1、ARM嵌入式系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)劉暉江西理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院自動(dòng)化與電氣工程實(shí)驗(yàn)中心2003年8月實(shí)驗(yàn)規(guī)則為了保證實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行、提高實(shí)驗(yàn)質(zhì)量、防止儀器設(shè)備損壞，保證人身安全，同時(shí)培養(yǎng)良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，特制定本規(guī)則： 1、學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前必須做好準(zhǔn)備，閱讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)，復(fù)習(xí)與實(shí)驗(yàn)有關(guān)的理論知識(shí)，明確每次實(shí)驗(yàn)的目的，了解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，經(jīng)教師檢查后，方能參加實(shí)驗(yàn)。 2、嚴(yán)格遵守操作規(guī)則，注意人身安全，嚴(yán)禁帶電接線、拆線。如發(fā)現(xiàn)儀器設(shè)備損壞應(yīng)立即向指導(dǎo)教師報(bào)告。若由于違反操作規(guī)程引起儀器設(shè)備損壞者一律按學(xué)院有關(guān)規(guī)定酌情處理。 3、實(shí)驗(yàn)室內(nèi)任何儀器設(shè)備和物品，未經(jīng)指導(dǎo)老師同意，不得隨意搬動(dòng)，不得亂拿亂用，不得丟失。 4、

2、應(yīng)以認(rèn)真嚴(yán)格的科學(xué)態(tài)度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，隨時(shí)分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。發(fā)生問(wèn)題時(shí)應(yīng)多加思考，培養(yǎng)解決問(wèn)題的能力，必要時(shí)才請(qǐng)指導(dǎo)老師解決。 5、實(shí)驗(yàn)完畢，應(yīng)請(qǐng)指導(dǎo)教師審閱實(shí)驗(yàn)結(jié)果，方可切斷電源，整理儀器，經(jīng)指導(dǎo)教師批準(zhǔn)后才可離開(kāi)實(shí)驗(yàn)室。 6、不可私自帶光盤(pán)、磁盤(pán)進(jìn)人實(shí)驗(yàn)室，不可做與實(shí)驗(yàn)無(wú)關(guān)的事情，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)，取消實(shí)驗(yàn)資格。 7、實(shí)驗(yàn)報(bào)告必須用院專用實(shí)驗(yàn)報(bào)告紙書(shū)寫(xiě)，要有實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?nèi)容，硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)一、接線方法、軟件程序框圖、程序及說(shuō)明。 規(guī)則制定部門：自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)室目錄第 1 章EasyARM2200 開(kāi)發(fā)板硬件結(jié)構(gòu)1.1功能特點(diǎn).61.2硬件原理.81.3硬件結(jié)構(gòu).201.4硬件使用的資源.281.5其它.3

3、0第 2 章ADS 集成開(kāi)發(fā)環(huán)境及 EasyJTAG 仿真器應(yīng)用2.1ADS 1.2 集成開(kāi)發(fā)環(huán)境的組成.312.2工程的編輯.342.3工程的調(diào)試.402.4LPC2200 系列 ARM7 微控制器工程模板 .422.5EasyJTAG 仿真器的安裝與應(yīng)用.482.6固化程序.51第 3 章 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目3.1ADS 1.2 集成開(kāi)發(fā)環(huán)境練習(xí).563.2匯編指令實(shí)驗(yàn).593.3 C 語(yǔ)言程序?qū)嶒?yàn).613.4GPIO 輸出控制實(shí)驗(yàn). .633.5GPIO 輸入實(shí)驗(yàn) .683.6外部中斷實(shí)驗(yàn).713.7外部存儲(chǔ)器接口實(shí)驗(yàn).733.8定時(shí)器實(shí)驗(yàn).773.9UART 實(shí)驗(yàn).793.10I2C 接口實(shí)驗(yàn).

4、823.11PWM 輸出實(shí)驗(yàn) .853.12模數(shù)轉(zhuǎn)換器實(shí)驗(yàn).873.13蜂鳴器控制實(shí)驗(yàn).913.14時(shí)鐘顯示實(shí)驗(yàn).973.15USB-E2PROM 編程器實(shí)驗(yàn) .100附錄 A EasyARM 軟件的使用.109附錄 B 常見(jiàn)問(wèn)題解答.114參考文獻(xiàn)115第1章 EasyARM2200 開(kāi)發(fā)板硬件結(jié)構(gòu)EasyARM2200 開(kāi)發(fā)板是一款功能強(qiáng)大的 32 位 ARM 單片機(jī)開(kāi)發(fā)板，采用了 PHILIPS 公司的 ARM7TDMI-S 核、總線開(kāi)放的單片機(jī) LPC2210，具有 JTAG 調(diào)試等功能。板上提供了一些鍵盤(pán)、LED、RS232 等常用功能部件，并具有 IDE 硬盤(pán)接口、CF 存儲(chǔ)卡接口

5、、以太網(wǎng)接口和 MODEM 接口等等，并設(shè)計(jì)有外設(shè) PACK，極大地方便了用戶在 32 位 ARM 嵌入式系統(tǒng)領(lǐng)域進(jìn)行開(kāi)發(fā)試驗(yàn)。LPC2210/2212/2214/2290/2292/2294 是世界首款可加密的具有外部存儲(chǔ)器接口的 ARM芯片，具有零等待 0K/128K/256K 字節(jié)的片內(nèi) FLASH（沒(méi)有片內(nèi) FLASH 的芯片不能加密），16K 字節(jié)的 SRAM，可簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，提高性能及可靠性。芯片內(nèi)部具有 UART、硬件 I2C、SPI、PWM、ADC、定時(shí)器、CAN（LPC2290/2292/2294）等眾多外圍部件，功能更強(qiáng)大； 144 引腳 LQFP 封裝，3.3V 和 1.

