/RTCK52P3.16/A1653Vss54P3.15/A1555P3.14/A1456V357P0.3/SDA/MAT0.0/EINT158P0.4/SCK0/CAP0.159P1.25/EXTIN060P0.5/MISO0/MAT0.161P3.13/A1362P3.12/A1263P3.11/A1164V351R?LPC2100VDD3.3P0.14_DCD1R510KVDD3.3VDD1.8VDD3.3VDD3.3VDD3.3VDD1.8决定是否进入ISP状态，如果该引脚悬空将影响程序脱机运行n完整的最小系统LPC2210VDD1.8VDD3.3VDD3.3VDD3.3VDD3.3VDD1.8VDD1.8VDD3.3D0D1D2D3D4D5D6D7D8D9D10D11D12D13D14D15P2.26_D26P2.27_D27A23A22A21A20A19A18A17A16A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0VDD3.3VDD3.3VDD3.3VDD3.3VDD3.3VDD3.3nBLS1nBLS0nWEnOEnCS1nCS0nCS2nCS3XTAL1XTAL2P0.14_DCD1nRSTP2.22/D221V32Vss3P0.21/PWM5/RD3/CAP1.34P0.22/TD3/CAP0.0/MAT0.05P0.23/RD26P1.19/TRACEPKT37P0.24/TD28Vss9P2.23/D2310P2.24/D2411P2.25/D2512P2.26/D26/BOOT013V3A14P1.18/TRACEPKT215P2.27/D27/BOOT116P2.28/D28/RD617P2.29/D29/TD618P2.30/D30/AIN419P2.31/D31/AIN520P0.25/RD121TD122P0.27/AIN0/CAP0.1/MAT0.123P1.17/TRACEPKT124P0.28/AIN1/CAP0.2/MAT0.225Vss26P3.29/BLS2/AIN627P3.28/BLS3/AIN728P3.27/WE29P3.26/CS130V331P0.29/AIN2/CAP0.3/MAT0.332P0.30/AIN3/EINT3/CAP0.033P1.16/TRACEPKT034P3.25/CS2/RD635P3.24/CS3/TD636V1837Vss38V339P3.23/A23/XCLK40P3.22/A2241P0.0/TxD0/PWM142P1.31/TRST43P3.21/A2144P3.20/A2045P3.19/A1946P3.18/A1847P3.17/A1748P0.1/RxD0/PWM3/EINT049P0.2/SCL/CAP0.050P1.26/RTCK52P3.16/A1653Vss54P3.15/A1555P3.14/A1456V357P0.3/SDA/MAT0.0/EINT158P0.4/SCK0/CAP0.159P1.25/EXTIN060P0.5/MISO0/MAT0.161P3.13/A1362P3.12/A1263P3.11/A1164P3.10/A1065P3.9/A966Vss67P0.6/MOSI0/CAP0.268P0.7/SSEL0/PWM2/EINT269P1.24/TRACECLK70P3.8/A871P3.7/A772V351P3.6/A673P3.5/A574P0.8/TxD1/PWM475P0.9/RxD1/PWM6/EINT376V377P0.10/RTS1/CAP1.0/RD578Vss79P3.4/A480P3.3/A381P1.23/PIPESTAT282P0.11/CTS1/CAP1.1/TD583P0.12/DSR1/MAT1.0/RD484P0.13/DTR1/MAT1.1/TD485P1.22/PIPESTAT186P3.2/A287P3.1/A188P3.0/A089P1.1/OE90P1.0/CS091P0.14/DCD1/EINT192Vss93V394P1.21/PIPESTAT095P3.31/BLS096P3.30/BLS197P2.0/D098P0.15/Ri1/EINT299P0.16/EINT0/MAT0.2/CAP0.2100P0.17/CAP1.2/SCK1/MAT1.2101P1.20/TRACESYNC102Vss103V3104P2.1/D1105P2.2/D2106Vss107P2.3/D3108P2.4/D4109V18110Vss111V3112P1.30/TMS113P2.5/D5114P2.6/D6115P2.7/D7116P2.8/D8117P2.9/D9118V3119P2.10/D10120