实验报告万历综合实验文档格式.docx

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本开发板的复位电路使用了带I2C存储器的电源监控芯片CAT1025JI-30，提高系统的可靠性，电路原理

如图1.4所示。

在图1.4中，信号nRST连接到LPC2131芯片的复位脚RESET，当复位按键RST按下时，CAT1025JI-30的RESET引脚立即输出复位信号，使LPC2131芯片复位。

注意，使用CAT1025JI-30芯片时，其RESET引脚上的下拉电阻、RESET引脚上的上拉电阻都是不能省略的。

3.2、系统时钟电路

LPC2100系列ARM7微控制器可使用外部晶振或外部时钟源，内部PLL电路可调整系统时钟，使系统运行速度更快（CPU最大操作时钟为60MHz）。

倘若不使用片内PLL功能及ISP下载功能，则外部晶振频率范围是1MHz～30MHz，外部时钟频率范围是1MHz～

50MHz；

若使用了片内PLL功能或ISP下载功能，则外部晶振频率范围是10MHz～25MHz，外部时钟频率范围是10MHz～25MHz。

EasyARM2131开发板使用了外部11.0592MHz晶振，电路如图1.5所示。

用11.0592MHz晶振的原因是使串口波特率更精确，同时能够支持LPC2131微控制器芯片内部PLL功能及ISP功能。

3.3、键盘电路

EasyARM2131开发板具有6个独立按键，分别为KEY1～KEY6，如图1.8所示。

由于P0口作为输入时，内部无上拉电阻，所以要使用R28～R33等6个上拉电阻，当没有按键时，口线值为1，当按键按下时为0；

其中，KEY1、KEY5所连接的口线为P0.16、P0.20，这两个口分别与外部中断EINT0、EINT3复用，所以可用这两个按键进行外部中断的实验、唤醒掉电CPU的实验。

KEY2、KEY3、KEY4和KEY6所连的口线为P0.17、P0.18、P0.19、P0.21，可用作定时器的捕获输入。

键盘电路通过JP8跳线器来选择连接。

3.4、LED显示电路

在显示方面，EasyARM2131开发板采用了一片74HC595驱动一位静态共阳LED数码管，如图1.9所示，其时钟（SCK）、数据（SI）分别接到LPC2131的SPI接口的SCLK0、MOSI0，这样就可以发送数据到74HC595；

片选（RCK，即74HC595输出触发端）与P0.29口连接，由P0.29控制74HC595数据锁存输出；

而最高位输出（SQH）连接到LPC2131的SPI接口的MISO0，可用来读回数据。

这样连接就可以进行SPI接口控制实验，并能把74HC595的移位输出读回来（由MISO0读回）。

这一部份电路通过JP10跳线器来选择连接。

在使用硬件SPI接口主方式时，要把SPI0/1的4个I/O口均设置为SPI功能，如P0.4、P0.5、P0.6、P0.7，而且SSEL0/1引脚不能为低电平，一般要接一个10KΩ的上拉电阻。

另外，EasyARM2131开发板还具有8个独立的发光二极LED1～LED9，由P1.18～P1.25输出控制，输出1时对应的LED熄灭，输出0时对应的LED点亮，电路如图1.10所示。