6、8V 系統(tǒng)電源，內(nèi)部 PLL 時(shí)鐘調(diào)整，功耗更低。1.1 功能特點(diǎn)·使用 CPU PACK，可以使用多種兼容芯片（LPC2210/2212/2214/2290/2292/2294/LPC2114/2124/2119/2129/2194 等），標(biāo)配 LPC2210 CPU PACK 板一塊；·完全自主設(shè)計(jì)的軟硬件、擁有自主版權(quán)的 JTAG 仿真技術(shù)，支持 ADS1.2 集成開(kāi)發(fā)環(huán)境；·具有 4Mbit SRAM，16Mbit FLASH，方便用戶樣機(jī)開(kāi)發(fā)；·支持外設(shè) PACK，可外接豐富外設(shè)，并可選配多種外設(shè) PACK 板；·具有 RTL8019

7、AS 網(wǎng)卡芯片，提供 TCP/IP 軟件包；·可以與標(biāo)準(zhǔn) MODEM 直接接口，方便遠(yuǎn)程通訊，提供 PPP 協(xié)議軟件包；·具有 IDE 硬盤(pán)接口、CF 存儲(chǔ)卡接口，提供 FAT 文件系統(tǒng)軟件包； ·D12 USBPACK，提供移動(dòng)硬盤(pán)軟件包；可選 CAN 接口板，方便組裝現(xiàn)場(chǎng)總線；·具有圖形液晶顯示接口，提供 GUI 軟件包；具有多達(dá) 16 個(gè)按鍵，提供漢字字庫(kù)及輸入法軟件包；·提供打印機(jī)接口電路，提供打印機(jī)軟件包；·具有 RS232 轉(zhuǎn)換電路，可與上位機(jī)進(jìn)行通訊；·提供基于 PC 的人機(jī)界面，方便調(diào)試實(shí)時(shí)時(shí)鐘、串口通信等功

8、能；·提供詳細(xì)的使用教材，實(shí)驗(yàn)例程；·可進(jìn)行 GPIO 的控制實(shí)驗(yàn)，如蜂鳴器控制、模擬 SPI 等；·可進(jìn)行外部中斷實(shí)驗(yàn)，學(xué)習(xí)向量中斷控制器(VIC)；·使用板內(nèi)的 I2C 器件，完成 I2C 總線的實(shí)驗(yàn)；使用 74HC595 芯片，實(shí)現(xiàn) SPI 接口數(shù)據(jù)發(fā)送、接收實(shí)驗(yàn)；·具有 PWM 輸出測(cè)試點(diǎn)及濾波電路，實(shí)現(xiàn) PWM 輸出、PWM DAC 實(shí)驗(yàn)；·實(shí)時(shí)時(shí)鐘控制實(shí)驗(yàn)； WDT 及低功耗控制實(shí)驗(yàn)； ADC 數(shù)據(jù)采集實(shí)驗(yàn)。EasyARM2200 開(kāi)發(fā)板功能框圖見(jiàn)圖 1.1。圖 1.1 EasyARM2200 開(kāi)發(fā)板功能框圖1.2 硬件原

9、理1.2.1電路原理圖EasyARM2200 開(kāi)發(fā)板電路原理圖如圖 1.2 所示。1.2.2原理說(shuō)明1. 電源電路LPC2000 系列 ARM7 微控制器均要使用兩組電源，I/O 口供電電源為 3.3V，內(nèi)核及片內(nèi)外設(shè)供電電源為 1.8V，所以系統(tǒng)設(shè)計(jì)為 3.3V 應(yīng)用系統(tǒng)。首先，由 CZ1 電源接口輸入 9V直流電源，二極管 D1 防止電源反接，經(jīng)過(guò) C1、C4 濾波，然后通過(guò) LM7805 將電源穩(wěn)壓至5V，再使用 LDO 芯片(低壓差電源芯片)穩(wěn)壓輸出 3.3V 及 1.8V 電壓。原理圖上設(shè)計(jì)的 5V 穩(wěn)壓電路是使用 LM2575 開(kāi)關(guān)電源芯片，如圖 1.3 所示，如果用戶在開(kāi)發(fā)板的外

10、設(shè) PACK 及其它用戶接口上使用了功率較大的負(fù)載，則 LM2575 能提供足夠的電流。EasyARM2200 開(kāi)發(fā)板的 5V 穩(wěn)壓電路可以使用 LM7805 線性穩(wěn)壓芯片，電路原理如圖 1.4 所示。圖 1.3 5V 電源電路LM2575圖 1.4 5V 電源電路LM7805LDO 芯片采用了 SPX1117M3-1.8 和 SPX1117M3-3.3，其特點(diǎn)為輸出電流大，輸出電壓精度高，穩(wěn)定性高。系統(tǒng)電源電路如圖 1.5 所示。圖 1.5 系統(tǒng)電源電路SPX1117 系列 LDO 芯片輸出電流可達(dá) 800mA，輸出電壓的精度在±1%以內(nèi)，還具有電流限制和熱保護(hù)功能，廣泛用戶在手持

11、式儀表、數(shù)字家電、工業(yè)控制等領(lǐng)域。使用時(shí)，其輸出端需要一個(gè)至少 10uF 的鉭電容來(lái)改善瞬態(tài)響應(yīng)和穩(wěn)定性。說(shuō)明：由于開(kāi)發(fā)板對(duì)模擬電源/模擬地的噪聲要求不是很高，所以沒(méi)有將模擬電源/模擬地與數(shù)字電源/數(shù)字地進(jìn)行隔離，但其 PCB 板采用了大面積敷地，以降低噪聲。注意：EasyARM2200 開(kāi)發(fā)板使用的電源是 9V 直流電源，由 CZ1 電源接口輸入，接頭上的電源極性為外正內(nèi)負(fù)。當(dāng)開(kāi)發(fā)板電源上電后，POWER 指示燈應(yīng)點(diǎn)亮。2. 復(fù)位電路由于 ARM 芯片的高速、低功耗、低工作電壓導(dǎo)致其噪聲容限低，對(duì)電源的紋波、瞬態(tài)響應(yīng)性能、時(shí)鐘源的穩(wěn)定性、電源監(jiān)控可靠性等諸多方面也提出了更高的要求。本開(kāi)發(fā)板的

