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1、 LPC2131/2132/2138 使用指南 1. 简介简介 概述概述 LPC2131/2132/2138 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 32kB、64kB、512 kB的嵌入的高速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。 较小的封装和极低的功耗使 LPC2131/2132/2138 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
2、内 8/16/32kB 的 SRAM 使 LPC2131/2132/2138 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。多个 32 位定时器、1个或 2 个 10 位 8 路 ADC、10 位 DAC、PWM 通道和 47 个 GPIO 以及多达 9 个边沿或电平触发的外部中断使它们特别适用于工业控制和医疗系统。 特性特性 ? 小型 LQFP64 封装的 16/32 位 ARM7TDMI-S 微控制器。 ? 8/16/32kB 片内静态 RAM。 ? 片内 Boot 装载软件实现在系统/在应用中编程（ISP/IAP） 。扇
3、区擦除或整片擦除的时间为 400ms，1ms 可编程 256 字节。 ? EmbeddedICERT和嵌入式跟踪接口可实时调试（利用片内RealMonitor软件）和高速跟踪执行代码。 ? 1 个（LPC2132/2132）或 2 个（LPC2138）8 路 10 位 A/D 转换器共包含 16 个模拟输入，每个通道的转换时间低至 2.44us。 ? 1 个 10 位 D/A 转换器，可提供不同的模拟输出（LPC2132/2138） 。 ? 2 个 32 位定时器/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。 ? 实时时钟具有独立的电源和时钟源，在节电模式
4、下极大地降低了功耗。 ? 多个串行接口， 包括 2 个 16C550 工业标准UART、 2 个高速I2C接口 （400 kbit/s） 、 SPITM和SSP （具有缓冲功能，数据长度可变） 。 ? 向量中断控制器。可配置优先级和向量地址。 ? 多达 47 个 5V 的通用 I/O 口（LQFP64 封装） 。 ? 9 个边沿或电平触发的外部中断引脚。 ? 通过片内 PLL 可实现最大为 60MHz 的 CPU 操作频率，PLL 的稳定时间为 100us。 ? 片内晶振频率范围：130 MHz。 ? 2 个低功耗模式：空闲和掉电。 ? 可通过个别使能/禁止外部功能和降低外部时钟来优化功耗。
5、? 通过外部中断将处理器从掉电模式中唤醒。 ? 单个电源供电，含有上电复位（POR）和掉电检测（BOD）电路： CPU 操作电压范围：3.03.6 V (3.3 V+/ 10%)，I/O 口可承受 5V 的最大电压。 1 应用应用 ? 工业控制 ? 医疗系统 ? 访问控制 ? POS 机 ? 通信网关 ? 嵌入式软 moderm ? 一般性应用 器件信息器件信息 表表 1 LPC2131/2132/2138 器件信息器件信息 器件器件 管脚数片内管脚数片内 RAM 片内片内FLASH10 位位 A/D 通道数通道数10 位位 D/A 通道数通道数 注注 LPC2131 64 8kB 32kB
6、8 - - LPC2132 64 16 kB 64 kB 8 - - LPC2138 64 32 kB 512 kB 16 1 - 结构概述结构概述 LPC2131/2132/2138 包含一个支持仿真的 ARM7TDMI-S CPU、 与片内存储器控制器接口的 ARM7 局部总线、 与中断控制器接口的 AMBA 高性能总线 （AHB） 和连接片内外设功能的 VLSI 外设总线 （VPB， ARM AMBA 总线的兼容超集） 。LPC2131/2132/2138 将 ARM7TDMI-S 配置为小端（little-endian）字节顺序。 AHB 外设分配了 2M 字节的地址范围，它位于 4G
7、 字节 ARM 存储器空间的最顶端。每个 AHB 外设都分配了 16k 字节的地址空间。 LPC2131/2132/2138 的外设功能 （中断控制器除外） 都连接到 VPB 总线。 AHB到 VPB 的桥将 VPB 总线与 AHB 总线相连。VPB 外设也分配了 2M 字节的地址范围，从 3.5GB 地址点开始。每个 VPB 外设在 VPB 地址空间内都分配了 16k 字节地址空间。 片内外设与器件管脚的连接由管脚连接模块控制。该模块必须由软件进行控制以符合外设功能与管脚在特定应用中的需求。 ARM7TDMI-S 处理器处理器 ARM7TDMI-S 是通用的 32 位微处理器，它具有高性能和
8、低功耗的特性。ARM 结构是基于精简指令集计算机(RISC)原理而设计的。指令集和相关的译码机制比复杂指令集计算机要简单得多。这样使用一个小的、廉价的处理器核就可实现很高的指令吞吐量和实时的中断响应。 由于使用了流水线技术，处理和存储系统的所有部分都可连续工作。通常在执行一条指令的同时对下一条指令进行译码，并将第三条指令从存储器中取出。 ARM7TDMI-S 处理器使用了一个被称为 THUMB 的独特结构化策略， 它非常适用于那些对存储器有限制或者需要较高代码密度的大批量产品的应用。 在 THUMB 后面一个关键的概念是“超精简指令集” 。基本上，ARM7TDMI-S 处理器具有两个指令集：
