單片機最小系統-基於LPC1114

單片機最小系統概述

單片機也叫微控制器（MCU），是一種數字邏輯控制器件，內部有複雜的電路組成。根據單片機的原理，單片機的正常工做須要一些條件，咱們把知足單片機工做的最基本電路組成稱爲單片機最小系統。

LPC11C14單片機簡介

基於 ARM Cortex-M0 的 LPC111x/LPC11Cxx 系列微控制器是低功耗，32 位微控制器家族中 的一員，面向 八、16 位微處理應用，具備高性能，低功耗，簡單指令集，統一編址尋址等 優勢，並且，相對於如今市場上存在的 8/16 位架構來講，它有效的下降了代碼長度。

LPC111x/LPC11Cxx 系列微控制器的工做頻率可高達 50MHZ。

LPC111x/LPC11Cxx 系列微控制器加入的外圍組件包括：高達 32KB 的 flash 存儲器，8KB 的數據存儲器 , 一個加強快速模式 （FM+）I2C 接口， 一個 RS-485/EIA-485 標準的通用異 步串行收發 器，兩個具備 SSP 特性的 SPI 接口，四個通用定時器，一個 10 位 ADC 和 42 個 GPIO 引腳。

片上 C_CAN 驅動器和閃存的系統編程工具經過 C_CAN 鏈接在 LPC11Cxx 裏，此外 LPC11C2x 還包含一個一個片上 CAN 收發器。

最小系統基本組成

單片機的種類有不少，不一樣公司不一樣型號的單片機在電路設計上也不盡相同，因此在使用一款單片機時，必定要先獲取單片機的數據手冊（datasheet）以及用戶使用手冊（User Manual）。 本文使用的單品機是NXP（恩智浦）公司設計開發的LPC11C14單片機，該單片機屬於LPC11xx系列，是在LPC1114的基礎上增長了CAN總線功能單元，基本的引腳排布以及其餘內部功能基本保持一致。 ![]

根據芯片的數據手冊和用戶使用手冊能夠知道，LPC11C14單片機的最小系統組成以下：

1. 電源供電

   單片機是一種數字邏輯器件，工做時須要進行電源供電。在衆多單片機中，不一樣單片機有不一樣的供電電壓，如傳統的51單片機多爲5V或3.3V，可是大多數單片機的均可以在必定的電壓範圍內正常工做，例如宏晶公司2008年11月發佈的STC12系列單片機數據手冊中，STC12C系列的單片機電壓範圍是3.3~5.5V；STC12L系列的單片機電壓範圍是2.2~3.6V。

   對於LPC11C14，根據芯片手冊，能夠了解到，LPC11C14的工做電壓範圍：1.8V~3.6V

   在芯片手冊中能夠看到，芯片的八、44兩個引腳是電源的正極輸入引腳，這兩個引腳分別鏈接到了芯片內部的穩壓器、芯片內的外設以及ADC功能單元，用於給芯片供電。

   五、41兩個引腳是芯片的接地引腳，也就是電源的負極。

   在芯片工做的時候，首先要確保電源的這4個引腳被正確的鏈接在電源的正負極上。

2. 外部時鐘電路

   時鐘電路就是一個振盪器，給單片機提供一個節拍，單片機執行各類操做必須在這個節拍的控制下才能進行，包括程序的運行。

   LPC111x/LPC11Cxx 包含三個獨立的振盪器。分別是系統振盪器、內部 RC 振盪器 (IRC) 和 看門狗振盪器。 在具體應用中，每個振盪器均可以有不止一個用途。

   復位以後，LPC111x/LPC11Cxx 會在內部 RC 振盪器下工做，直到經過軟件進行切換。這就 使得系統 bootloader 工做在一個已知的頻率下而不會受任何外部晶振的影響。

   若是做爲最小電路，在電路上能夠什麼都不用作，單片機內部集成了一個頻率爲12MHz的RC振盪器，頻率偏差1%，可是若是想要提升單片機的時鐘精度，就須要在單片機外部提供更加精準的時鐘震盪信號。

   上圖爲在XTALIN和XTALOUT之間外接無源晶體振盪器的原理圖，能夠用晶體振盪器產生的震盪信號驅動單片機工做，多數狀況下晶體振盪器選用12MHz，匹配電容選用10pF。

3. 上電覆位電路

   上電覆位電路是一種用來使電路恢復到起始狀態的電路，因爲單片機是基於時序控制的數字電路，它須要穩定的時鐘信號，所以在電源上電時，須要等待單片機內部的電源系統以及時鐘系統穩定工做時，纔可讓單片機開始工做，這個等待過程就是上電覆位電路所起的做用。

   下圖爲LPC11C14的上電時序圖：

   簡而言之，對於LPC11C14單片機，上電覆位電路的做用就是在上電時，讓單片機的RESET引腳保持低電平，延遲一段時間後，拉高電平，電平的跳變會觸發單片機內部的施密特觸發器，收到觸發信號後，處理器從地址 0 處 （即最初的從引導塊映射的復位向量）開始執行程序。同時全部的處理器和外設的寄存器被初始爲預約值 。

如上所示電路是最簡單的RC上電覆位電路。

驗證單片機工做狀態

當單片機最小系統電路搭建完成時，須要知道單片機是否正確工做，過程比較簡單，藉助示波器，檢測晶體振盪器的引腳是否產生震盪信號，若是產生了震盪信號，則代表單片機已經開始運行。

若是沒有示波器，能夠用萬用表測量晶體振盪器的引腳電壓，若是晶振起振，會在引腳上測出1.8V左右的電壓值。