P0.18/CAP1.3/MISO1/MAT1.3121P0.19/MAT1.2/MOSI1/MAT1.3122P0.20/MAT1.3/SSEL1/EINT3123P2.11/D11124P2.12/D12125P1.29/TCK126P2.13/D13127Vss128P2.14/D14129P2.15/D15130P2.16/D16131P2.17/D17132P2.18/D18133P2.19/D19134RESET135P2.20/D20136P2.21/D21137VssA_PLL138VssA139P1.28/TDI140XTAL2141XTAL1142V18A143P1.27/TDO144U1LPC2210A01A12A23A34A45CE6I/O07I/O18I/O29I/O310Vcc11Vss12I/O413I/O514I/O615I/O716WE17A518A619A720A821A922A1023A1124A1225A1326A1427NC28I/O829I/O930I/O1031I/O1132Vcc33Vss34I/O1235I/O1336I/O1437I/O1538BLE39BHE40OE41A1542A1643A1744IS61LV25616ALA151A142A133A124A115A106A97A88A199NC10WE11NC12NC13NC14NC15A1816A1717A718A619A520A421A322A223A124A025CE26Vss27OE28DQ029DQ830DQ131DQ932DQ233DQ1034DQ335DQ1136Vdd37DQ438DQ1239DQ540DQ1341DQ642DQ1443DQ744DQ1545Vss46NC47A1648SST39VF160D0D1D2D3D4D5D6D7D8D9D10D11D12D13D14D15A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10A11A12A13A14A15A16A17D0D1D2D3D4D5D6D7D8D9D10D11D12D13D14D15A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10A11A12A13A14A15A16A17A18A19nBLS0nBLS1nWEnCS1nOEVDD3.3C14104nWEnOEnCS0C15104VDD3.3VDD3.3R310KR44.7KA18A20+5VVDD1.8C210uF/16V+5VVDD3.3C110uF/16VVIN3GND1VOUT2U2SPX1117M3-3.3VIN3GND1VOUT2U3SPX1117M3-1.8VDD3.3VDD3.3AVDD1.8AR110KC3104SW1RSTC4104C5104MR1VCC2GND3PFI4PFO5NC6RST7RST8U4SP708SC6104C7104C8104C10104C9104C11104Y111.0592MHzC1230PC1330PR21MR510KVDD3.3nRST复位后使用外部16位宽度存储器VDD1.8VDD3.3VDD3.3VDD3.3VDD3.3R510KR21MC1330PC1230PVDD3.3Y111.0592MHznRSTVDD1.8VDD1.8C11104C9104C10104C8104C7104C6104C5104VDD3.3C4104C3104P2.26_D26P2.27_D27VDD3.3VDD3.3VDD1.8AVDD3.3VDD3.3AVDD3.3VDD3.3MR1VCC2GND3PFI4PFO5NC6RST7RST8U4SP708SVDD3.3SW1RSTXTAL1XTAL2P0.14_DCD1R110KnRSTP2.22/D221V32Vss3P0.21/PWM5/RD3/CAP1.34P0.22/TD3/CAP0.0/MAT0.05P0.23/RD26P1.19/TRACEPKT37P0.24/TD28Vss9P2.23/D2310P2.24/D2411P2.25/D2512P2.26/D26/BOOT013V3A14P1.18/TRACEPKT215P2.27/D27/BOOT116P2.28/D28/RD617P2.29/D29/TD618P2.30/D30/AIN419P2.31/D31/AIN520P0.25/RD121TD122P0.27/AIN0/CAP0.1/MAT0.123P1.17/TRACEPKT124P0.28/AIN1/CAP0.2/MAT0.225Vss26P3.29/BLS2/AIN627P3.28/BLS3/AIN728P3.27/WE29P3.26/CS130V331P0.29/AIN2/