典型MCU架构详解与主流MCU介绍.doc

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1、典型MCU架构详解与主流MCU介绍在前面的介绍中，我们已经了解到MCU就是基于一定的内核体系，集成了存储、并行或串行I/O、定时器、中断系统以及其他控制功能的微型计算机系统，如图4.1是典型的MCU组成框图。目前，虽然很多厂商采用了ARM内核体系，但是在具体的MCU产品上，各个公司集成的功能差异非常大，形成MCU百花齐放的格局，由于本书的重点是介绍32位MCU，所以我们将重点以恩智浦公司的MCU为例来介绍，这些MCU中，LPC3000、LH7A采用ARM9内核，LPC2000和LH7采用ARM7内核，LPC1000系列采用Cortex-M3或M0内

2、核，通过这几个系列的介绍可以了解MCU的构成和差异。4.1恩智浦LPC1000系列MCULPC1000系列MCU是以第二代Cortex-M3为内核的微控制器，用于处理要求高度集成和低功耗的嵌入式应用。采用3级流水线和哈佛结构，其运行速度高达100MHz，带独立的本地指令和数据总线以及用于外设的第三条总线，使得代码执行速度高达1.25MIPS/MHz，并包含一个支持分支预测的内部预取指单元，特别适用于静电设计、照明设备、工业网络、报警系统、白色家电、电机控制等领域。LPC1000系列MCU又分为LPC1700系列和LPC1300系列，下面我们分开介绍

3、。4.1.1LPC1700系列MCU介绍LPC1700系列ARM是以第二代的Cortex-M3为内核，是为嵌入式系统应用而设计的高性能、低功耗的32位微处理器，适用于仪器仪表、工业通讯、电机控制、灯光控制、报警系统等领域。其操作频率高达100MHz，采用3级流水线和哈佛结构，带独立的本地指令和数据总线以及用于外设的高性能的第三条总线，使得代码执行速度高达1.25MIPS/MHz，并包含一个支持分支预测的内部预取指单元。LPC1700系列ARMCortex-M3的外设组件：最高配置包括512KB片内Flash程序存储器、64KB片内SRAM、8通道G

4、PDMA控制器、4个32位通用定时器、一个8通道12位ADC、一个10位DAC、一路电机控制PWM输出、一个正交编码器接口、6路通用PWM输出、一个看门狗定时器以及一个独立供电的超低功耗RTC。LPC1700系列ARMCortex-M3还集成了大量的通信接口：一个以太网MAC、一个USB2.0全速接口、4个UART接口、2路CAN、2个SSP接口、1个SPI接口、3个I2C接口、2路I2S输入和2路I2S输出。1.LPC1700系列MCU关键特性：*第二代Cortex-M3内核，运行速度高达100MHz；*采用纯Thumb2指令集，代码存储密度高；

5、*内置嵌套向量中断控制器（NVIC），极大程度的降低了中断延迟；*不可屏蔽中断（NMI）输入；*具有存储器保护单元，内嵌系统时钟；*全新的中断唤醒控制器（WIC）；*存储器保护单元（MPU）；*以太网、USBHost/OTG/Device、CAN、I2S；*快速（Fm+）I2C、SPI/SSP、UART；*电机控制PWM输出和正交编码器接口；*12位ADC；*低功耗实时时钟（RTC）；*第二个专用的PLL可用于USB接口，增加了主PLL设置的灵活性；*4个低功率模式：睡眠、深度睡眠、掉电、深度掉电，可通过外部中断、RTC中断、USB活动中断、以太网

6、唤醒中断、CAN总线活动中断、NMI等中断唤醒；*具有在系统编程（ISP）和在应用编程（IAP）功能的512KB片上Flash程序存储器；*64KB片内SRAM包括：*32KBSRAM可供高性能CPU通过本地代码/数据总线访问；*2个16KBSRAM模块，带独立访问路径，可进行更高吞吐量的操作。这些SRAM模块可用于以太网、USB、DMA存储器，以及通用指令和数据存储；*AHB多层矩阵上具有8通道的通用DMA控制器（GPDMA），结合SSP、I2S、UART、AD/DA转换、定时器匹配信号和GPIO使用，并可用于存储器到存储器的传输；*多层AHB矩

7、阵内部连接，为每个AHB主机提供独立的总线。AHB主机包括CPU、通用DMA控制器、以太网MAC和USB接口。这个内部连接特性提供无仲裁延迟的通信；*实用的LQFP80/100脚封装。2.LPC1700系列中LPC1766方框图： 3.LPC1700系列MCU参数规格如下表所示：4.1.2LPC1300系列MCU介绍LPC1311/13/42/43是以第二代ARMCortex-M3为内核的微控制器，其系统性能大大提高，增强了调试特性，令所支持模块的集成级别更高。其最大亮点在于具有极高的代码集成度和极低的功耗，是业界功耗最低的32位Cortex-M3

8、MCU。LPC1300系列ARM微控制器的操作频率高达70MHz，具有3级流水线功能，并采用支持独立本地指令和数据总线以及