12、復(fù)位電路使用了專用微處理器電源監(jiān)控芯片 SP708S，提高系統(tǒng)的可靠性。由于在進(jìn)行 JTAG調(diào)試時(shí)，nRST、TRST 是可由 JTAG 仿真器控制復(fù)位的，所以使用了三態(tài)緩沖門 74HC125進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，電路如圖 1.6 所示。圖 1.6 系統(tǒng)復(fù)位電路如圖 1.6 中，信號(hào) nRST 連接到 LPC2210 芯片的復(fù)位腳 RESET ，信號(hào) nTRST 連接到LPC2210 芯片內(nèi)部 JTAG 接口電路復(fù)位腳TRST 。當(dāng)復(fù)位按鍵 RST 按下時(shí)，SP708S 立即輸出復(fù)位信號(hào)，其引腳 RST 輸出低電平導(dǎo)致 74HC125A、74HC125B 導(dǎo)通，信號(hào) nRST、nTRST將輸出低電平使系統(tǒng)

13、復(fù)位。平時(shí) SP708S 的 RST 輸出高電平，74HC125A、74HC125B 截止，由上拉電阻 R3、R4 將信號(hào) nRST、nTRST 上拉為高電平，系統(tǒng)可正常運(yùn)行或 JTAG 仿真調(diào)試。3. 系統(tǒng)時(shí)鐘電路LPC2000 系列 ARM7 微控制器可使用外部晶振或外部時(shí)鐘源，內(nèi)部 PLL 電路可調(diào)整系統(tǒng)時(shí)鐘，使系統(tǒng)運(yùn)行速度更快(CPU 最大操作時(shí)鐘為 60MHz)。倘若不使用片內(nèi) PLL 功能及ISP下載功能，則外部晶振頻率范圍是1MHz30MHz，外部時(shí)鐘頻率范圍是1MHz50MHz；若使用了片內(nèi) PLL 功能或 ISP 下載功能，則外部晶振頻率范圍是 10MHz25MHz，外部時(shí)鐘

14、頻率范圍是 10MHz25MHz。EasyARM2200 開(kāi)發(fā)板使用了外部 11.0592MHz 晶振，電路如圖 1.7 所示，用 1M電阻R45 并接到晶振的兩端，使系統(tǒng)更容易起振。用 11.0592MHz 晶振的原因是使串口波特率更精確，同時(shí)能夠支持 LPC2000 系列 ARM7 微控制器芯片內(nèi)部 PLL 功能及 ISP 功能。圖 1.7 系統(tǒng)時(shí)鐘電路4. JTAG 接口電路采用 ARM 公司提出的標(biāo)準(zhǔn) 20 腳 JTAG 仿真調(diào)試接口，JTAG 信號(hào)的定義及與 LPC2210的連接如圖 1.8 所示。圖中，JTAG 接口上的信號(hào) nRST、nTRST 與開(kāi)發(fā)板的復(fù)位電路連接(參考圖 1

15、.6)，形成線與的關(guān)系，達(dá)到共同控制系統(tǒng)復(fù)位的目的。根據(jù) LPC2210 的應(yīng)用手冊(cè)說(shuō)明，在 RTCK 引腳接一個(gè) 4.7K的下拉電阻，使系統(tǒng)復(fù)位后 LPC2210 內(nèi)部 JTAG 接口使能，這樣就可以直接進(jìn)行 JTAG 仿真調(diào)試了。如果用戶需要使用 P1.26P1.31 作 I/O，不進(jìn)行 JTAG 仿真調(diào)試，則可以在用戶程序中通過(guò)設(shè)置 PINSEL2寄存器來(lái)使 LPC2210 內(nèi)部 JTAG 接口禁能。另外，在 TRACESYNC 引腳通過(guò)跳線器 JP10接一個(gè) 4.7K的下拉電阻，可以在系統(tǒng)復(fù)位時(shí)使能/禁能跟蹤調(diào)試端口，禁能時(shí)(JP10 斷開(kāi))方可使用 P1.16P1.25 作 I/O。

16、圖 1.8 JTAG 接口電路5. 串口及 MODEM 接口電路由于系統(tǒng)是 3.3V 系統(tǒng)，所以使用了 SP3232E 進(jìn)行 RS232 電平轉(zhuǎn)換，SP3232E 是 3V 工作電源的 RS232 轉(zhuǎn)換芯片。另外，LPC2000 系列 ARM7 微控制器的 UART1 帶有完整的調(diào)制解調(diào)器(MODEM)接口，所以要使用 8 路的 RS232 轉(zhuǎn)換芯片 SP3243ECA。如圖 1.9 所示， JP3 為 UART1 口線連接跳線，當(dāng)把它們斷開(kāi)時(shí)，這些口線保留給用戶作為其它功能使用。當(dāng)要使用 ISP 功能時(shí)，將 PC 的串口(如 COM1)與開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)板的 CZ2 相連，使用 UART0進(jìn)行通訊。

