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1
第5章 LPC2000系列ARM
硬件结构
第5章目录
1.简介
2.引脚配置
3.存储器寻址
4.系统控制模块
5.存储器加速模块
6.外部存储器控制器
7.引脚连接模块
8. 向量中断控制器
9.GPIO
10.UART0
11.UART1
12.I
2
C接口
13.SPI接口
14.定时器0/1
15.脉宽调制器
(PWM)
16.A/D转换器
17.实时时钟
18.看门狗
第5章目录
1.简介
2.引脚配置
3.存储器寻址
4.系统控制模块
5.存储器加速模块
6.外部存储器控制器
7.引脚连接模块
8. 向量中断控制器
9.GPIO
10.UART0
11.UART1
12.I
2
C接口
13.SPI接口
14.定时器0/1
15.脉宽调制器
(PWM)
16.A/D转换器
17.实时时钟
18.看门狗
5.1 简介
• LPC2000系列微控制器概述
LPC2000系列微控制器基于ARM7TDMI-S
CPU内核。支持ARM和Thumb指令集,芯片内集
成丰富外设,而且具有非常低的功率消耗。使该
系列微控制器特别适用于工业控制、医疗系统、
访问控制和POS机等场合。
-
双8路128KB16KB64LPC2134
-
双8路256KB16KB64LPC2136
带外部
存储器
接口
48256KB16KB144LPC2294
--
832KB8KB64LPC2131
带1路
DAC
-
864KB16KB64LPC2132
-
双8路512KB32KB64LPC2138
-
44256KB16KB64LPC2194
28
-
16KB144LPC2290
28256KB16KB144LPC2292
-
24256KB16KB64LPC2129
-
-
2
-
-
-
CAN控制器
带外部
存储器
接口
8256KB16KB144LPC2214
-
4128KB16KB64LPC2119
8128KB16KB144LPC2212
8
-
16KB144LPC2210
-
4256KB16KB64LPC2124
-
4128KB16KB64LPC2114
备注
10位AD通道数片内Flash片内RAM
引脚数器件型号
• LPC2000系列器件信息
• 芯片内部框图
LPC2000系列微控制器包含四
大部分:
ARM7TDMI-S
CPU
AHB To VPB
桥
EMC
VIC
I
2
C串行接口
SPI串行接口
UART0 & 1
CAN
看门狗定时器
系统控制
外部中断
TIMER0/1
ADC
通用I/O
PWM0
实时时钟
SRAM
Flash
AHB总线
ARM7 局部总线
系统功能
ARM7TDMI-S CPU
ARM7局部总线及相关部件
AHB高性能总线及相关部件
VLSI外设总线及相关部件
2
• 芯片内部框图
ARM7TDMI-S
CPU
AHB To VPB
桥
EMC
VIC
I
2
C串行接口
SPI串行接口
UART0 & 1
CAN
看门狗定时器
系统控制
外部中断
TIMER0/1
ADC
通用I/O
PWM0
实时时钟
SRAM
Flash
AHB总线
ARM7 局部总线
系统功能
LPC2000系列微控制器将
ARM7TDMI-S配置为小端模式
(Little-endian)。
ARM7TDMI-S
CPU
AHB外设分配了2M字节的地
址范围,它位于4G字节ARM寻
址空间的最顶端。每个AHB外
设都分配了16KB的地址空间。
EMC
VIC
LPC2000系列微控制器的外设
功能(除中断控制器)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外设都分配了16KB的地
址空间。
I
2
C串行接口
SPI串行接口
UART0 & 1
CAN
看门狗定时器
系统控制
外部中断
TIMER0/1
ADC
通用I/O
PWM0
实时时钟
AHB To VPB
桥
• 芯片内部各单元简介
ARM7TDMI-S
CPU
AHB To VPB
桥
EMC
VIC
I
2
C串行接口
SPI串行接口
UART0 & 1
CAN
看门狗定时器
系统控制
外部中断
TIMER0/1
ADC
通用I/O
PWM0
实时时钟
SRAM
Flash
AHB总线
ARM7 局部总线
系统功能
SRAM
Flash
内部存储器包括无等待SRAM