CAP0.3/MAT0.332P0.30/AIN3/EINT3/CAP0.033P1.16/TRACEPKT034P3.25/CS2/RD635P3.24/CS3/TD636V1837Vss38V339P3.23/A23/XCLK40P3.22/A2241P0.0/TxD0/PWM142P1.31/TRST43P3.21/A2144P3.20/A2045P3.19/A1946P3.18/A1847P3.17/A1748P0.1/RxD0/PWM3/EINT049P0.2/SCL/CAP0.050P1.26/RTCK52P3.16/A1653Vss54P3.15/A1555P3.14/A1456V357P0.3/SDA/MAT0.0/EINT158P0.4/SCK0/CAP0.159P1.25/EXTIN060P0.5/MISO0/MAT0.161P3.13/A1362P3.12/A1263P3.11/A1164P3.10/A1065P3.9/A966Vss67P0.6/MOSI0/CAP0.268P0.7/SSEL0/PWM2/EINT269P1.24/TRACECLK70P3.8/A871P3.7/A772V351P3.6/A673P3.5/A574P0.8/TxD1/PWM475P0.9/RxD1/PWM6/EINT376V377P0.10/RTS1/CAP1.0/RD578Vss79P3.4/A480P3.3/A381P1.23/PIPESTAT282P0.11/CTS1/CAP1.1/TD583P0.12/DSR1/MAT1.0/RD484P0.13/DTR1/MAT1.1/TD485P1.22/PIPESTAT186P3.2/A287P3.1/A188P3.0/A089P1.1/OE90P1.0/CS091P0.14/DCD1/EINT192Vss93V394P1.21/PIPESTAT095P3.31/BLS096P3.30/BLS197P2.0/D098P0.15/Ri1/EINT299P0.16/EINT0/MAT0.2/CAP0.2100P0.17/CAP1.2/SCK1/MAT1.2101P1.20/TRACESYNC102Vss103V3104P2.1/D1105P2.2/D2106Vss107P2.3/D3108P2.4/D4109V18110Vss111V3112P1.30/TMS113P2.5/D5114P2.6/D6115P2.7/D7116P2.8/D8117P2.9/D9118V3119P2.10/D10120P0.18/CAP1.3/MISO1/MAT1.3121P0.19/MAT1.2/MOSI1/MAT1.3122P0.20/MAT1.3/SSEL1/EINT3123P2.11/D11124P2.12/D12125P1.29/TCK126P2.13/D13127Vss128P2.14/D14129P2.15/D15130P2.16/D16131P2.17/D17132P2.18/D18133P2.19/D19134RESET135P2.20/D20136P2.21/D21137VssA_PLL138VssA139P1.28/TDI140XTAL2141XTAL1142V18A143P1.27/TDO144U1LPC2212/2214VDD3.3VDD3.3R310KVIN3GND1VOUT2U3SPX1117M3-1.8R410KVIN3GND1VOUT2U2SPX1117M3-3.3C110uF/16VVDD3.3+5V+5VVDD1.8C210uF/16Vn完整的最小系统LPC2214复位后使用内部存储器1.最小系统2.总线接口设计总线接口设计3.UART接口电路4.RS-485接口电路5.CAN-bus接口电路6.GPRS DTU接口电路7.GPRS Modem模块8.ZLG500系列读卡模块第5章 硬件电路与接口技术5.2 总线接口设计nRAM概述 目前，RAM大体上可以分为SRAM和DRAM。SRAM的存储单元由触发器构成，没有刷新部分，外围电路比较简单；DRAM的存储单元是由电容和晶体管构成的，需要定时刷新，外围电路比较复杂。RAMSRAMDRAM5.2 总线接口设计nSRAM概述 静态随机存储器（SRAM）基本单元是锁存器，使用多个晶体管，通常是四个、六个或者八个。存取速度快，容量小，外围电路简单，价格贵。行选通线 位线 列选通线 D D 图 3-1 MOS 存储单元结构 VDD(5V)VGG T4 T3 T6 T5 T2 T1 Vss(0V)5.2 总线接口设计nDRAM概述 动态随机存储器（DRAM）的内存单元是由晶体管和电容搭配组成的，需要定时刷新电容上的电荷。SDRAM同步动态随机存储器（SDRAM）是DRAM中的一种，利用突发模式工作。SDRAM价格便宜，外围接口电路复杂。