9、? 标准 32 位 ARM 指令集 ? 16 位 THUMB 指令集 THUMB 指令集的 16 位指令长度使其可以达到标准 ARM 代码两倍的密度，却仍然保持 ARM 的大多数性能上的优势，这些优势是使用 16 位寄存器的 16 位处理器所不具备的。因为 THUMB 代码和 ARM 代码一样，在相同的 32 位寄存器上进行操作。 THUMB 代码仅为 ARM 代码规模的 65%，但其性能却相当于连接到 16 位存储器系统的相同 ARM 处理器性能的 160%。 关于 ARM7TDMI-S 处理器的详细内容请参阅 ARM 官方网站上的 ARM7TDMI-S 数据手册。 2片内片内 FLASH
10、程序存储器程序存储器 LPC2131/2132/2138 分别含有 32kB、64kB 和 512kB 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：通过内置的串行 JTAG 接口，通过在系统编程（ISP）和 UART0，或通过在应用编程（IAP）。使用在应用编程的应用程序也可以在应用程序运行时对FLAH 进行擦除和/或编程，这样就为数据存储和现场固件的升级都带来了极大的灵活性。如果LPC2131/2132/2138 使用了片内引导装载程序（bootloader），32/64/512kB 的 Flash 存储器就可用来存放用户代码
11、。 LPC2131/2132/2138 的 Flash 存储器至少可擦除/编程 10,000 次，保存数据的时间长达 10 年。 片内静态片内静态 RAM 片内静态 RAM（SRAM）可用作代码和/或数据的存储，支持 8 位、16 位和 32 位的访问。LPC2131/2132/2138 含有 8/16/32kB 的静态 RAM。 LPC2131/2132/2138 SRAM 是一个字节寻址的存储器。对存储器进行字和半字访问时将忽略地址对准，访问被寻址的自然对准值 （因此， 对存储器进行字访问时将忽略地址位 0 和 1， 半字访问时将忽略地址位 0） 。因此，有效的读写操作要求半字数据访问的地
12、址线 0 为 0（地址以 0、2、4、6、8、A、C 和 E 结尾），字数据访问的地址线 0 和 1 都为 0（地址以 0、4、8 和 C 结尾）。该原则同样用于片外和片内存储器。 SRAM 控制器包含一个回写缓冲区，它用于防止 CPU 在连续的写操作时停止运行。回写缓冲区总是保存着软件发送到 SRAM 的最后一个字节。该数据只有在软件请求下一次写操作时才写入 SRAM（数据只有在软件执行另外一次写操作时被写入 SRAM）。如果发生芯片复位，实际的 SRAM 内容将不会反映最近一次的写请求（即：在一次“热”芯片复位后，SRAM 不会反映最后一次写入的内容）。任何在复位后检查SRAM 内容的程序
13、都必须注意这一点。通过对一个单元执行两次相同的写操作可保证复位后数据的写入。或者，也可通过在进入空闲或掉电模式前执行虚写（dummy write）操作来保证最后的数据在复位后被真正写入到 SRAM。 3功能框图功能框图 AHB译码器ARM7TDMI-S 8/16/32 kBSRAM32/64/512 kBFLASHI2C 串行向量中断控制器AMBA AHB外围总线）测试/调试接口 AHB 桥VPB ( VLSI系统功能SCL 0,1SDA0 ,1SPI 和 SSP串行接口SCK0 ,1MOSI0,1MISO0,1SSEL 0,1UART 0 & 1TxD0,1RxD0,1AD0.7:0 0 和
14、 12P0.31:0PWM6:1PWM 08 x CAP08 x MAT（ w/外部时钟）定时器0&1DSR12,CTS12,RTS12DTR12, DCD12,RI12PLLAHB 到 VPB桥系统时钟VPB分频器ARM7 局部总线EINT3:0外部中断P1.31:16, 1:02AD1.7:02RT XC1RT XC2VbatAout32（先进的高性能总线）内部SRAM 控制器内部Flash 控制器捕获/比较A/D 转换器D/A 转换器通用I/O口系统控制看门狗定时器实时时钟接口0和1 1 与GPIO共用。 2 仅适用于LPC2138。 3 仅LPC2132/2138。 图 1 LPC21
15、31/2132/2138 方框图 2. LPC2131/2132/2138 存储器寻址存储器寻址 存储器映射存储器映射 LPC2131/2132/2138 包含几个不同的存储器组， 见以下各图。 图 2 所示为复位后从用户角度所看到的整个地址空间映射。中断向量支持地址的重新映射，详见后面的章节。 44.0 GB AHB 外设 VPB 外设保留地址空间0 x0000 00000 xFFFF FF FF0 x8000 00000 xF000 00003.75 GB2.0 GB1.0 GB0.0 GB0 xC000 00000 xE000 00003.5 GB3.0 GBBoot Block0 x0
16、000 7FFF0 x0000 80000 x0001 00000 x0000 FFFF0 x0007 FF FF0 x0008 00000 x4000 00000 x4000 1FFF0 x4000 20000 x4000 40000 x4000 3FFF0 x4000 7FFF0 x4000 8000（从片内Flash 存储器重新映射）保留地址空间32 kB片内静态RAM （LPC2138 ）16 kB片内静态RAM （LPC2132 ） 8 kB片内静态RAM （LPC2131 ）保留地址空间 512 kB 片内非易失性存储器（LPC2138 ）64 kB片内非易失性存储器（LPC2132 ) 32 kB片内非易失性存储器（LPC2131 ) 图2 系统存储器映射 54.0 GB0 xFFFF FFFF3.750 xE000 00000 xFFE0 00000 xFFDF FFFF4.0 GB - 2 MBAHB 外设 GB3.5 GB0 xF000 00000 xEFFF FFFF0 xE020 00000 xE01F FFFF保留保留VPB 外设注：16kB） 。VPB 部分