和Flash;
外部存储器控制器(EMC)支
持4个BANK的外部SRAM或
Flash,每个BANK最多16MB;
系统功能包括维持芯片工作的
一些基本功能,如系统时钟、
复位等;
向量中断控制器(VIC)可以
减少中断的响应时间,最多可
以管理32各中断请求;
I
2
C串行接口为标准的I
2
C总线
接口,支持最高速度400kb;
EMC
系统功能
VIC
I
2
C串行接口
• 芯片内部各单元简介
ARM7TDMI-S
CPU
AHB To VPB
桥
EMC
VIC
I
2
C串行接口
SPI串行接口
UART0 & 1
CAN
看门狗定时器
系统控制
外部中断
TIMER0/1
ADC
通用I/O
PWM0
实时时钟
SRAM
Flash
AHB总线
ARM7 局部总线
系统功能
具有两个完全独立的SPI控制
器,遵循SPI规范,可配置为SPI
主机或从机;
具有两个UART接口,均包含
16字节的接收/发送FIFO,内置
波特率发生器。其中UART1具
有调制解调器接口功能;
在LPC2119/2129/2290/2292
等芯片中包含CAN总线接口;
看门狗定时器带有内部分频
器,可以方便设置溢出时间,
在软件使能看门狗后只有复位
可以禁止(具有调试模式);
SPI串行接口
UART0 & 1
CAN
看门狗定时器
• 芯片内部各单元简介
ARM7TDMI-S
CPU
AHB To VPB
桥
EMC
VIC
I
2
C串行接口
SPI串行接口
UART0 & 1
CAN
看门狗定时器
系统控制
外部中断
TIMER0/1
ADC
通用I/O
PWM0
实时时钟
SRAM
Flash
AHB总线
ARM7 局部总线
系统功能
系统控制模块包括一些与其它
外设无关的功能,如功率控制
等;
外部中断有4路多引脚输入,
可用于CPU掉电唤醒;
定时器0/1为两个独立的带可
编程32位预分频器的32位定时
器/计数器,具有捕获和匹配输
出功能;
具有4/8路10位ADC,可以设
置为多路循环采样模式。10位
转换时间最短为2.44us;
系统控制
外部中断
TIMER0/1
ADC
• 芯片内部各单元简介
ARM7TDMI-S
CPU
AHB To VPB
桥
EMC
VIC
I
2
C串行接口
SPI串行接口
UART0 & 1
CAN
看门狗定时器
系统控制
外部中断
TIMER0/1
ADC
通用I/O
PWM0
实时时钟
SRAM
Flash
AHB总线
ARM7 局部总线
系统功能
不同封装的芯片具有数目不等
的IO口,它们可以承受5V电
压。每个IO口可以独立设置为
输入/输出模式,在作为输出模
式时可以分别置位或清零;
脉宽调制器可以灵活设置,以
适应不同的场合。可以设置为
单边沿或双边缘输出方式,可
以灵活的设置频率和占空比;
实时时钟具有可编程的积存时
钟分频器,以适应不同的晶振
频率。带日历和时钟功能,提
供秒、分、时、日、月、年和
星期,同时具有非常的功耗。
通用I/O
PWM0
实时时钟
第5章目录
1.简介
2.引脚配置
3.存储器寻址
4.系统控制模块
5.存储器加速模块
6.外部存储器控制器
7.引脚连接模块
8. 向量中断控制器
9.GPIO
10.UART0
11.UART1
12.I
2
C接口
13.SPI接口
14.定时器0/1
15.脉宽调制器
(PWM)
16.A/D转换器
17.实时时钟
18.看门狗
3
5.2 引脚配置
• LPC2000系列芯片外形
LPC2210/2212/2214LPC2114/2124
GPIO
TXD0
PWM1输出
P0.0
5.2 引脚配置
• 引脚功能选择使用示例
LPC2000系列微控制器的引脚一般是多个功
能复用,但是同一引脚在同一 引脚在同一时刻只
能使用其中一个功能,这可以通过设置PINSELx寄
存器来选择,详细介绍见“引脚连接模块”小节。
通过PINSEL0控制引脚功能
第5章目录
1.简介
2.引脚配置
3.存储器寻址
4.系统控制模块
5.存储器加速模块
6.外部存储器控制器
7.引脚连接模块
8. 向量中断控制器
9.GPIO
10.UART0
11.UART1
12.I
2
C接口
13.SPI接口
14.定时器0/1
15.脉宽调制器
(PWM)
16.A/D转换器
17.实时时钟
18.看门狗
小节目录
• 存储器分布
• 各存储器操作方法
• 存储器映射
• 预取指中止和数据中止
• 异常向量表
