基于ARM的嵌入式系统开发板硬件设计.pdf

《基于ARM的嵌入式系统开发板硬件设计》 随着信息技术的飞速发展，嵌入式系统在航空航天、消费电子、通信设备等多个领域扮演着重要角色。这些系统以应用为中心，以计算机技术为基础，强调软硬件的可裁剪性，以适应特定的应用需求。ARM处理器因其强大的实时处理能力、存储区保护、扩展性和低功耗等特点，成为嵌入式微处理器领域的主流选择。 在设计基于ARM的嵌入式系统开发板时，首先需要理解ARM处理器的核心特性。以LPC2103为例，这款由NXP公司推出的32位微控制器，基于ARM7-TDMI-S内核，具备8K片上SRAM和32K片上FLASH，支持高达70MHz的工作频率。此外，它还集成了8通道10位ADC、多种定时器、串行接口等多种功能，非常适合于开发和学习使用。 开发板的硬件设计主要包括以下几个部分： 1. **基本系统**：包括复位电路、时钟电路和ISP（In-System Programming）电路。复位电路通过RESET信号控制芯片的启动和复位状态；时钟电路则可以根据不同的晶振频率设定系统的工作速度；ISP电路允许在系统编程，无需额外设备即可更新程序。 2. **电源部分**：包括辅助的5V和3.3V电源，以及状态指示灯电路，确保系统稳定运行，并提供直观的运行状态反馈。 3. **人机交互模块**：如LCD显示和按键/LED，使得用户可以方便地进行输入和输出操作，进行各种编程实验。 4. **模拟数字转换（ADC）和脉宽调制（PWM）**：ADC0809用于将模拟信号转化为数字数据，而PWM则是数字控制系统中调控模拟电路的有效方法，可用于控制电机速度、音频输出等。 5. **总线扩展和通信接口**：包括JTAG接口、UART串行接口、I2C总线接口，用于扩展功能和与其他设备通信。例如，单总线电路可以连接DS18B20数字温度传感器，实现温度测量实验。 6. **其他功能电路**：如蜂鸣器电路，可以输出报警信号或播放音乐；掉电模式和节能模式的设计，考虑到了低功耗应用的需求。 设计一款基于ARM的嵌入式系统开发板，不仅可以提供一个良好的学习和开发环境，还可以满足不同项目的需求，如实时控制系统、数据采集系统等。对于学生和工程师来说，这样的开发板可以帮助他们快速掌握嵌入式系统设计的基本原理和技术，同时也为创新项目提供了实验平台。 基于ARM的嵌入式系统开发板设计是一门综合了硬件电路设计、嵌入式软件开发和系统集成的复杂工程。通过精心设计和优化，这样的开发板可以成为教育和研发领域的重要工具，推动嵌入式技术的普及和发展。