LPC2000系列学习笔记.doc

LPC2000系列学习笔记目录 /sikinzen/1 LPC2000系列简介. 1 1.1 部分特性. 2 1.2 存储器映射. 3 2 时钟周期. 3 3 引脚连接模块. 6 4 存储器映射控制. 6 4.1 寄存器MEMMAP的取值. 7 4.2 BOOT管脚的功能. 7 4.3 举例：启动代码. 8 5 中断. 8 5.1 中断源. 8 5.2 三种中断类型. 10 5.3 如何初始化某个中断源为三类中断中的一类. 10 5.4 中断处理过程. 10 5.5 IRQ中断. 11 5.6 关于外部中断. 11 5.7 举例. 11 6 定时器. 12 6.1基本定时功能. 13 7 UART. 13 8 PWM. 13 9 A/D模块. 13 10 bootloader 13 10.1 变（常）量声明. 13 10.2 建立中断向量表(向量表所有数据32位累加和为0) 14 10.3 复位程序. 15 10.4 堆栈初始化. 16 10.5 目标板初始化. 17 10.6 其它 18LPC2000系列学习笔记2-时钟周期 对于LPC2000系列，如果从XTAL1脚输入占空比为5050的时钟信号，则时钟频率在150MHz内；如果使用外部晶振，则仅支持130MHz的外部晶振；如果使用片内PLL系统或者引导程序（即ISP功能），输入时钟频率将被限制在1025MHz。以上是对于晶振输出频率（Fosc）的限制。 除了晶振输出频率，LPC2000还有如下几种频率： FccoPLL电流控制震荡器的频率，不需太过关注 Fcclk PLL输出频率，也称处理器的时钟频率 Fpclk VPB时钟频率，即为处理器与外设通讯的频率 它们之间的关系如下：（M 、P为PLLCFG寄存器中的倍增器值与分频器值） Fcclk = Fosc (M+1) M=0,1,2,31；Fcclk不大于60MHz Fcco = Fosc 2 P P=1,2,3,4;Fcco处于 156320MHz Fplck = Fcclk / (VPBDIV的值) VPBDIV取值1,2,4 特别注意，PLL的操作顺序应该是：先将PLL激活并等待锁定，然后再将PLL连接。不要试图在掉电唤醒之后简单地执行馈送序列来重新启动PLL，因为这会在PLL锁定建立之前同时使能并连接PLL。 举例：设置系统时钟 /* 系统设置, Fosc、Fcclk、Fcco、Fpclk必须定义*/ #define Fosc 11059200 /应当与实际晶振频率一致,10MHz25MHz #define Fcclk (Fosc * 4) /系统频率，必须为Fosc的整数倍(132)，且=60MHZ #define Fcco (Fcclk * 4) /CCO频率，必须为Fcclk的2、4、8、16倍，范围为156MHz320MHz #define Fpclk (Fcclk / 4) * 1 /VPB时钟频率，只能为(Fcclk / 4)的1、2、4倍 /* 启动代码中相关部分 */ PLLCON = 1; /使能PLL #if (Fpclk / (Fcclk / 4) = 1 VPBDIV = 0; #endif #if (Fpclk / (Fcclk / 4) = 2 VPBDIV = 2; #endif #if (Fpclk / (Fcclk / 4) = 4 VPBDIV = 1; #endif #if (Fcco / Fcclk) = 2 PLLCFG = (Fcclk / Fosc) - 1) | (0 5); #endif #if (Fcco / Fcclk) = 4 PLLCFG = (Fcclk / Fosc) - 1) | (1 5); #endif #if (Fcco / Fcclk) = 8 PLLCFG = (Fcclk / Fosc) - 1) | (2 5); #endif #if (Fcco / Fcclk) = 16 PLLCFG = (Fcclk / Fosc) - 1) | (3 5); #endif PLLFEED = 0xaa; PLLFEED = 0x55; while(PLLSTAT & (1 10) = 0); /等待PLL锁定 PLLCON = 3; /使能并连接PLL PLLFEED = 0xaa; /进行有效的PLL馈送后将激活PLL PLLFEED = 0x55;LPC2000系列学习笔记3-引脚连接模块LPC2000系列学习笔记4-存储器映射控制 对于一般的处理器，系统启动后是从0x00000000地址开始读取中断向量表并引导程序的。但利用LPC2000的存储器重映射功能，我们可以将中断向量表转移至其它存储器，而不一定要从0x00000000这个地址读取。 LPC2000的这个功能是通过存储器映射控制寄存器MEMMAP和BOOT管脚来实现的。 4.1寄存器MEMMAP的取值 MEMMAP 功能 描述 00Boot装载程序模式 中断向量从Boot Block重新映射。