片上外设接口整理

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2023年12月21日发(作者：)

片上外设接口整理

● 6.1引脚连接模块

● 概述

● LPC2000系列微控制器具有管脚复用功能，但是同一引脚在同一时刻只能使用其中一个功能，通过配置相关寄存器控制多路开关来连接引脚与片内外设。

● 寄存器描述（PINSEL0,PINSEL1)

● LPC2000系列微控制器具有三个32位宽度管脚功能选择寄存器，其中PINSEL0和PINSEL1控制端口0,PINSEL2根据芯片的不同控制的端口数量也不同，通过这三个寄存器即可实现引脚功能的选择。

●

● 设置寄存器的方式

● 简单设置

● PINSEL0= 0x05<<16

● "读一修改一写"方式

● PINSEL0 = (PINSEL0 & 0xFFF0FFFF) | (0x05 << 16);

● 6.2 GPIO原理及应用

● 概述

● GPIO (通用输入／输出端口）是ARM系列芯片中的基本资源，用于二进制数据（数字电路的'0/1'）的输入和输出。

● GPIO相关寄存器描述

●

● IOxPIN

● GPI0引脚值。IOxPIN[0]对应于Px.0… IOxPIN[31]对应于Px.31引脚

● IOxDIR

● 方向控制位。IOxOIR[0]对应于Px.0 … IOxDIR[31]对应于Px.31引脚

● 写入1，作为输出功能

● 写入0，作为输入功能

● IOxSET

● 输出置位。IOxSET[0]对应于Px.0 … IOxPIN[31]对应于Px.31引脚

● 写入1，使对应引脚输出高电平。

● 写入0，无效

● IOxCLR

● 输出清零。IOxCLR[0]对应于Px.0… IOxCLR[31]对应于Px.31引脚

● 写入1，使对应引脚输出低电平

● 写入0，无效

● 6.3外部中断输入

● 外部中断触发方式

● 边沿触发

● 上升沿触发

● 下降沿触发

● 电平触发

● 高电平触发

● 低电平触发

● 外部中断源

● LPC2000系列微控制器几乎所有的外设部件都可以产生中断

● 其中外部中断含有4个独立的中断输入

● 中断源14（EINT0）

● 中断源15（EINT1）

● 中断源16（EINT2）

● 中断源17（EINT3）

● 外部中断相关寄存器描述

● EXTMODE

● 外部中断方式寄存器

● 控制电平触发还是边沿触发

● 0为电平

● 1为边沿

● EXTPOLAR

● 外部中断极性寄存器

● 控制高（上升）有效还是低（下降）有效

● 0为低（下降）

● 1为高（上升）

● EXTWAKE

● 外部中断环形寄存器

● 将处理器从掉电模式唤醒

● EXTINT

● 外部中断标志寄存器

● 标志是哪种外部中断（EINT0～3）

●

● 外部中断引脚设置

● 如果要产生外部中断，除了引脚连接模块的设置，还需设置VIC模块，否则外部中断只能反映在EXTINT寄存器中；

● 要使器件进入掉电模式并通过外部中断唤醒，软件应该正确设置引脚的外部中断功能，再进入掉电模式。

● 外部中断与VIC的关系

● VICIntEnable[x]:中断使能寄存器

● 为0时，通道x中断禁止

● 为1时，通道x中断使能

● VICIntSelect[x]:中断选择寄存器

● 为0时，通道x分配为IRQ中断

● 为1时，通道x分配为FIQ中断

● 6.4定时计数电路

● 概述：

● LPC2200系列器件中含有两个定时器／计数器，Timer0和Timer1。

● 结构图

●

● 主要特性

● 32位可编程预分频器

● 4路捕获通道

● 4个匹配寄存器

● 4个匹配输出通道

● 主要构成

● 预分频器

● PR（预分频控制寄存器）

● PC（预分频计数器）

● TC（定时器计数器）

● 当PC==PR时，TC=TC+1

● 定时器（TC）计数频率=Fpclk/(PR+1)

