嵌嵌入式系统硬件的设计

嵌入式系统硬件设计ARM7芯片(LPC2132)小系统硬件电路设计结构安排目的与任务技术指标及要求总体方案说明与方框图电路原理图电路工作原理说明PCB设计目的与任务目的：学习32位嵌入式芯片LPC2132的基本硬件电路设计，掌握嵌入式CPU常用的时钟、复位、编程和电源电路，学会嵌入式CPU接口资源的使用方法。任务：1.设计32位ARM芯片LPC2132的基本电路，包括时钟、复位电路、JTAG接口和电源电路。2.利用LPC2132资源扩展一个RS232接口。3.利用LPC2132资源扩展一个LCD接口。技术指标及要求1、选用飞利浦公司的32位ARMCPULPC2132；2、利用LPC2132的串行接口资源扩展一个RS232接口，波特率9600，端口自定。3、利用LPC2132的I/O接口资源扩展一个LCD接口，LCD为128*32点阵式。总体方案说明与方框图关于ARMARM是AdvancedRSICMachines的缩写，原本是一家著名微处理器公司的名称，现在用来命名该公司设计的一系列高性能、低功耗的RSIC处理器。ARM公司通过技术授权扩大ARM系列芯片的生产和销售,现在有30几家半导体公司在生产和销售ARM芯片，包括Intel、IBM、三星和PHILIPS等。ARM现在已经成为嵌入式CPU的主流。ARM系列已经经过很多代的发展,现在常用的是ARM7、ARM9及Xscale。总体方案说明与方框图LPC2132LPC2132是PHILIPS生产的32位ARM7TDMI-S核的嵌入式CPU，内部具有16KRAM和64KFALSH，以及UART、I2C、SPI、PWM、ADC、定时器和通用I/O，能够在线编程和调试。LPC2132芯片为TQFP64封装，工作电压3.3V。LPC2132微控制器是基于一个支持实时仿真和嵌入式跟踪的16/32位ARM7TDMI-SCPU，并带有64kB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LPC2132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和8/16/32kB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8路的ADC、10位DAC、PWM通道、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应用以及医疗系统。特性16/32位ARM7TDMI-S核，超小LQFP64封装。16kB的片内静态RAM和64kB的片内Flash程序存储器。128位宽度接口/加速器可实现高达60MHz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字节行编程时间为1ms。EmbeddedICERT和嵌入式跟踪接口通过片内RealMonitor软件对代码进行实时调试和高速跟踪。特性..1个(LPC2131/32)或2个(LPC2134/36/38)8路10位的A/D转换器，共提供16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，可产生不同的模拟输出。(LPC2132/34/36/38)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16C550工业标准UART、2个高速I2C总线(400kbit/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。可配置优先级和向量地址。特性..小型的LQFP64封装上包含多达47个通用I/O口(可承受5V电压)。多达9个边沿或电平触发的外部中断管脚。通过片内PLL(100us的设置时间)可实现最大为60MHz的CPU操作频率。片内集成振荡器与外部晶体的操作频率范围为1～30MHz，与外部振荡器的操作频率范围高达50MHz。低功耗模式：空闲和掉电。可通过个别使能/禁止外部功能和外围时钟分频来优化功耗。通过外部中断或BOD将处理器从掉电模式中唤醒。单电源，具有上电复位(POR)和掉电检测(BOD)电路：－CPU操作电压范围：3.0~3.6V(3.3V±10%)，I/O口可承受5V的电压。功能框图引脚定义LPC2132小系统框图LPC2132小系统主要包括CPU、RS232接口、LCD接口、电源电路、时钟电路、JTAG接口和复位电路。电路原理图CPU部分LPC2132接口定义：（1）P0.26-P0.31、P0.3、P0.4、P0.22接LCD接口。（2）TXD0、RXD0接RS232接口。RS-232串行接口电路SP3232E为RS232电平转换器，使用DB9作RS232接口。点阵LCD接口电路点阵式LCD接口，最大分辨率为240*128。电位器W1可以调节LCD的对比度，R4为LCD背光的限流电阻。复位电路LP2132的复位电路，CAT1025为复位电路,提供两路隔离的\地点平有效的RESET信号。JTAG和ISP使能电路LPC2132的JTAG接口,用于下载程序和调试。J2为ISP使能开关,对地短路时可以使用串口0烧写程序。电源电路电源电路，提供3.3V工作电压。PCB布局、布线图元件表