17、同時(shí)還要把 JP1 短接，使 ISP 的硬件條件得到滿足。用戶通過(guò) CZ3 直接連接 MODEM，由 LPC2000 系列 ARM7 微控制器的 UART1 控制MODEM 拔號(hào)、通訊等等。需要注意的是，LPC2000 系列 ARM7 微控制器的 ISP 使能引腳 (P0.14 口)與 DCD1 功能腳復(fù)用，在系統(tǒng)復(fù)位時(shí)若 P0.14 口為低電平，則進(jìn)入 ISP 狀態(tài)；同樣，在程序仿真調(diào)試過(guò)程中，若把 JP1 短接，則 DCD1 保持為低電平，影響 MODEM 接口正確使用。圖 1.9 串口及 MODEM 接口電路6. 鍵盤(pán)及 LED 顯示電路EasyARM2200 開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)板具有 16 個(gè)按

18、鍵以及 8 位 LED 數(shù)碼管，使用了 I2C 接口的鍵盤(pán)與 LED 驅(qū)動(dòng)芯片 ZLG7290，電路如圖 1.10、圖 1.11 所示。ZLG7290 是一款式功能強(qiáng)大的鍵盤(pán)與 LED 驅(qū)動(dòng)芯片，最大支持 64 個(gè)按鍵及 8 位共陰 LED 數(shù)碼管。JP5 可以斷開(kāi)EasyARM2200 開(kāi)發(fā)板上 I2C 器件與 LPC2210 的連接。另外，EasyARM2200 開(kāi)發(fā)板采用了一片 74HC595 驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) LED 燈，如圖 1.12 所示，其時(shí)鐘(SCK)、數(shù)據(jù)(SI)分別接到 LPC2210 的 SPI 接口的 SCLK0、MOSI0，這樣就可以發(fā)送數(shù)據(jù)到 74HC595；片選(RC

19、K，即 74HC595 輸出觸發(fā)端)與 P0.8 口連接，由 P0.8 控制 74HC595數(shù)據(jù)鎖存輸出；而最高位輸出(SQH)連接到 LPC2210 的 SPI 接口的 MISO0，可用來(lái)讀回?cái)?shù)據(jù)。這樣連接就可以進(jìn)行 SPI 接口控制實(shí)驗(yàn)，并能把 74HC595 的移位輸出讀回來(lái)(由 MISO0讀回)。這一部分電路可用 JP8 跳開(kāi)。在使用硬件 SPI 接口主方式時(shí)，要把 SPI0/1 的 4 個(gè) I/O 口均設(shè)置為 SPI 功能，如 P0.4、P0.5、P0.6、P0.7，而且 SSEL0/1 引腳不能為低電平，一般要接一個(gè) 10K的上拉電阻。在EasyARM2200 開(kāi)發(fā)板上，P0.7

20、復(fù)用作以太網(wǎng)芯片 RT8019AS 的中斷輸入，所以在使用硬件SPI 控制 8 個(gè) LED 燈時(shí)，要斷開(kāi) P0.7 與 RT8019AS 的連接(JP4 跳線器)。圖 1.10 8 位 LED 數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)電路圖 1.11 16 按鍵連接電路圖 1.12 SPI 驅(qū)動(dòng) LED 燈電路若需要進(jìn)行大量數(shù)據(jù)顯示，則可使用 EasyARM.exe 軟件進(jìn)行模擬顯示。EasyARM.exe是一款用于 EasyARM2200 開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)板的上位機(jī)軟件，具有 8 位模擬數(shù)碼管顯示，全仿真DOS 屏顯示，模擬日歷時(shí)鐘顯示屏等，并且有 20 個(gè)模擬按鍵輸入等，這一切均通過(guò)串口通訊控制操作。7. 蜂鳴器及 PWM 電

21、路如圖 1.13 所示，蜂鳴器使用 PNP 三極管 Q2 進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制，當(dāng) P0.7 控制電平輸出 0 時(shí)， Q2 導(dǎo)通，蜂鳴器蜂鳴；當(dāng) P0.7 控制電平輸出 1 時(shí)，Q2 截止，蜂鳴器停止蜂鳴；若把 JP9斷開(kāi)，Q2 截止，蜂鳴器停止蜂鳴。圖 1.13 蜂鳴器控制電路Q2 采用開(kāi)關(guān)三極管 8550，其主要特點(diǎn)是放大倍數(shù)高 hFE=300，最大集電極電流ICM=1500mA，特征頻率 fT=100MHz。R89 用于限制 Q2 的基極電流，當(dāng) P0.7 輸出 0 時(shí)，流過(guò) R89 的電流如公式 1.1 所示，Ir為 2.6mA，假設(shè) Q2 工作在放大區(qū)，則 Ic = ·Ib = 4

22、00×2.6 =1040mA；而一般直流蜂鳴器在 3.3電壓下工作電流約為 28mA，反過(guò)來(lái)說(shuō)，只要 Ic = 28mA，蜂鳴器上的電壓即可達(dá)到 3.3V，此時(shí) Uec0V，即 Ueb>Uec，Q2 為深度飽和導(dǎo)通，為蜂鳴器提供足夠的電流。由于 P0.7 口與 SPI 部件的 SSEL0 復(fù)用，所以此引腳上接一上拉電阻 R88，防止在使用硬件 SPI 總線時(shí)由于 SSEL0 引腳懸空導(dǎo)致 SPI 操作出錯(cuò)。如圖 1.14 所示，在 PWM 輸出實(shí)驗(yàn)上，使用 PWM6(即 P0.9 引腳)輸出，經(jīng)過(guò) R90、C34進(jìn)行 RC 濾波，實(shí)現(xiàn) PWM DAC 控制，而 JP2 可以斷開(kāi)

23、這部分電路。PWM 測(cè)試點(diǎn)可直接測(cè)試 PWM 波形，PWMDAC 測(cè)試點(diǎn)可以測(cè)量 PWM DAC 的電壓值。圖 1.14 PWM DAC 電路8. ADC 電路LPC2114/2124/2119/2129/2194 具有 4 路 10 位 ADC 轉(zhuǎn)換器，LPC2210/2212/2214/2290/2292/2294 具有 8 路 10 位 ADC 轉(zhuǎn)換器，其參考電壓為 3.3V(由 V3a 引腳提供)，參考電壓的精度會(huì)影響 ADC 轉(zhuǎn)換結(jié)果。EasyARM2200 開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)板提供了兩路直流電壓測(cè)量電路，如圖1.15 所示，可調(diào)電阻 W1、W2 用于調(diào)整 ADC 的輸入電壓，可以在 VIN1