小节目录
• 存储器分布
• 各存储器操作方法
• 存储器映射
• 预取指中止和数据中止
• 异常向量表
5.3 存储器寻址
地址空间
0xFFFFFFFF
0x00000000
内部Flash
0x40000000
内部SRAM
0x80000000
外部存储器
0x7FFFE000
Boot Block
片外存储器
片内存储器
• 一个具体应用可能存在的物理存储器
4
256K
16K
5.3 存储器寻址
• 不同芯片内部存储器分布
16K
128K
16K
LPC2210 LPC2114/2212 LPC2124/2214
片内Flash
片内RAM
0x00000000
0x0001FFFF
0x0003FFFF
0x40000000
0x40001FFF
小节目录
• 存储器分布
• 各存储器操作方法
• 存储器映射
• 预取指中止和数据中止
• 异常向量表
5.3 存储器寻址
• 片内Flash编程方法:
JTAG
串口
1. 通过内置JTAG接口;
2. 通过在系统编程(ISP),使用UART0通信;
3. 通过在应用编程(IAP);
5.3 存储器寻址
• 片外Flash编程方法(LPC2200):
在CPU上运行一个装载程序(Loader,一般由
用户编写),该程序通过串口接收要烧写的数据,
然后擦除编程Flash。
串口
Loder
程序
外部
Flash
5.3 存储器寻址
• 片内SRAM的写操作
SRAM控制器包含一个回写缓冲区,它总是保
存着软件发送到SRAM的最后一个字数据。该数据
只有在软件请求下一次写操作时才写入SRAM。如
果发生芯片复位,实际的SRAM内容将不会反映最
近一次的写操作。
?
?
回写缓冲区
内部SRAM
写入地址
写入A写入B
A
A
写入A
B
小节目录
• 存储器分布
• 各存储器操作方法
• 存储器映射
• 预取指中止和数据中止
• 异常向量表
5
5.3存储器寻址
• 存储器映射基本概念
ARM处理器产生的地址叫虚拟地址,把这个
虚拟地址按照某种规则转换到另一个物理地址去
的方法称为地址映射。这个物理地址表示了被访
问的存储器的位置。它是一个地址范围,该范围
内可以写入程序代码。
通过地址映射的方法将各存储器分配到特定
的地址范围后,这时用户所看见的存储器分布为
存储器映射。
5.3存储器寻址
• 芯片复位后用户看见的地址空间
128KB Flash(LPC2114/2212)
256KB Flash(LPC2124/2214)
16KB SRAM
8KB BootBlock
2MB VPB 外设
2MB AHB 外设
0x00000000
0xFFFFFFFF
保留给片内存储器使用
保留给片内存储器使用
保留给外部储器使用
0x40000000
0xE0000000
0x80000000
0xF0000000
0x00020000
地址空间
5.3存储器寻址
•AHB和VPB
AHB(先进的高性能总线)和VPB(VLSI外设总线)外设
区域都为2M字节,可各分配128个外设。每个外设空间的规格
都为16K字节,这样就简化了每个外设的地址译码。
注意:AHB和VPB外设区域中不管是字还是半字,都
是一次性访问。例如不可能对一个字寄存器的最高字
节执行单独的读或写操作
5.3存储器寻址
• 外设存储器映射
VPB 外设
AHB 外设
保留
3.5GB
3.5GB+2MB
4.0GB-2MB
地址空间
4.0GB
0xE0000000
0xE0000000
0xFFE00000
0xFFE00000
VPB 外设
AHB 外设
均为128×16KB(2MB)范围
5.3存储器寻址
•AHB外设映射
AHB 外设#126
地址空间
0xFFE00000
0xFFE04000
0xFFFF4000
0xFFFF8000
AHB 外设#125
AHB 外设#0
AHB 外设#1
0xFFFFF000
…
0xFFFFC000
向量中断控制器
AHB 外设#127
5.3存储器寻址
• VPB外设映射
VPB 外设#3
地址空间
0xE0000000
0xE0004000
0xE0008000
0xE000C000
VPB 外设#2
VPB 外设#0
VPB 外设#1
0xE01FC000
…
VPB外设#127
看门狗定时器
定时器0
系统控制模块
定时器1
UART 0
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