LPC2400/2800支持SDRAM存储器。数据线字选择5.2 总线接口设计nPSRAM概述 PSRAM（即Pseudo-SRAM）器件是异步SRAM接口技术和高密度DRAM技术相结合的产物。具有突发读/写、带宽高和功耗低的特点。CellularRAM是一种增强的PSRAM存储器，它是带有SRAM接口的DRAM 存储器。LPC2200支持CellularRAM存储器。SRAM 接口DRAM 存储器CellularRAM5.2 总线接口设计nSRAM接口电路 SRAM为静态RAM存储器，具有极高的读写速度，在嵌入式系统中常用来作变量/数据缓冲，或者将程序复制到SRAM上运行，以提高系统的性能。注意：SRAM属于易失性存储器，电源掉电后SRAM中的数据将会丢失。5.2 总线接口设计 容量：512K字节；数据宽度：16位；工作电压：3.3V；nSRAM接口电路 IS61LV25616IS61LV25616A01A12A23A34A45CE6I/O07I/O18I/O29I/O310Vcc11Vss12I/O413I/O514I/O615I/O716WE17A518A619A720A821A922A1023A1124A1225A1326A1427NC28I/O829I/O930I/O1031I/O1132Vcc33Vss34I/O1235I/O1336I/O1437I/O1538BLE39BHE40OE41A1542A1643A1744U2IS61LV25616ALD0D1D2D3D4D5D6D7D8D9D10D11D12D13D14D15A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10A11A12A13A14A15A16A17VDD3.3C30104Address:0 x80000000-0 x8007FFFF(Bank0时)A18A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10A11A12A13A14A15A16A17A18D0D1D2D3D4D5D6D7D8D9D10D11D12D13D14D15P3.27/WE29P3.21/A2144P3.20/A2045P3.19/A1946P3.18/A1847P3.17/A1748P3.16/A1653P3.15/A1555P3.14/A1456P3.13/A1362P3.12/A1263P3.11/A1164P3.10/A1065P3.9/A966P3.8/A871P3.7/A772P3.6/A673P3.5/A574P3.4/A480P3.3/A381P3.2/A287P3.1/A188P3.0/A089P1.1/OE90P2.0/D098P2.1/D1105P2.2/D2106P2.3/D3108P2.4/D4109P2.5/D5114P2.6/D6115P2.7/D7116P2.8/D8117P2.9/D9118P2.10/D10120P2.11/D11124P2.12/D12125P2.13/D13127P2.14/D14129P2.15/D15130P3.23/A23/XCLK40P3.22/A2241P1.0/CS091P3.31/BLS096P3.30/BLS197U1LPC22005.2 总线接口设计 MT45W4ML16PFA是CellularRAM的一种，是一个4M16位的64Mb器件。为了减少功耗，内核电压被降低到1.8V，为了兼容各种不同存储器总线的接口，I/O电压为3.0V。nPSRAM接口电路 MT45W4ML16PFALB#1OE#2A03A14A25ZZ#6DQ87UB#8A39A410CE#11DQ012DQ913DQ1014A515A616DQ117DQ218VssQ19DQ1120A1721A722DQ323Vcc24VccQ25DQ1226A2127A1628DQ429Vss30DQ1431DQ1332A1433A1534DQ535DQ636DQ1537A1938A1239A1340WE#41DQ742A1843A844A945A1046A1147A2048U2MT45W4ML16PFAnBLS0nOEA1A2A3VDD3.3D8nBLS1A4A5nCED0D9D10A6A6D1D2A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10A11A12A13A14A15A16A17A18D0D1D2D3D4D5D6D7D8D9D10D11D12D13D14D15P3.27/WE29P3.21/A2144P3.20/A2045P3.19/A1946P3.18/A1847P3.17/A1748P3.16/A1653P3.15/A1555P3.14/