24、、VIN2 測(cè)試點(diǎn)上用萬(wàn)能表檢查當(dāng)前電壓值。R34、R35 為 I/O 口保護(hù)電阻，當(dāng) ADC 輸入電壓調(diào)整到 3.3V 或0V 時(shí)，而 P0.27 或 P0.28 作為 GPIO 輸出 0/1，這兩個(gè)電阻保證電路不產(chǎn)生短路故障。EasyARM2200 開(kāi)發(fā)板還將其它 4 路 ADC 接口通過(guò) J4 引出，如圖 1.15 所示。圖 1.15 ADC 實(shí)驗(yàn)電路9. CAN 接口電路LPC2119/2129/2290/2292 具有 2 路 CAN 接口，LPC2194/2294 具有 4 路 CAN 接口， EasyARM2200 開(kāi)發(fā)板中微控制器的全部 CAN 接口由 J5 引出，如圖 1.1

25、6 所示。將 CAN 接口與 CAN 收發(fā)器連接(如 TJA1050)，即可進(jìn)行 CAN 總線通訊操作。圖 1.16 CAN 接口電路10. 外設(shè) PACK 接口電路LPC2200 系列 ARM7 微控制器是總線開(kāi)放型的微控制器，它是通過(guò)外部存儲(chǔ)器控制器(EMC)為 AMBAAHB 系統(tǒng)總線和片外存儲(chǔ)器提供了一個(gè)接口，支持 SRAM、ROM、FLASH、Burst ROM 和外部 I/O 器件。EasyARM2200 開(kāi)發(fā)板上設(shè)計(jì)了一個(gè)外設(shè) PACK，電路如圖 1.17所示，具有 24 根地址總線 A0A23，16 根數(shù)據(jù)總線 D0D15，讀/寫(xiě)信號(hào) OE、WE、BLS0和 BLS1，片選信號(hào)

26、為 CS2，所以外設(shè) PACK 上可用的地址為 0x820000000x82FFFFFF。用戶可以使用 CS2 信號(hào)及高位地址進(jìn)行譯碼，達(dá)到地址再次分配的目的。外設(shè) PACK 上還有 6 個(gè) I/O 口，有 2 個(gè) I/O 為外部中斷引腳，這樣就極大的方便了與外部 I/O 器件進(jìn)行連接。圖 1.17 外設(shè) PACK 接口電路11. 以太網(wǎng)接口電路EasyARM2200 開(kāi)發(fā)板上設(shè)計(jì)有以 RTL8019AS 芯片為核心的以太網(wǎng)接口電路，電路原理如圖 1.18 所示。LPC2210 是總線開(kāi)放的，所以電路設(shè)計(jì)為 16 位總線方式對(duì) RTL8019AS進(jìn)行訪問(wèn)，即數(shù)據(jù)總線 D0D15 與芯片的 SD

27、0SD16 連接，由于 RTL8019AS 工作電源是5V 而 LPC2210 的 I/O 電壓為 3.3V，所以在總線上串接 470保護(hù)電阻。圖 1.18 以太網(wǎng)接口電路RTL8019AS 芯片工作在跳線模式，其基地址為 0x300，所以電路上 SA6、SA7、SA10SA19 均接地，SA9 接電源。SA8 與地址總線的 A22 相連，SA5 與 LPC2210 的外部存儲(chǔ)器BANK3 片選 CS3 相連，當(dāng) SA8 為 1，SA5 為 0 時(shí)，選中 RTL8019AS 芯片，即其操作地址為 0x834000000x8340001F。RTL8019AS 的應(yīng)用及連接方法詳細(xì)說(shuō)明請(qǐng)參考 RT

28、L8019AS芯片數(shù)據(jù)手冊(cè)。12. 圖形液晶模塊接口電路EasyARM2200 開(kāi)發(fā)板具有點(diǎn)陣圖形液晶模塊接口電路，可以直接與 SMG240128A 點(diǎn)陣圖形液晶模塊或其它兼容模塊連接使用，接口電路如圖 1.19 所示。采用 8 位總線方式連接SMG240128A 圖形液晶模塊，該模塊沒(méi)有地址總線，顯示地址和顯示數(shù)據(jù)均通過(guò) DB0DB7接口實(shí)現(xiàn)。由于模塊工作電源是 5V 而 LPC2210 的 I/O 電壓為 3.3V，所以在總線上串接 470保護(hù)電阻。圖形液晶模塊的 C/D 與 A1 連接，使用 A1 控制模塊處理數(shù)據(jù)/命令。將 C/D與 A1 連接有一個(gè)好處，就是 LPC2210 可以使用

29、 16 位總線方式操作該圖形液晶模塊(高 8 位數(shù)據(jù)被忽略)。模塊的片選信號(hào)由 LPC2210 的 A22 和外部存儲(chǔ)器 BANK3 片選 CS3 相“或”后得到，當(dāng) A22 和 nCS3 同時(shí)為 0 時(shí)，模塊被選中，所以其數(shù)據(jù)操作地址為 0x83000000，命令操作地址為 0x83000002。若用戶需要使用其它圖形液晶模塊，可以通過(guò)外設(shè) PACK 進(jìn)行連接。圖 1.19 圖形液晶模塊接口電路13. 系統(tǒng)存儲(chǔ)器電路EasyARM2200 開(kāi)發(fā)板擴(kuò)展了 4Mbit SRAM(IS61LV25616AL)和 16Mbit FLASH(SST39VF160)，電路如圖 1.20 所示。為了方便程

