基于ARM7處理器LPC2104的嵌入式

摘 要 論文以ARM7處理器LPC2104和實時嵌入式操作系統(tǒng) I．LC／OS—II為基礎(chǔ) ．建立了基LPC2104的嵌入 式開發(fā) 平臺，實現(xiàn) 了 USB通信、嵌入式 Internet通信 、紅外通信 等非常熱門嵌入式應(yīng)用術(shù) 。同時硬件的體積更小、功耗更低、功能更多、擴展性更強 。此外 ，由于所使用的嵌入式實時操作系統(tǒng) ~C／OS—II已經(jīng)通過了可靠性的認(rèn)證 。這樣使得整個系統(tǒng)的運行更加穩(wěn)定 ，程序的維護和升級也更加方便。

　　1 概 述

　　嵌入式處理器是嵌入式系統(tǒng)的核心部分 ，處理器的選擇是關(guān)鍵 。目前 ，ARM處理器已遍及工業(yè)控制 、消費電子產(chǎn)品 、通信系統(tǒng)等各類 產(chǎn)品市場 ，基于ARM 技術(shù)的微處理器應(yīng)用約 占了 32位 RISC處理器 75％以上的市場份 額I】1。ARM 處理 器包括ARM7、ARM9、ARM9E、ARM10E、SecurCore、Intel的 Xscale、In— tel的 StrongARM等幾個 系列 1，其 中 ARM7、ARM9、ARM9E和ARM1OE為 4個通用處理器系列 。

　　ARM7系列微處理器為低功耗的32位RISC處理器 ，適合用于對價位和功耗要求較高的產(chǎn)品應(yīng)用中。ARM7微處理器 系列具有如下特點 ：

　　(1)極低 的功耗 ；

　　(2)提供 0．9MIPS／MHZ的三級流水線結(jié) 構(gòu)(取 指 、譯碼 、執(zhí)行 )；

　　(3)最高主頻可到達 13OMIPS；

　　(4)代碼密度高并支持 16位 的 Thumb指令集 ；

　　(5)對操作系統(tǒng)的支持廣泛 ，包括 Windows CE、Linux、 Palm OS等 。

　　ARM7系列微處理器包括ARM7TDMI、ARM7TDMI—S、 ARM720T、ARM7EJ等4種類型 。其中T代表支持16位Thumb指令集 ，D代表支持片上 Debug，M 表內(nèi)嵌硬件乘法器 ，I代表支持嵌入式ICE。按照低功耗 、低成本 、小體積 、多功能及實時性的要求 ，Philips公司 的LPC2104是一 個非 常好 的 選擇 ，LPC2104處理器就是屬于ARM7TDMI—S系列的ARM處理器的一種。

　　本文內(nèi)容組織 如下：第 2部分是LPC2104處理器介紹 ，第3部分是系統(tǒng)硬件的設(shè)計 ，第4部分是軟件的設(shè)計 ，第 5部分是結(jié)束語。

　　2 LPC21o4處理器介紹

　　LPC2104微控制器是飛利浦半導(dǎo)體公司推出的16／32位 ARM7TDMI—S CPU，并帶有128／256K字節(jié) 的高速Flash存儲器的微控制器。128位寬度的存儲器接口和獨特的加速結(jié)構(gòu)使32位代碼能夠在最大時鐘速率下運行。對代碼規(guī)模有嚴(yán)格控制的應(yīng)用可使用16位Thumb模式將代碼規(guī)模降低超過30％．而性能的損失卻很小。由于LPC2104微控制器采用非常小的64腳封裝 、極低的功耗 、多個32位定時器以及多達9個外部中斷 ．這使它們特別適用于工業(yè)控 制 、醫(yī)療系統(tǒng) 、遠程訪問控制和電子收款機等小型化 的應(yīng)用領(lǐng)域 。由于內(nèi)置 了寬范圍的串行通信接 口，它們也 非常適合 于通 信網(wǎng)關(guān)協(xié)議轉(zhuǎn)換器 、嵌入式 軟件調(diào)制解調(diào)器 以及其它各種類型的應(yīng)用。

　　LPC2104帶有一個支持實時仿真和跟蹤的ARM7TDMI—SCPU。并嵌入了 128KB高速 Flash存儲器。與片內(nèi)存儲器控制器接口的ARM7局部總線 、與中斷控制器接 口的 AMBA高性能總線(AHB)和連接片 內(nèi)外設(shè)功能的 VLSI外設(shè)總線 。

　　AHB外設(shè)分配了 2M字節(jié)的地址范圍 ，它 位于 4G字節(jié)ARM 存儲器空間的最頂端 。每個AHB外設(shè) 都分 配了16K字節(jié)的地址空間 。LPC2104的外設(shè)功能 (中斷控制器除外 )都連接到VPB總線。AHB到 VPB的橋接將 VPB總線與 AHB總線相連。VPB外設(shè)也分配了 2M 字節(jié)的地址范 圍。從 3．5G地址 點開 始。每個 VPB外設(shè)在 VPB地址 空間 內(nèi)都分配了16K字節(jié) 地址空間 。LPC2104內(nèi)部存儲空間如圖1所示 ：