tổng quan vi xử lý lpc2378 hướng dẫn sử dụng board mcb2300

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
o0o
BÁO CÁO ĐỒ ÁN TIN HỌC
TỔNG QUAN VI XỬ LÝ LPC2378
HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG BOARD MCB2300
GVHD: TS. Đinh Đức Anh Vũ
SVTH:
Đặng Việt Hùng - 50401023
Trần Trung Tín - 50402645
1
Tp HCM, Thaùng 12/2007
2
3
MỤC LỤC
Đề mục Trang
1. Tổng quan về đồ án 1
2. Cách sử dụng board MCB2300 2
2.1. Giới thiệu board thực tập MCB2300 2
2.2. Cài đặt board MCB2300 4
2.3. Thiết lập jumper trên board MCB2300 8
3. Cách đánh địa chỉ trong LPC2300 9
3.1. Tổ chức bộ nhớ và địa chỉ của các thiết bị ngoại vi 9
3.2. Phân vùng bộ nhớ 10
3.3. Địa chỉ thiết bị APB 12
3.4. Phần vùng lại bộ nhớ và boot ROM 13
3.5. Điều khiển phân vùng bộ nhớ 14
4. Khối điều khiển hệ thống 16
4.1. Giới thiệu 16
4.2. Chân kết ngối ngoài 17

4.3. Các thanh ghi liên quan 17
4.4 Reset 18
5. Cách thiết lập PIN cho LPC2300 19
6. Interrupt 21
6.1. Giới thiệu 21
6.2. Các loại thanh ghi 21
6.3. Kiến trúc Interrupt 23
4
7. Timer 26
7.1. Giới thiệu 26
7.2. Timer hoạt động như thê nào 26
7.3. Thiết lập timer 28
8. UART 30
8.1. Giới thiệu 30
8.2. Các loại thanh ghi trong UART 32
8.3. Khởi động UART 33
9. I2C 39
9.1.Giới thiệu 39
9.2. Nguyên lý hoạt động 39
9.3. Kết nối vật lý 40
9.4. Sơ đồ khối của I2C 41
9.5. Những thanh ghi quan trọng 44
9.6. Các chế độ hoạt động của I2C 45
9.7. Một số ví dụ 49
Phần phụ lục 52
Điều khiển LED 52
Điều khiển màn hình LCD 52
Tập lệnh ARM 7 53
10. Kết luận 80
Tài liệu tham khảo

Kết luận.

5
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ ĐỒ ÁN.
LPC2378 là một vi xử lý dựa trên nền tảng ARM và được dùng cho các ứng dụng yêu cầu
truyền nhận dữ liệu tuần tự. Vi xử lý này tính hợp một giao tiếp 10/100 Ethernet MAC, giao
tiếp USB 2.0 Full Speed, 4 giao tiếp UART, 2 kênh CAN, 1 cổng SPI, 2 cổng SSP
(Synchronous Serial Ports), 3 giao tiếp I2C, 1 giao tiếp I2S và 1 MiniBus.
Thuật ngữ LPC2300 được áp dụng cho toàn bộ họ vi xử lý gồm LPC2364, 2366, 2368 và
2378. Trong khuôn khổ báo cáo này, chúng ta chỉ quan tâm đến LPC2378.
Đồ án tin học này sẽ giới thiệu một số đặc điểm chính của kiến trúc LPC2378 cũng như tính
năng, ứng dụng và các ví dụ dựa trên thí nghiệm với board MCB2300.
6
CHƯƠNG 2 CÁCH SỬ DỤNG BOARD MCB2300
2.1 Giới thiệu board thực tập MCB 2300
Board thí nghiệm MCB2300 cho phép tạo ra và chạy những chương trình trên họ thiết bị
LPC23xx của NXP. Board thí nghiệm có 2 phiên bản khác nhau là MCB2360 và MCB2370.
 Board MCB 2360 thông dụng với vi điều khiển NXP LPC2368.
 Board MCB 2370 thông dụng với vi điều khiển NXP LPC2378.
Trong phạm vi báo cáo này, chúng ta chỉ đề cập đến board MCB 2370. Khi nói đến board
MCB 2300 tức là bao gồm cả MCD 2368 và MCB 2378.
2.1.1 Kit thí nghiệm MCB2300
Bên trong một bộ kit thí nghiệm MCB 2300 bao gồm
_ Board thí nghiệm MCB 2300.
_ Hướng dẫn nhanh Vision µIDE.
_ Bản giới thiệu tổng quan về công cụ phát triển của ARM.
_ Một CD-ROM chứa:
7
+ Bản dùng thử chương trình “RealView MDK-ARM Microcontroller
Development Kit”.