30、序的調(diào)試及最終代碼的固化應(yīng)用，使用了 BANK0和 BANK1 的地址空間，可以通過(guò) JP6 跳線將 CS0 和 CS1 分別分配給 SRAM 或 FLASH。在程序調(diào)試時(shí)，分配 SRAM 為 BANK0 地址，因?yàn)?BANK0 可以進(jìn)行中斷向量重新映射操作。當(dāng)最終代碼的固化到 FLASH 時(shí)，分配 FLASH 為 BANK0 地址，SRAM 為 BANK1 地址，因?yàn)锽ANK0可以用來(lái)引導(dǎo)程序運(yùn)行。若使用BANK0引導(dǎo)程序運(yùn)行，將JP7短接到OUTSIDE端，使系統(tǒng)復(fù)位時(shí) BOOT1、BOOT0 為 0b01。存儲(chǔ)器連接使用了 16 位總線方式，數(shù)據(jù)總線使用了 D0D15，地址總線使用了 A

31、1A20，對(duì)于 16 位的 SRAM，BLS0、BLS1 信號(hào)用于控制低字節(jié)、高字節(jié)的寫(xiě)操作。更詳細(xì)的接口使用方法請(qǐng)參考 LPC2210 芯片應(yīng)用手冊(cè)的外部存儲(chǔ)器控制器(EMC) 部分說(shuō)明。LPC2210 是沒(méi)有片內(nèi) FLASH，所以只能使用外部的 FLASH 保存用戶最終的程序。圖 1.20 存儲(chǔ)器接口電路14. CF 卡及 IDE 硬盤(pán)接口電路LPC2210 的 GPIO 引腳與 CF 卡及 IDE 硬盤(pán)的接口電路圖分別如圖 1.21 和圖 1.22 所示。CF 卡可以在 5V 或 3.3V 下工作，當(dāng) CF 工作電源為 5V 時(shí) CF 卡的某些引腳要求輸入的邏輯電平最小值為 4.0V，而

32、 GPIO 的輸出電平才 3.3V，所以只能使用 3.3V 給 CF 卡供電。由于寄存器的地址是由 A00、A01、A02、-CS0 和-CS1 選擇，將它們都分配在 P1 口是為了簡(jiǎn)化編程；而數(shù)據(jù)總線 D00-D15 使用 P2.16P2.31 使用連續(xù)的 GPIO，也是為了編程方便；其它的 IO 引腳都沒(méi)有特別的要求。表 1.1 為 LPC2210 的 GPIO 引腳與 CF 卡及 IDE 硬盤(pán)引腳連接分配表，表中描述了各 GPIO 引腳與 CF 卡及 IDE 硬盤(pán)對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)引腳。表 1.1 LPC2210 的 GPIO 引腳與 CF 卡及 IDE 硬盤(pán)連接引腳分配注： 表中“*”號(hào)的

33、引腳，為使用到的引腳，其它引腳不使用，但需要配置為適當(dāng)?shù)臓顟B(tài)。圖 1.21 LPC2210 與 CF 卡接口電路圖 1.22 LPC2210 與 IDE 硬盤(pán)接口電路15. D12 USBPACK 電路在 EasyARM2200 開(kāi)發(fā)板上，PDIUSBD12 以 PACK 的形式與開(kāi)發(fā)板相連接。圖 1.23 給出了 D12 PACK 的元件分布。D12 PACK 的 J1、J2 分別與 EasyARM2200 開(kāi)發(fā)板的 J6、J7相連。PDIUSBD12 連接到 LPC2210 的硬件原理圖如圖 1.24 所示, 由該圖可見(jiàn) PDIUSBD12與 LPC2210 的連接關(guān)系, 如表 1.2 所

34、示。表 1.2 PDIUSBD12 與 LPC2210 連接關(guān)系由以上關(guān)系，可知 PDIUSBD12 使用 LPC2210 外部存儲(chǔ)控制的 Bank2 部分，其地址如下：數(shù)據(jù)地址0x82000000（偶數(shù)地址）命令地址0x82000001（奇數(shù)地址）RST_USB、SUSP 由 LPC2210 輸出引腳控制，PDIUSBD12 中斷信號(hào)連接到 LPC2210的外部中斷。圖 1.23 D12 PACK 元件分布圖圖 1.24 PDIUSBD12 與 LPC22xx 硬件連接原理圖1.3 硬件結(jié)構(gòu)1.3.1元件布局圖EasyARM2200 開(kāi)發(fā)板布局圖如圖 1.25 所示。圖 1.25 EasyA

35、RM2200 元件布局圖1.3.2跳線器說(shuō)明EasyARM2200 開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)板跳線器說(shuō)明如表 1.3 所示，跳線器分布如圖 1.26 所示。表 1.3 EasyARM2200 跳線器一覽表圖 1.26 EasyARM2200 跳線器1. JP1 ISP 使能控制LPC2000 系列 ARM7 微控制器具有 ISP 功能，若復(fù)位時(shí) P0.14 引為低電平，則進(jìn)入 ISP狀態(tài)。JP1 跳線就是連接到 P0.14 口上，短接此跳線時(shí)即會(huì)把 P0.14 口強(qiáng)制為低電平，復(fù)位系統(tǒng)后即進(jìn)入 ISP 狀態(tài)。JP1 跳線說(shuō)明見(jiàn)表 1.4。表 1.4 JP1 跳線2. JP2 PWM DAC 電路接口在 Eas