这一部份电路通过JP12跳线器来选择连接。

电路采用了I/O口灌电流的驱动方式来驱动LED，这样做主要是因为I/O口能提供的灌电流大于其拉电流，保证了LED的显示亮度。

3.5、蜂鸣器控制电路

如图1.11所示，蜂鸣器使用PNP三极管Q1进行驱动控制，当P0.7控制电平输出0时，Q1导通，蜂鸣器蜂鸣；

当P0.7控制电平输出1时，Q1截止，蜂鸣器停止蜂鸣；

若把JP6选择断开连接，Q1截止，蜂鸣器停止蜂鸣。

Q1采用开关三极管8550，其主要特点是放大倍数高hFE=300，最大集电极电流ICM=1500mA，特征频率fT=100MHz。

由于P0.7口与SPI部件的SSEL0复用，所以此管脚上接一上拉电阻R22，防止在使用硬件SPI总线时由于SSEL0引脚悬空导致SPI操作出错。

3.6实时时钟

3.6.1概述

实时时钟（RTC，RealTimeClock）提供一套计数器在系统上电和关闭操作时对时间进行测量，RTC消耗的功率非常低。

LPC2131的RTC时钟可由独立的32.768KHz振荡器或基于VPB时钟的可编程预分频器来提供。

另外，RTC还具有专用的电源管脚Vbat，可连接到电池或其它器件使用的相同的3.3V电压上。

要使RTC中断能够唤醒掉电的CPU，必须选择外部时钟源。

3.6.2特性

1、测量保持日历或时钟的时间通路；

2、超低功耗设计，支持电池供电系统；

3、提供秒、分、小时、日、月、年和星期；

4、指定的32KHz振荡器或可编程VPB时钟预分频器；

5、专用电源管脚可与电池或3.3V的电压相连

3.6.3结构

RTC功能结构如图4.116所示。

3.6.4寄存器描述

RTC包含了许多寄存器，按照功能分成混合寄存器、时间寄存器、时间计数器、报警寄存器和预分频器几组，见表4.76。

3.7、PWM脉宽调制器

3.7.1概述

LPC2131的脉宽调制器（PWM，PulseWidthModulator）建立在标准定时器0/1之上。

应用可在PWM和匹配功能当中进行选择。

PWM基于标准的定时器模块并具有其所有特性。

不过LPC2131只将其PWM功能输出到管脚。

定时器对外设时钟（pclk）进行计数，可选择产生中断或基于7个匹配寄存器，在到达指定的定时值时执行其它动作（设置为高/低电平、翻转或者无动作）。

它还包括4个捕获输入，用于在输入信号发生跳变时捕获定时器值，并可选择在事件发生时产生中断。

PWM功能是一个附加特性，建立在匹配寄存器事件基础之上。

可独立控制上升沿和下降沿的位置，这样使PWM可以应用于更多的领域。

例如，多相位电机控制通常需要3个非重叠的PWM输出，而这3个输出的脉宽和位置需要独立进行控

制。

两个匹配寄存器可用控制单边沿PWM输出。

PWMMR0控制PWM周期率，另一个匹配寄存器（PWMMR1～PWMMR6）控制PWM边沿的位置。

每个额外的单边沿PWM输出只需要一个匹配寄存器，因为所有PWM输出的重复率速率是相同的。

多个单边沿控制PWM输出在每个PWM周期的开始，当PWMMR0发生匹配时，都有一个上升沿。

3个匹配寄存器共同控制一个双边沿PWM输出。

PWMMR0控制PWM周期速率，其它匹配寄存器控制（PWMMR1～PWMMR6）两个PWM边沿位置。

每个额外的双边沿PWM输出只需要两个匹配寄存器，因为所有PWM输出的重复率速率是相同的。

使用双边沿控制PWM输出时，指定的匹配寄存器控制输出的上升和下降沿。

这样就产生了正脉冲（当上升沿先于下降沿时）和负脉冲（当下降沿先于上升沿时）。

3.7.2特性

1、7个匹配寄存器，可实现6个单边沿控制或3个双边沿控制PWM输出，或这两种类型的混合输出：

－连续操作，可选择在匹配时产生中断；

－匹配时停止定时器，可选择产生中断；

－匹配时复位定时器，可选择产生中断。

2、每个匹配寄存器对应一个外部输出，具有下列特性：

－匹配时设置为低电平；

－匹配时设置为高电平；

－匹配时翻转；

－匹配时无动作。

3、支持单边沿控制和/或双边沿控制的PWM输出。

单边沿控制PWM输出在每个周期开始时总是为高电平，除非输出保持恒定低电平。

双边沿控制PWM输出可在一个周期内的任何位置产生边沿。

这样可同时产生正和负脉冲。

4、脉冲周期和宽度可以是任何的定时器计数值。

这样可实现灵活的分辨率和重复速率的设定。

所有PWM输出都以相同的重复率发生。

5、双边沿控制的PWM输出可编程为正脉冲或负脉冲。

6、匹配寄存器更新与脉冲输出同步，防止产生错误的脉冲。

软件必须在新的匹配值生效之前将它们释放。

7、如果不使能PWM模式，可作为一个标准定时器。

8、带可编程32位预分频器的32位定时器/计数器。

9、当输入信号跳变时4个捕获寄存器可取得定时器的瞬时值，也可选择使捕获事件产生中断。

3.7.3PWM的方框图

图4.100所示为PWM的方框图。

在标准定时器模块上增加的部分位于图的右边和顶端。

图4.100的PWM输出逻辑允许通过PWMSELn（在PWM控制寄存器PWMPCR中）位选择单边沿或者双边沿控制的PWM输出。

3.8、SPI接口

3.8.1概述

LPC2131具有一个硬件SPI（SPI，SerialPeripheralInterface）接口，它是一个同步、全双工串行接口，最大数据位速率为时钟速率的1/8，可以配置为主机或者从机。

在同一总线上可以有多个主机或者从机，但同一时刻只能有一个主机和一个从机能够进行通信，在一次数据传输过程中，主机向从机发送一字节数据，从机也向主机返回一字节数据。

SPI可应用于：

串行存储器，如DataFlash、三线EEPROM等；

串行外设，如ADC、DAC、LCD控制器、CAN控制器、传感器等；

外部协处理器。

3.8.2特性

1、两个完全独立的SPI控制器；

遵循串行外设接口（SPI）规范；

2、同步、串行、全双工通信；

组合的SPI主机和从机；

3、最大数据位速率为输入时钟速率的1/8。

3.8.3结构

SPI0接口中的SPI方框图见图4.47。

3.9.1概述

LPC2131具有2个32位可编程定时/计数器，均具有4路捕获、4比较路匹配并输出电

路。

定时器对外设时钟（pclk）周期进行计数，可选择产生中断或根据4个匹配寄存器的设

定，在到达指定的定时值时执行其它动作（输出高/低电平、翻转或者无动作）。

它还包括4

个捕获输入，用于在输入信号发生跳变时捕获定时器值，并可选择产生中断。

可用于对内部事件进行计数的间隔定时器，或者通过捕获输入实现脉宽调制，亦可作为

自由运行的定时器。

定时器0和定时器1除了外设基地址以外，其它都相同。

3.9.2特性

带可编程32位预分频器的32位定时器/计数器；

具有多达4路32位的捕获通道－当输入信号跳变时可取得定时器的瞬时值，也可

3.9.3结构

定时器0和定时器1的方框图，见图4.85。

4.1程序概述

此程序是多功能万年历，具有以下功能：

1、利用实时时钟显示时间，利用定时器的功能使其两秒钟跳动一次；

2、进行整点报时：

到了整点时用PWM音乐输出来报点；

3、SPI设置：

当到了半点时数码管显示LPC2131来提醒人们；

4、当时间到了30秒时流水灯闪烁；

5、按键设置：

当按下按键1时PWM音乐输出响应。

4.2程序流程图

五、程序清单

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