A1456P3.13/A1362P3.12/A1263P3.11/A1164P3.10/A1065P3.9/A966P3.8/A871P3.7/A772P3.6/A673P3.5/A574P3.4/A480P3.3/A381P3.2/A287P3.1/A188P3.0/A089P1.1/OE90P2.0/D098P2.1/D1105P2.2/D2106P2.3/D3108P2.4/D4109P2.5/D5114P2.6/D6115P2.7/D7116P2.8/D8117P2.9/D9118P2.10/D10120P2.11/D11124P2.12/D12125P2.13/D13127P2.14/D14129P2.15/D15130P3.23/A23/XCLK40P3.22/A2241P1.0/CS091P3.31/BLS096P3.30/BLS197U1LPC2200GNDD11A18A8D3A21A12A11A10A9A19D7nWEA14A13A20D15D6D5A16A15D13D14GNDD4A17A22D12A19A20A21A22nCEnOEnWEnBLS1nBLS0C1104C2104VDD3.3VDD1.85.2 总线接口设计n并行Flash FLASH存储器又称闪存，是一种可在线多次擦除的非易失性存储器，即，掉电后数据不会丢失。FLASH存储器还具有体积小、功耗低、抗振性强等优点，是嵌入式系统的首选存储设备。FLASH存储器主要分为两种：NOR型FLASH NAND型FLASH类型特点芯片举例NOR型可以直接读取芯片内存储器的数据，速度比较快，但价格较高。应用程序可以直接在FLASH上运行，不必再把代码读到系统RAM中。SST39VF160NAND型内部数据以块为单位进行存储，地址线和数据线共用，使用控制信号选择。极高的单元密度，可以达到高存储密度，并且写入和擦除的速度也很快。应用NAND型的困难在于FLASH的管理和需要特殊的系统接口。K9F2808U0C5.2 总线接口设计nNOR型和NAND型FLASH特点 5.2 总线接口设计nNOR Flash接口电路 SST39VF160存储容量：2M字节A15A14A13A12A11A10A9A8A19NCWE#NCNCNCNCA18A17A7A6A5A4A3A2A1123456789101112131415161718192021222324A16NCVSSDQ15DQ7DQ14DQ6DQ13DQ5DQ12DQ4VDDDQ11DQ3DQ10DQ2DQ9DQ1DQ8DQ0OE#VSSCE#A0484746454443424140393837363534333231302928272625Standard PinoutTop Vi ewDie UpSST39LF160/SST39VF160数据宽度：16位数据工作电压：2.73.6VA151A142A133A124A115A106A97A88A199NC10WE11NC12NC13NC14NC15A1816A1717A718A619A520A421A322A223A124A025CE26Vss27OE28DQ029DQ830DQ131DQ932DQ233DQ1034DQ335DQ1136Vdd37DQ438DQ1239DQ540DQ1341DQ642DQ1443DQ744DQ1545Vss46NC47A1648U3SST39VF160D0D1D2D3D4D5D6D7D8D9D10D11D12D13D14D15A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10A11A12A13A14A15A16A17A18A19C32104VDD3.3Address:0 x80000000-0 x801FFFFF (Bank0时)A20A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10A11A12A13A14A15A16A17A18A19A20P3.27/WE29P3.21/A2144P3.20/A2045P3.19/A1946P3.18/A1847P3.17/A1748P3.16/A1653P3.15/A1555P3.14/A1456P3.13/A1362P3.12/A1263P3.11/A1164P3.10/A1065P3.9/A966P3.8/A871P3.7/A772P3.6/A673P3.5/A574P3.4/A480P3.3/A381P3.2/A287P3.1/A188P3.0/A089P1.1/OE90P2.0/D098P2.1/D1105P2.2/D2106P2.3/D3108P2.4/D4109P2.5/D5114P2.6/D6115P2.7/D7116P2.8/D8117P2.9/D9118P2.10/D10120P2.11/D11124P2.12/D12125P2.13/D13127P2.14/D14129P2.15/D15130P3.23/A23/XCLK40P3.22/A2241P1.0/CS091U1LPC2200D0D1D2D3D4D5D6D7D8D9D10D11D12D13D14D155.2 