36、yARM2200 開(kāi)發(fā)板上將 P0.9/PWM6 引腳連接到 PWM 測(cè)試點(diǎn)上，同時(shí)，開(kāi)發(fā)板上有一個(gè)簡(jiǎn)單的 RC 濾波電路，PWM 輸出通過(guò) RC 濾波可以實(shí)現(xiàn) DA 轉(zhuǎn)換。當(dāng) JP2 短接時(shí)， PWM6 輸出連接到 RC 濾波電路，DA 電壓由 PWMDAC 測(cè)試點(diǎn)上測(cè)量。JP2 跳線器說(shuō)明見(jiàn)表 1.5。表 1.5 JP2 跳線3. JP3 UART1 電路接口UART1 具有 MODEM 接口功能，使用了 P0.8P0.15 等 8 個(gè) I/O，當(dāng)不使用 MODEM功能時(shí)，這些引腳還可以做為其它功能，所以 EasyARM2200 開(kāi)發(fā)板上使用了 JP3 跳線進(jìn)行連接選擇。當(dāng) JP3 跳線全

37、部短接時(shí)，所有的 MODEM 接口引腳連接到 SP3243E(U7)芯片上，其 RS232 信號(hào)與 CZ3 相連。JP3 跳線器說(shuō)明見(jiàn)表 1.6。表 1.6 JP3 跳線4. JP4 NET 電路接口JP4 跳線器是設(shè)置以太網(wǎng)控制器 RTL8019AS 的中斷信號(hào)及復(fù)位信號(hào)是否連接到LPC2210。當(dāng) JP4 跳線全部短接時(shí)，RTL8019AS 的中斷信號(hào)連接到 P0.7/EINT2，復(fù)位信號(hào)連接到 P0.6 上。JP4 跳線器說(shuō)明見(jiàn)表 1.7。表 1.7 JP4 跳線5. JP5 I2C 電路接口EasyARM2200 開(kāi)發(fā)板上有兩個(gè) I2C 器件，一個(gè)是 E2PROM 芯片 CAT24WC

38、02，另外一個(gè)是鍵盤(pán)與 LED 驅(qū)動(dòng)芯片 ZLG7290，這兩個(gè)器件的 I2C 接口通過(guò) JP5 與 LPC2210 連接。當(dāng)JP5 全部短接時(shí)，開(kāi)發(fā)板上的 I2C 器件連接到 P0.2/SCL、P0.3/SDA。JP5 跳線器說(shuō)明見(jiàn)表 1.8。表 1.8 JP5 跳線說(shuō)明：可以通過(guò) JP5 將 I2C 總線連接到開(kāi)發(fā)板之外的 I2C 器件。6. JP6 板內(nèi)存儲(chǔ)器分配EasyARM2200 開(kāi)發(fā)板上使用了 LPC2210 外部存儲(chǔ)器接口的 BANK0、BANK1 擴(kuò)展SST39VF160(FLASH)和 IS61LV25616(SRAM)，SST39VF160 和 IS61LV25616 各

39、使用一個(gè)BANK，可以通過(guò) JP6 設(shè)置 FLASH 使用哪一個(gè) BANK，SRAM 使用哪一個(gè) BANK。JP6 跳線器說(shuō)明見(jiàn)表 1.9。表 1.9 JP6 跳線說(shuō)明：非法設(shè)置或取出跳線器，會(huì)引起相應(yīng)存儲(chǔ)器訪問(wèn)錯(cuò)誤。開(kāi)發(fā)板在出廠時(shí)已在 SST39VF160 燒寫(xiě)了一個(gè)演示程序，所以 JP6 的默認(rèn)設(shè)置為 “SST39VF160 分配為 BANK0”。當(dāng)用戶需要進(jìn)行 JTAG 仿真調(diào)試時(shí)，請(qǐng)將 JP6 設(shè)置為 “IS61LV25616 分配為 BANK0”。7. JP7 系統(tǒng)起動(dòng)選擇LPC2200 系列芯片具有外部存儲(chǔ)器接口，通過(guò) BOOT1、BOOT0 引腳設(shè)置可以選擇片內(nèi)FLASH 起動(dòng)或

40、片外 FLASH(在 BANK0 上的 FLASH)起動(dòng)。JP7 跳線是一個(gè)三針的選擇跳線，可以選擇 BOOT1 引腳接上拉電阻還是接下拉電阻。JP7 跳線器說(shuō)明見(jiàn)表 1.10。表 1.10 JP7 跳線說(shuō)明：EasyARM2200 開(kāi)發(fā)板上 BOOT0 引腳已經(jīng)接上拉電阻，當(dāng) JP7 選擇 INSIDE 時(shí)BOOT1:0=11，當(dāng) JP7 選擇 OUTSIDE 時(shí) BOOT1:0=01。8. JP8 SPI 電路接口JP8 跳線器是設(shè)置 74HC595 芯片是否連接 P0.4/SCK0、P0.5/MISO0、P0.6/MOSI0 和 P0.8， 74HC595 的移位輸出直接控制 8 個(gè) L

41、ED，即 LED1LED8。當(dāng) JP8 全部短接時(shí)，開(kāi)發(fā)板上的 74HC595 器件連接到 P0.4/SCK0、P0.5/MISO0、P0.6/MOSI0 和 P0.8。JP8 跳線器說(shuō)明見(jiàn)表 1.11。表 1.11 JP8 跳線9. JP9 蜂鳴器電路接口JP9 跳線器是設(shè)置是否連接蜂鳴器電路，當(dāng) JP9 短接時(shí)，通過(guò) P0.7 控制蜂鳴器蜂鳴。JP9跳線器說(shuō)明見(jiàn)表 1.12。表 1.12 JP9 跳線10. JP10 ETM 接口使能控制JP10 跳線器是使能ETM 跟蹤調(diào)試接口，當(dāng)JP10 跳線短接時(shí)，在系統(tǒng)復(fù)位后P1.16P1.25作為跟蹤調(diào)試接口使用。JP10 跳線器說(shuō)明見(jiàn)表 1.1