一般情况下，即为地址0x7FFFE000 01用户Flash模式 中断向量不重新映射,它位于Flash中。一般情况下，即为地址0x00000000 10用户RAM模式 中断向量从静态RAM重新映射。一般情况下，即为地址0x40000000 11用户外部存储器模式 中断向量从外部存储器重新映射。一般情况下，即为地址0x80000000 特别注意，不正确的设定会导致器件的错误操作。 例如，每当产生一个软件中断请求,ARM内核就从0x0000 0008处取出32位数据。这就意味着当MEMMAP1:0=10(用户RAM模式)时,从0x0000 0008的读数/取指是对0x4000 0008单元进行操作；当MEMMAP1:0=00(Boot装载程序模式)时,从0x0000 0008的读数/取指是对0x7FFF E008单元的数据进行操作(Boot Block从片内ROM存储器重新映射)；如果MEMMAP1:0=11(用户外部存储器模式)，从地址为0x8000 0008的片外存储器中读取数据。 4.2BOOT管脚的功能 LPC22xx系列具有外部存储器接口，BOOT1:0脚的状态控制着引导方式，见下表。引脚悬空，内部上拉电阻保证其高电平状态。 BOOT1 BOOT1 引导方式 备注 0 0 CS0控制的8位存储器 MEMMAP1:0应设置为11 0 1 CS0控制的16位存储器 MEMMAP1:0应设置为11 1 0 CS0控制的32位存储器 MEMMAP1:0应设置为11 1 1 内部Flash存储器 MEMMAP1:0应设置为01 注意：BOOT管脚和MEMMAP寄存器的设置应该根据硬件电路的具体情况进行设置。若从32位的外部存储器引导，则MEMMAP1:0应设置为11，BOOT管脚设置为10。 对于LPC21xx系列，没有外部存储器接口，只能设置MEMMAP1:0为01。 对于LPC2200，无片内Flash，故不能设置MEMMAP1:0为01。 当然，也可以将P0.14接地，强制芯片重启后（/RESET为低）进入ISP状态。 4.3举例：启动代码#ifdef _DEBUG MEMMAP = 0x3; #endif #ifdef _OUT_CHIP MEMMAP = 0x3; #endif #ifdef _IN_CHIP MEMMAP = 0x1; #endifLPC2000系列学习笔记5-中断1.1中断源 LPC2000系列的向量中断控制器（VIC）支持32个中断请求输入，也即是支持32个中断源，见表5.1。这32个中断按顺序称为VIC通道0，VIC通道1，VIC通道31。 每一个VIC通道都支持软件中断与硬件中断，即每个中断均可由软件或硬件中断产生，软件中断与对应通道上的硬件中断是逻辑“或”的关系。软件中断可通过置位VICSoftInt寄存器相应位来产生，也可通过置位VICSoftIntClear寄存器相应位来清除。 表5.1 外设功能的中断源1.2三种中断类型 LPC2000具有3类中断：FIQ、向量IRQ和非向量IRQ。LPC2000系列可通过对VICIntSelect和VICVectCntlx（x=0,1,15）这两类寄存器的设置，将以上的32个中断源设置为这三类中断的任何一种。其中， ? 快速中断请求FIQ具有最高优先级。建议只分配一个中断请求给FIQ以减少中断处理程序的延迟。当然，VIC支持多个FIQ中断。 ? 向量IRQ具有中等优先级。该级别最多可分配32个请求中的16个。32个请求中的任何一个都可以分配到16个向量IRQslot中的任意一个。其中，slot0具有最高优先级，而slot15则为最低优先级。 ? 非向量IRQ具有最低优先级。 1.3如何初始化某个中断源为三类中断中的一类 通过VICIntSelect中断选择寄存器将32个中断请求分配为FIQ或IRQ（包括向量IRQ与非向量IRQ）；通过VICVectCntlx（x=0,1,15）来选择32个中断请求中的某个为向量IRQ并设定此中断请求为IRQ slotx（x对应于VICVectCntlx中的x）。若某个中断源被设定为IRQ，但却未通过VICVectCntlx使能，则该中断源将被默认为非向量IRQ。 1.4中断处理过程中断处理过程如下所示： ?初始化：设置中断源为3种中断源之一，设置中断地址，使能中断，然后正常运行用户程序； ?当有IRQ中断产生时，VIC将会根据中断源设置VICVectAddr寄存器为相应中断服务程序的地址，切换处理器工作模式为IRQ模式，并跳转到IRQ中断入口0x00000018处； ?异常中断向量表中0x00000018处使用“LDR PC, PC, #-0xFF0”，使得程序跳转到（0x00000018+8-0x00000FF0=0xFFFFF030）存储器处保存的地址。0xFFFFF030是VICVectAddr寄存器地址。也即是说：通过该指令，程序跳转到VICVectAddr寄存器所指向的中断服务程序的地址； ?