● 使输出频率等于输入频率：令PR = 0

● 使输出为1s：令MR0 = Fpclk

● TCR（定时器控制寄存器）

● 用于控制定时器计数器的操作

● 0位：控制计数器（PC和TC）使能

● 1位：控制计数器（PC和TC）同步复位

● 匹配部分

● MCR（匹配控制寄存器）

● 用于控制在发生匹配时定时器所执行的操作

● 0～2位控制MR0，......，9～11位控制MR3

● 0位功能：中断

● 1位功能：复位

● 2位功能：停止

● MR0～3（匹配寄存器0～3）

● 匹配寄存器值与定时器计数值相比较，当两个值相等时自动触发在MCR寄存器中设置的动作

● EMR（外部匹配寄存器）

● 提供外部匹配管脚MATn.0 ~MATn.3(n为0或1）的控制和状态

● 捕获部分

● CCR（捕获控制寄存器）

● 在发生捕获事件时，其用于控制是否将定时器计数值装入寄存器。同时还可以设置捕获信号的特征。

● 0～2位捕获CAPn.0引脚，......，9～11位捕获CAPn.3引脚

● 0位功能：上升沿捕获

● 1位功能：下降沿捕获

● 2位功能：事件中断

● CR0～3（捕获寄存器0～3）

● 当发生捕获事件时，可将定时器计数值装入该寄存器。

● 相关寄存器

● IR（中断标志寄存器）

● 中断寄存器包含4个位用于匹配中断，另外4个位用于捕获中断

● 如果有中断产生，IR中的对应位会置位

● 向对应的IR位写入1会复位中断，写入0无效

● 定时器操作流程

● 1.计算定时器的计数频率

● 2.设置匹配值及工作模式

● 3.设置捕获方式

● 4.设置定时器中断VIC

● 5.启动定时器TCR

● 6.5 UART串行接口

● 计算机通信

● 概念

● 计算机应用中，计算机之间以及计算机与其它外设之间常需要交换数据，此即为计算机通信。

● 分类

● 并行通信

● 概念

● 数据的各个数据位同时传输

● 串行通信

● 概念

● 数据按照顺序逐bit一位一位收发

● I/O串行接口功能

● 1.完成串行数据的格式化（分异步/同步）

● 2.串并转换

● 3.数据缓冲功能

● 4.控制功能

● 特点

● 在同样传输率情况下，并行通信传输速度快、效率高，但当随着传输距离增加，抗干扰性降低很快，因此传输距离远时多采用串行通信；串行通信以其占用资源少、通信距离远等特点得到了广泛应用。

● 6.5.1串行通信概述

● 1.串行通信制式

● 单工制式（ Simplex )

● 只能单向传送数据，发送方和接收方固定

● 半双工制式（ Half Duplex )

● 既可发送也可接收，但不能同时接收和发送

● 全双工制式（ Full Duplex )

● 信道划分为发送信道和接收信道，双方可同时发送和接收数据

● 2.异步传送与同步传送

● 概述

● 在数据通信中为使收、发信息准确，收发两端的动作必须相互协调配合。这种协调收发之间动作的措施称为"同步"。在串行通信中数据传送的同步方式有异步传送和同步传送两种。

● 异步传送ASYNC

● 又称起止式异步通信，是计算机通信中最常用的数据信息传输方式。

● 组成

● 1位bit0的起始位

● 5～8位数据位

● 1位奇偶校验位

● 1位bit1的停止位

● （2位bit1的空闲位）

● 分类

● 有空闲位

● 无空闲位

● 同步传送SYNC

● 概念

● 同步传送就是指去掉异步传送时每个字符的起始位和停止位，仅在数据块开始处用1~2个同步字符来表示数据块传送的开始，然后串行的数据块信息以连续的形式发送，每个发送时钟周期发送一位信息