42、3。表 1.13 JP10 跳線1.3.3連接器說(shuō)明EasyARM2200 開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)板連接器說(shuō)明如表 1.14 所示，跳線器分布如圖 1.27 所示。表 1.14 EasyARM2200 連接器一覽表圖 1.27 EasyARM2200 連接器1. J1 LCM 接口J1 接口是 LCM 接口，可以直接使用兼容 SMG240128A 的液晶模塊。J1 的引腳定義如圖 1.28 所示。圖 1.28 J1 連接器的引腳圖 1.28 說(shuō)明：Vout 液晶模塊的輸出電壓(用于調(diào)節(jié)對(duì)比度)Vo 液晶驅(qū)動(dòng)電壓(對(duì)比度調(diào)節(jié)輸入)* 并非是 LPC2210 引腳信號(hào)，但是由 LPC2210 的相應(yīng)引腳控制。2

43、. J2 JTAG 接口J2 是 20PIN 的 JTAG 接口，當(dāng)需要進(jìn)行 JATG 仿真調(diào)試時(shí)，將 JTAG 仿真器與 J2 連接即可。當(dāng)不進(jìn)行 JTAG 仿真調(diào)試時(shí)(設(shè)置 PINSEL2 寄存器的 bit2 為 0)，P1.27P1.31 可作為GPIO 使用。J2 的引腳定義如圖 1.29 所示。圖 1.29 J2 連接器的引腳3. J3 IDE/GPIO 接口J3 是 40PIN 的 IDE 接口，可以直接與 IDE 硬盤(pán)連接，由于它的控制口線為 GPIO，所以用戶可以通過(guò) J3 引出 I/O 來(lái)使用。J3 上一共有 31 個(gè) I/O，這些 I/O 中有的可設(shè)置為 PWM、CAP、M

44、AT、EINT 和 SPI1 功能等。J3 的引腳定義如圖 1.30 所示。圖 1.30 J3 連接器的引腳圖 1.30 中，ATA_DASP 為 IDE 硬盤(pán)的信號(hào)，此信號(hào)控制了 EasyARM2200 開(kāi)發(fā)板上的IDE 燈(LED15)。說(shuō)明：打印機(jī)接口電路也是連接到 J3 接口。1.4 硬件使用的資源1. 外圍器件地址分配EasyARM2200 開(kāi)發(fā)板外圍器件地址分配表見(jiàn)表 1.15。表 1.15 外圍器件地址分配表2. 片內(nèi)存儲(chǔ)地址空間EasyARM2200開(kāi)發(fā)板使用CPU PACK，可以使用多種兼容芯片LPC2210/2212/2214/2290/2292/2294/ LPC2114

45、/2124/2119/2129/2194 等。當(dāng)使用不同的芯片時(shí)，其片內(nèi)存儲(chǔ)地址空間有所不同，見(jiàn)表 1.16。表 1.16 片內(nèi)存儲(chǔ)地址空間3. I/O 口分配EasyARM2200 開(kāi)發(fā)板部分 I/O 器件的 I/O 分配表見(jiàn)表 1.17。表 1.17 I/O 口分配表1.5 其它1.5.1EasyARM2200 開(kāi)發(fā)板電源EasyARM2200 開(kāi)發(fā)板電源輸入接口為 CZ1，輸入的電源為 DC 9V，接頭上的電源極性為外正內(nèi)負(fù)，當(dāng)正確連接電源后，POWER 燈點(diǎn)亮。連接器 J4、J5 和外設(shè) PACK 均有電源輸出，可以向用戶板提供電源，但要求負(fù)載功率不要過(guò)重，也不要與其它電源連接，否則可

46、能導(dǎo)致器件損壞。1.5.2跳線器EasyARM2200 開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)板上的部分功能部件有相應(yīng)的連接跳線，當(dāng)用戶使用某個(gè)功能部件時(shí)，將相應(yīng)的跳線器短接即可，當(dāng)用戶需要這些口線作為其它用途時(shí)，可以將跳線斷開(kāi)。其中 P0.8P0.15 是 UART1 的 MODEM 接口 I/O，同時(shí)其它器件復(fù)用部分口線，如 P0.9 復(fù)用到PWM DAC電路上，P0.14復(fù)用作ISP使能跳線，P0.10P0.13和P0.15復(fù)用到外設(shè)PACK上等等，所以在不使用 UART1 的 MODEM 功能時(shí)，最好斷開(kāi) JP3 所有跳線。1.5.3CPU PACK 的安裝CPU PACK 是有方向性的，安裝時(shí)要特別小心，以免插反

47、導(dǎo)致 CPU 損壞。CPU PACK板上印有“Easy ARM2200”的字符，安裝到開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)板上時(shí)這些字符是正面方向的，如圖1.31 所示。圖 1.31 CPU PACK 安裝方向第2章 ADS 集成開(kāi)發(fā)環(huán)境及 EasyJTAG 仿真器應(yīng)用ADS 集成開(kāi)發(fā)環(huán)境是 ARM 公司推出的 ARM 核微控制器集成開(kāi)發(fā)工具，英文全稱為ARM Developer Suite，成熟版本為 ADS1.2。ADS1.2 支持 ARM10 之前的所有 ARM 系列微控制器，支持軟件調(diào)試及 JTAG 硬件仿真調(diào)試，支持匯編、C、C+源程序，具有編譯效率高、系統(tǒng)庫(kù)功能強(qiáng)等特點(diǎn)，可以在 Windows98、Windows XP、Windows2000 以及 RedHat Linux上運(yùn)行。這里將簡(jiǎn)單介紹使用 ADS1.2 建立工程，編譯連接設(shè)置，調(diào)試操作等等。最后還介紹了基于 LPC2200 系列 ARM7 微控制器的工程模板的使用，EasyJTAG 仿真器的安裝