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1、- - - 1 -课 程 设 计 用 纸教师批阅LPC2138 芯片与 PC 机的串行通信设计 摘要：串口通信是一种广泛使用且实用的通信方式，介绍RS232串行通信的联结方式，研究利用c语言编程实现RS232串行通信的过程结合实际应用，在约定双方串行通信协议的基础上，运用C语言开发的串行通信软件，LPC2138芯片与PC机的串行数据通信。关键词：ARM 嵌入式系统、LPC2138 芯片、RS232 串行通信- - - 2 -课 程 设 计 用 纸教师批阅目录第 1 章 设计的目的和要求1.1 设计的目的 31.2 设计要求 3第 2 章 方案论证2.1 设计方案 42.2 方案选择 4第 3
2、章 硬件电路设计3.1 设计思路 53.2 主电路设计 53.2.1 LPC2138 芯片 53.2.2 晶振电路 93.2.3 复位电路103.2.4 电源电路103.3 RS232 电平转换电路设计 113.4 硬件电路连线图12第 4 章 软件设计4.1 串行通信协议设计134.2 程序设计144.2.1 流程图144.2.2 程序清单16第 5 章 总结 19参考文献 20- - - 3 -课 程 设 计 用 纸教师批阅第 1 章 设计的目的和要求1.1 设计目的1、了解 LPC2138 各个引脚功能，工作方式，计数/定时，I/O 口，中断等的相关原理，并巩固学习嵌入式的相关内容知识。
3、2、培养综合运用所学知识、独立分析和解决实际问题的能力，培养创新意识和创新能力，并获得科学研究的基础训练。3、掌握 LPC2138 芯片及 PC 机 RS232 通信原理。1.2 设计要求利用 LPC2138 芯片与 PC 机实现信息的串行通信：1、课程设计论文内容要正确，概念要清楚；2、完成任务书所规定的内容；3、附有电路原理图及程序流程图，以及程序清单；4、文字要通顺，书写要工整，设计图纸必须符合规范。- - - 4 -课 程 设 计 用 纸教师批阅第 2 章 方案论证2.1 设计方案方案一：采用单片机 89S51 芯片和 MAX3232 芯片与 PC 机进行 RS232 串行通信；方案二
4、：采用 LPC2114 芯片和 SC161S752 芯片与 PC 机进行 RS232 串行通信；方案三：采用 LPC2138 芯片和 MAX3223 芯片 PC 机进行 RS232 串行通信；2.2 方案选择MCU-51 系列芯片主要是 8 位单片机，而 LPC2000 系列芯片是 32 位的微处理器，因此采用单片机芯片相对来说会比其余方案的功能来的简单，性能会比较差。MAX3223 芯片与SC161S752 芯片都能实现 RS232 电平的转换，但 MAX3223 芯片的设计简单，成本更低廉。因此我们组选择方案三。根据系统设计的要求，对系统设计的总体方案进行论证分析如下：1当使用串口进行数据
5、传送时，虽然同步通信速度远远高于异步通信，可达500kbit/s，但由于其需要有一个时钟来实现发送端和接收端之间的同步，硬件电路复杂，通常计算机之间的通信只采用异步通信。2本设计中采用外接晶振的方法。3RS232 接口具有良好的抗噪声干扰性、 长的传输距离和多点连接能力等优点, 所以选用 RS232 接口。因普通 PC 机串口遵循标准的 RS232 通讯协议,所以在 PC 机串口与通信电缆间安装一 RS232 /485 协议转换器实现协议转换。4：程序采用 C 语言来实现来实现。- - - 5 -课 程 设 计 用 纸教师批阅第 3 章 硬件电路设计3.1 设计思路LPC2138 具有片内 F
6、lash 程序存储器，需 3.3V 电源、复位电路、晶振电路， P0.14 接一个上拉电阻禁止 ISP 功能。LPC2138 的 UART0 没有完整的 Modem 接口信号，仅提供TXD、 RXD 信号引脚，使用 UART0 与 RS-232 接口进行串行通信需要一个 RS-232 转换器（MAX3223 芯片）将 TTL 电平转换成 RS-232 电平。3.2 主电路设计3.2.1 LPC2138 芯片1、简介LPC2138 是基于一个支持实时仿真和嵌入式跟踪的32/16 位ARM7TDMI-STM CPU 的微控制器，并带有512 kB 的嵌入的高速Flash 存储器。片内 128 位宽
7、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。由于LPC2138较小的封装和极低的功耗，多个32 位定时器，4路10位ADC或8路10位ADC，PWM 通道和46个GPIO 以及多达9 个边沿或电平触发的外部中断。可理想地用于小型系统中，如访问控制和POS 机。宽范围的串行通信接口和片内 32kB 的SRAM 使LPC2138 非常适用于通信网关、协议转换器、软modem、声音辨别和低端成像，为它们提供巨大的缓冲区空间和强大的处理功能。LPC2138 集成了一个512 k