总线接口设计nNAND Flash接口电路 K9F2808U0C 存储容量：16M8Bit 工作电压：2.73.6V 页编程操作时间：200s 块擦除操作时间：2ms 页面的数据以每个字50ns的速度被读出；片内写控制自动实现所有编程和擦除功能 刷新脉冲 内部校验 数据冗余 WAITnOEnCEVDD3.3GNDA0A1nWED7D6D5D4VDD3.3GNDD3D2D1D0P3.27/WE29P3.25/CS2/RD635P3.24/CS3/TD636P3.8/A871P3.7/A772P3.6/A673P3.5/A574P3.4/A480P3.3/A381P3.2/A287P3.1/A188P3.0/A089P1.1/OE90P2.0/D098P2.1/D1105P2.2/D2106P2.3/D3108P2.4/D4109P2.5/D5114P2.6/D6115P2.7/D7116P3.22/A2241P1.22/PIPESTAT186U1LPC2200D7D6D5D4D3D2D1D0A1nWEnOEnCEWAITVDD3.3A0C1104C2104VDD3.3NC1NC2DNU3NC4NC5NC6R/B7RE8CE9DNU10NC11Vcc12Vss13NC14DNU15CLE16ALE17WE18WP19NC20NC21DNU22NC23NC24NC25NC26DNU27NC28I/O029I/O130I/O231I/O332NC33DNU34NC35Vss36Vcc37NC38DNU39NC40I/O441I/O542I/O643I/O744NC45DNU46NC47NC48U2K9F2808U0Cl 命令输入：0 x83000001（CLE=1，ALE=0）l 地址输入：0 x83000002（CLE=0，ALE=1）l 数据操作：0 x83000000（CLE=0，ALE=0）5.2 总线接口设计nCS8900 以太网接口电路 CS8900A是一款符合IEEE802.3标准的低功耗10M以太网控制器。它具有硬件连接简单、低电压工作、低功耗，还具有工业级芯片的特点。该器件具有4KB片上SRAM，用于缓存收发的数据包和芯片功能控制。具有标准的ISA总线接口，可以方便的修改为其它控制器的总线接口方式，5.2 总线接口设计nCF卡接口电路CF卡工作模式：PC卡I/O MEMORY True IDE True IDE模式兼容IDE硬盘，该模式比其它的两种模式更实用，是3种模式中使用较多的一种。5.2 总线接口设计nLPC2200与CF卡的接口ATA_DASP11223344556677889910101111121213131414151516161717181819192020212122222323242425252626272728282929303031313232333334343535363637373838393940404141424243434444454546464747484849495050J17Com pact Fl ash CardVDD3.3P2.24_D24P2.25_D25P2.26_D26P2.27_D27P2.28_D28P2.29_D29P2.30_D30P2.31_D31P1.20P0.21_PW M 5P0.19_M AT1.2P0.20_M AT1.3VDD3.3VDD3.3P0.17_CAP1.2P0.22_M AT0.0VDD3.3P1.25P1.24P2.18_D18P2.17_D17P2.16_D16P1.16P1.17P1.18VDD3.3P1.19P2.23_D23P2.22_D22P2.21_D21P2.20_D20P2.19_D19R94470LED 15IDEATA_DASPLPC2200CF卡卡LPC2200CF卡卡P0.17-RESETP1.17A01P2.16P2.31D00D15P1.16A00P0.18P1.19-CS0P0.19-IOWRP1.23P0.21-IORDP1.24-IOCS16P0.22IORDYP1.25-PDIAGP1.21*P1.18A02P0.20INTRQ*P1.20-CS15.2 总线接口设计nUSB Host接口电路 ISP1160 ISP1160为一嵌入式USB主控器，遵循USB规范2.0，支持全速（12Mbit/s）及低速（1.5Mbit/s）两种数据传输模式。ISP1160提供两个下行端口。每