中断服务程序执行相应的中断处理，清除中断。建议用_irq关键字定义中断服务程序； ?中断服务完成后，即可返回原中断点。返回时要同时切换处理器工作模式。 注意：退出中断前，一定要对VICVectAddr寄存器写0，通知VIC中断结束；建议用_irq关键字定义中断服务程序，这样的话，该函数将自动切换处理器工作模式，但该函数不能返回参数或者数值。 1.5IRQ中断 IRQ中断有向量IRQ和非向量IRQ中断两种类型，当IRQ中断产生时： ?若是向量IRQ中断，由于之前VIC已经将最高优先级请求的IRQ服务程序地址VICVectAddrx(x=0,1,15)装入VICVectAddr，故程序跳入该中断服务程序继续执行。 ?若是非向量IRQ中断，VIC提供默认服务程序地址VICDefVectAddr，IRQ中断入口程序可通过读取VIC的向量地址寄存器VICVectAddr来取得该地址，然后跳转到相应服务程序继续执行。该默认服务程序由所有非向量IRQ公用，默认服务程序可读取IRQ状态寄存器以确定哪个IRQ被激活。 1.6关于外部中断 外部中断的设置除了与上述各种寄存器有关外，还与EXTINT、EXTWAKE、EXTMODE和EXTPOLAR等寄存器相关。 1.7举例 1. 初始化外部中断3(EINT3)为非向量中断，并设置为电平触发模式，然后等待外部中断。 PINSEL1 = 38; / 设置管脚连接，P0.20设置为EINT3 EXTMODE = 0x00; / 设置EINT3中断为电平触发模式 /* 打开EINT3中断(使用非向量IRQ) */ VICIntSelect = 0x00000000; / 设置所有中断分配为IRQ中断 VICDefVectAddr = (int)IRQ_Eint3; / 设置中断服务程序地址 EXTINT = 13; / 清除EINT3中断标志 VICIntEnable = 117; / 使能EINT3中断，EINT3在Bit17上 2. EINT3的中断服务子程序 void _irq IRQ_Eint3(void) /* 用户添加 */ /* 等待外部中断信号恢复为高电平(若信号保持为低电平，中断标志会一直置位) */ while( (EXTINT&13)!=0 ) EXTINT = 13; / 清除EINT3中断标志，13 等价于 0x08 VICVectAddr = 0; / 向量中断结束 LPC2000系列学习笔记10-Bootloader 对周立功公司开发板SmartARMLPC2210开发板Chenmingji写的Bootlaoder进行分析和解读。1.1 变（常）量声明首先声明堆栈大小SVC_STACK_LEGTHEQU0FIQ_STACK_LEGTHEQU0IRQ_STACK_LEGTHEQU256;IRQ中断堆栈ABT_STACK_LEGTHEQU0UND_STACK_LEGTHEQU0处理器模式声明NoIntEQU0x80USR32ModeEQU0x10SVC32ModeEQU0x13SYS32ModeEQU0x1fIRQ32ModeEQU0x12FIQ32ModeEQU0x11外部存储器配置声明PINSEL2EQU0xE002C014BCFG0EQU0xFFE00000BCFG1EQU0xFFE00004BCFG2EQU0xFFE00008BCFG3EQU0xFFE0000CIMPORT_use_no_semihosting_swiIMPORT_use_two_region_memory;引入的外部标号在这声明IMPORTFIQ_Exception;快速中断异常处理程序IMPORT_main; C语言主程序入口IMPORTTargetResetInit;目标板基本初始化;给外部使用的标号在这声明EXPORTbottom_of_heap;heap的底部EXPORTbottom_of_Stacks;stack的底部EXPORTtop_of_heap;heap的顶部EXPORTStackUsrEXPORTReset;复位EXPORT_user_initial_stackheap;用户初始化堆栈和堆1.2 建立中断向量表(向量表所有数据32位累加和为0)ResetLDRPC,ResetAddr;复位后开始的执行地址LDRPC,UndefinedAddr;未定义指令异常LDRPC,SWI_Addr;软件中断LDRPC,PrefetchAddr;预取中止LDRPC,DataAbortAddr;预取数据中止DCD0xb9205f80;保留的异常LDRPC,PC,#-0xff0;IRQ(该指令会读取VICVectAddr寄存器的值,然后放入PC指针)LDRPC,FIQ_Addr;FIQ;给每一个向量分配连续的字存储单元ResetAddrDCDResetInitUndefinedAddrDCDUndefinedSWI_AddrDCDSoftwareInterruptPrefetchAddrDCDPrefetchAbortDataAbortAddrDCDDataAbortNouseDCD0IRQ_AddrDCD0FIQ_AddrDCDFIQ_Handler;发生以下异常时程序暂停(除了FIQ);未定义指令UndefinedBUndefined;软中断SoftwareInterruptBSoftwareInterrupt;取指令中止PrefetchAbortBPrefetchAbort;取数据中止DataAbortBDataAbort;快速中断FIQ_HandlerSTMFDSP!,R0-R3,LR;把R0-R3,LR的值存入堆栈BLFIQ_Exception;跳转到FIQ中断程序LDMFDSP!,R0-R3,LR;恢复R0-R3,LR的值SUBSPC,LR,#4;PC指针跳转到LR-41.3 复位程序根据外部存储器控制器的引脚接法,对GPIO进行设置(外部存储器所接引脚与P1,P2,P3口的GPIO功能复用),之后对用到的四组存储器组进行设置.ResetInit;Initialextenalbuscontroller.;初始化外部总线控制器，根据目标板决定配置LDRR0,=PINSEL2IF:DEF:EN_CRPLDRR1,=0x0f814910;芯片加密,禁止JTAG调试ELSELDRR1,=0x0f814914;设置总线的I/O引脚ENDIFSTRR1,R0;设置四组存储器配置LDRR0,=BCFG0LDRR1,=0x1000ffefSTRR1,R0;设置外部第0个存储区LDRR0,=BCFG1LDRR1,=0x1000ffefSTRR1,R0;设置外部第1个存储区;LDRR0,=BCFG2;该开发板没有用到后面两组存储器接口;LDRR1,=0x2000ffef;STRR1,R0;设置外部第2个存储区;LDRR0,=BCFG3;LDRR1,=0x2000ffef;STRR1,R0;设置外部第3个存储区BLInitStack;初始化堆栈InitializethestackBLTargetResetInit;目标板基本初始化Initializethetargetboard;跳转到c语言入口JumptotheentrypointofCprogramB_main1.4 堆栈初始化初始化各模式堆栈InitStackMOVR0,LR;因芯片模式切换,故将程序返回地址保存到R0,同时在初始化堆栈完成后使用R0返回;BuildtheSVCstack;设置管理模式堆栈MSRCPSR_c,#0xd3LDRSP,StackSvc;BuildtheIRQstack;设置中断模式堆栈MSRCPSR_c,#0xd2LDRSP,StackIrq;BuildtheFIQstack;设置快速中断模式堆栈MSRCPSR_c,#0xd1LDRSP,StackFiq;BuildtheDATAABORTstack;设置中止模式堆栈MSRCPSR_c,#0xd7LDRSP,StackAbt;BuildtheUDFstack;设置未定义模式堆栈MSRCPSR_c,#0xdbLDRSP,StackUnd;BuildtheSYSstack;设置系统模式堆栈MSRCPSR_c,#0xdf;修改为0x5d将打开IRQ中断LDRSP,=StackUsrMOVPC,R0;子程序返回1.5 目标板初始化voidTargetResetInit(void)/设置存储器映射方式,这必须根据硬件来设置.这里是ADS1.2中的设置.#ifdef_DEBUGMEMMAP=0x3;/remap#endif#ifdef_OUT_CHIPMEMMAP=0x3;/remap#endif#ifdef_IN_CHIPMEMMAP=0x1;/remap，根据预定义的宏，设置存储器映射方式#endif/*设置系统各部分时钟*/PLLCON=1;使能PLL（锁相环）,但不连接PLL#if(Fpclk/(Fcclk/4)=1VPBDIV=0;#endif#if(Fpclk/(Fcclk/4)=2VPBDIV=2;#endif#if(Fpclk/(Fcclk/4)=4VPBDIV=1;#endif/*设置外设时钟（VPB时钟pclk）与系统时钟(cclk)的分频比*/#if(Fcco/Fcclk)=2PLLCFG=(Fcclk/Fosc)-1)|(05);#endif#if(Fcco/Fcclk)=4PLLCFG=(Fcclk/Fosc)-1)|(15);#endif#if(Fcco/Fcclk)=8PLLCFG=(Fcclk/Fosc)-1)|(25);#endif#if(Fcco/Fcclk)=16PLLCFG=(Fcclk/Fosc)-1)|(35);#endif/*根据PLL的电流控制振荡器和系统时钟的频率比，设置PLL的乘因子和除因子*/PLLFEED=0xaa;PLLFEED=0x55;/*使用芯片要求的访问序列把数据写入PLL相关寄存器*/while(PLLSTAT&(110)=0);/*等待PL