● 要求

● 对传送信息的每一位都必须在收、发两端严格保持同步，实现"位同步"。

● 收、发两端需用同一个时钟源作为时钟信号。

● 分类

● 单同步数据格式

● 1位同步字符

● 数据场

● 2位CRC校验字符（循环冗余检验）

● 双同步数据格式

● 2位同步字符

● 数据场

● 2位CRC校验字符

● SDLC数据格式

● 8位标志符（0x7E）

● 8位地址符

● 数据场

● 2位CRC校验字符

● 8位标志符（0x7E）

● HDLC数据格式

● 8位标志符（0x7E）

● 8位地址符

● 8位控制符

● 数据场

● 2位CRC校验字符

● 8位标志符（0x7E）

● 外同步数据格式

● 数据场

● 2位CRC校验字符

● 3.字符帧格式与通信速率

● 波特率

● 用波特率标称串行通信中数据的传送速率，记为bps，表示每秒钟传送的二进制数据的位数（bit/s)。波特率的倒数即为每位传输所需的时间。

● 相互通信的甲乙双方必须具有相同的波特率，否则无法成功地完成串行数据通信。

● 通常用波特率/10来估计每秒钟可以传送的字符数。

● 4.串行通信接口标准简介

● -232串口规范

● EIA RS-232C是美国电子工业协会推荐的一种标准

● 双极性的信号电平规定

● -3~-25V的电平表示逻辑"1"

● +3~+25 V的电平表示逻辑"0"

● 注：TTL(晶体管﹣晶体管逻辑）电平

● +5V电平表示逻辑"1"

● 0V电平表示逻辑"0"

● 2.带差分驱动的串口连接（了解）

● 可以增加传输距离

● RS-422采用平衡驱动差分接收

● RS-485采用平衡发送和差分接收

● 6.5.2UART(0 、1)

● 概述

● 通用异步接收／发送装置，LPC2000系列微控制器具有两个UART

● 特性

● 16字节接收FIFO（先入先出）和16字节发送FIFO

● 寄存器位置符合16C550工业标准

● 接收FIFO触发点可设置为1、4、8或14字节

● 内置波特率发生器

● UART1含有标准调制解调器接口信号

● 结构图

●

● 组成

● 串行数据发送模块

● 发送流程图

●

● 发送FIFO缓冲区

● UART0、UARTI各含有1个16字节的发送FIFO缓冲区

● UnTHR是UARTn发送FIFO的最高字节。

● UART的发送FIFO是一直使能的。

●

● 串行数据接收模块

● 波特率发生器模块

● UART控制与状态模块

● 中断控制逻辑模块

● Modem控制模块（UART1)

● 6.6片上一些其它常用接口

● 6.6.1 SPI接口

● 概述

● SPI 是串行外围设备接口

● 工作模式

● 主机模式

● 从机模式

● 寄存器描述

● SPCR：SPI控制寄存器

● SPSR：SPI状态寄存器

● SPDR：SPI数据寄存器

● SPCCR：SPI时钟计数寄存器

● SPI速率＝Fpclk/SPCCR

● SPINT：SPI中断标志寄存器

● 引发SPI中断的事件

● 数据传输完成

● 发生模式错误

● 异常状况

● 读溢出

● 写冲突

● 模式错误

● 概念

● SPI主机接口的SSEL信号被外界拉低，引发模式错误

● 此时该主机的变化：

● 时钟驱动器被关闭；

● 主机模式变为从机模式；

● 中断标志置位。

● 如果要清除模式错误位（MOOF)，必须要先读取SPI状态寄存器，然后再重新初始化SPI控制寄存器。

● 从机中止

● 在从模式下，如果SSEL信号在传输结束之前变为高电平，从模式数据传输将被中止。正在传输的数据将丢失。

● 6.6.2 I²C接口

● 概述

● I²C总线是串行传输总线，它以2根连线实现了完善的全双工同步数据传送，可以极方便地构成多机系统和外围器件扩展系统。

● 组成

● 发送器

● 本次传送中发送数据 （不包括地址和命令）到总线的器件

● 接收器

● 本次传送中从总线接收数据（不包括地址和命令）的器件

● 主 机

● 初始化发送、产生时钟信号和终止发送的器件，它可以是发送器或接收器。主机通常是微控制器

● 从 机

● 被主机寻址的器件，它可以是发送器或接收器。

● 寄存器

● I²C控制置位寄存器

● I²C状态寄存器

● I²C数据寄存器

● I²C从地址寄存器

● SCL占空比寄存器高半字

● SCL占空比寄存器低半字

● I²C控制清零寄存器

● 6.6.3 A/D转换器

● 6.6.4 看门狗

● 6.6.5 脉宽调制器

● 6.6.6 实时时钟

本文标签： 寄存器中断数据发送串行