8、B 的FLASH 存储器系统。该存储器可用作代码和数据的存储。对FLASH 存储器的编程可通过几种方法来实现。可通过串口进行在系统编程。应用程序也可以在程序运行时擦除和/或编程FLASH，这样为数据存储和现场固件的升级都带来了极大的灵活性。当使用片内bootloader 时，512kB 的Flash存储器可作用户代码使用。- - - 6 -课 程 设 计 用 纸教师批阅2、引脚描述图 3.1 LPC2138 芯片引脚图表3-1 LPC2138引脚功能介绍引脚名称引脚号类型描 述P0.0 P0.31I/O P0 口：P0 口是一个 32 位双向 I/O 口。每个位都有独立的方向控制。有 31 个
9、 P0 口可用作通用双向数字 I/O 口，P0.31 只用作输出口。P0 口管脚的操作取决于管脚连接模块所选择的功能。P0.24 不可用。P0.0 19 OOTxD0UART0 的发送器输出PWM1脉宽调制器输出 1P0.1 21 IOIRxD0UART0 的接收器输入PWM3脉宽调制器输出 3EINT0外部中断 0 输入P0.2 22 I/OISCL0I2C0 时钟输入/输出。开漏输出CAP0.0定时器 0 捕获输入 0P0.3 26 I/OOISDA0I2C0 数据输入/输出。开漏输出MAT0.0定时器 0 匹配输出 0EINT1外部中断 1 输入P0.4 27 I/OIISCK0SPI0
10、 串行时钟，主机输出或从机输入的时钟CAP0.1定时器 0 捕获输入 0AD0.6A/D 转换器 0 输入 6。该模拟输入总是连接到相应的管脚。P0.5 29 I/OOIMISO0SPI0 主机输入/从机输出，从机到主机的数据传输MAT0.1定时器 0 匹配输出 1AD0.7A/D 转换器 0 输入 7。该模拟输入总是连接到相应的管脚。- - - 7 -课 程 设 计 用 纸教师批阅P0.6 30 I/OIIMOSI0SPI0 主机输出/从机输入，主机到从机的数据传输CAP0.2定时器 0 捕获输入 2AD1.0A/D 转换器 1 输入 0。该模拟输入总是连接到相应的管脚。P0.7 31 IO
11、ISSEL0SPI0 从机选择，选择 SPI 接口用作从机。PWM2脉宽调制器输出 2EINT2外部中断 2 输入P0.8 33 OOITxD1UART1 的发送器输出PWM4脉宽调制器输出 4AD1.1A/D 转换器 1 输入 1。该模拟输入总是连接到相应的管脚。P0.9 34 IOIRxD1UART1 的接收器输入PWM6脉宽调制器输出 6EINT3外部中断 3 输入P0.10 35 OIIRTS1UART1 请求发送输出CAP1.0定时器 1 捕获输入 0AD1.2A/D 转换器 1 输入 2。该模拟输入总是连接到相应的管脚。P0.11 37 III/OCTS1UART1 的清零发送输入
12、CAP1.1定时器 1 捕获输入 1SCL1I2C1 时钟输入/输出。开漏输出P0.12 38 IOIDSR1UART1 的数据设备就绪输入MAT1.0定时器 1 匹配输出 0AD1.3A/D 转换器 1 输入 3。该模拟输入总是连接到相应的管脚。P0.13 39 OOIDTR1UART1 的数据终端就绪输出MAT1.1定时器 1 匹配输出 1AD1.4A/D 转换器 1 输入 4。该模拟输入总是连接到相应的管脚。P0.14 41 III/ODCD1UART1 数据载波检测输入EINT1外部中断 1 输入SDA1I2C1 数据输入/输出。开漏输出P0.15 45 IIIRI1UART1 铃声指
13、示输入EINT2外部中断 2 输入AD1.5A/D 转换器 1 输入 5。该模拟输入总是连接到相应的管脚。P0.16 46 IOIEINT0外部中断 0 输入MAT0.2定时器 0 匹配输出 2CAP0.2定时器 0 捕获输入 2P0.17 47 II/OOCAP1.2定时器 1 捕获输入 2SCK1SSP 串行时钟，主机输出或从机输入的时钟MAT1.2定时器 1 匹配输出 2P0.18 53 II/OCAP1.3定时器 1 捕获输入 3MISO1SSP 主机输入/从机输出，从机到主机的数据传输- - - 8 -课 程 设 计 用 纸教师批阅O MAT1.3定时器 1 匹配输出 3P0.19
14、54 OI/OIMAT1.2定时器 1 匹配输出 2MOSI1SSP 主机输出/从机输入，主机到从机的数据传输CAP1.2定时器 1 捕获输入 2P0.20 55 OIIMAT1.3定时器 1 匹配输出 3SSEL1SSP 从机选择，选择 SSP 接口用作从机。EINT3外部中断 3 输入P0.21 1 OIIPWM5脉宽调制器输出 5AD1.6A/D 转换器 1 输入 6。该模拟输入总是连接到相应的管脚。CAP1.3定时器 1 捕获输入 3P0.22 2 IIOAD1.7A/D 转换器 1 输入 7。该模拟输入总是连接到相应的管脚。CAP0.0定时器 0 捕获输入 0MAT0.0定时器 0 匹配输出 0P0.23 58 I/O 通用数字输入/输出口。P0.25 9 IOAD0.4A/D 转换器 0 输入 4。该模拟输入总是连接到相应的管脚。AOUTD/A 转换器输出P0.26 10 I AD0.5A/D 转换器 0 输入 5。该模拟输入总是连接到相应的管脚。P0.27 11 IIOAD0.0A/D 转