+ Một số chương trình ví dụ chạy trên board MCB2300.
+ File hướng dẫn sử dụng của board MCB2300.
_ Chương trình ví dụ chạy trên board MCB2300 có thể tìm thấy ở
KEIL\ARM\RV30\BOARDS\KEIL\MCB2300 trên CD-ROM. Tất cả các ví dụ này đều có thể dịch
và chạy trên bản dùng thử.
2.1.2. Đặc điểm chính của board MCB2300.
 Giao diện USB 2.0 Full Speed.
 Có hai cổng giao tiếp serial.
 Có hai cổng giao tiếp CAN.
 LF Amplifier.
 Điều khiển điện áp tương tự cho cổng vào ADC.
 Giao diện JTAG để nạp và chạy debug.
2.1.3 Chuẩn bị về phần cứng.
Để sử dụng board MCB2300, chúng ta cần chuẩn bị:
 Board thí nghiệm MCB2300.
 Máy tính chuẩn IBM còn trống:
_ 2 cổng USB : 1 cổng cung cấp nguồn điện và một cổng dùng để download/debug.
_ 1 cổng COM RS-232 nếu sử dụng cách nạp bằng ISP thông qua cổng giao tiếp
serial.
 Bộ giao tiếp JTAG : bao gồm Adapter JTAG và 2 dây cáp nối USB.
 Trong TH cần sử dụng tiện ích “Flash Magic Utility” một dây cáp serial, 1 đầu đực/1
đầu cái, ngắn hơn 3m.
8
2.1.4 Chuẩn bị về phần mềm.
 Hệ điều hành Microsoft Windows 2000/XP.
 Phần mềm “Keil µVision”
 Phần mềm “RealView MDK-ARM Evaluation Tools”.
 Các ví dụ viết cho MCB2300 được kèm theo các bộ MDK-ARM, DB-ARM và Keil
ARM Evalution Toolkits.
2.2 Cài đặt board thí nghiệm MCB2300.

Sau khi đã chuẩn bị đầy đủ các yêu cầu về phần cứng và phần mềm, chúng ta có thể tiến hành
các bước sau đây để cài đặt và sẵn sàng thí nghiệm trên board MCB2300.
2.2.1 Cài đặt board.
Board MCB2300 dùng nguồn điện từ cổng USB.
Board MCB2300 kết nối trực tiếp đến phần mềm “Keil µVision Debugger” bằng adapter
“Keil ULINK USB-JTAG”, không cần cài đặt thêm bất cứ phần mềm nào trên board.
9
2.2.2. Các thành phần quan trọng trên board MCB2300.
2.2.3 Kết nối với U-LINK.
 Bước 1, kết nối U-LINK với PC thông qua cable USB.
 Bước 2, kết nối U-LINK đến cổng JTAG nằm trên board MCB2300.
 Bước 3, cấp nguồn cho board MCB2300 bằng cabke USB.
 Bước 4, thiết lập mức xung JTAG cho adapter U-LINK.
_ Cho hoạt động board MCB2300.
_ Trong phần mềm µVision, thiết lập bộ Debug trong hộp thoại Project\Options for
Target\Debug.
10
_ Chọn “Use: ULINK ARM Debugger” trong danh sách thả xuống.
_ Click lên nút “Setting” để mở hộp thoại “ARM Target Driver Setup”.
_ Danh sách thà xuống “Max JTAG Clock” dùng để chỉ định xung JTAG cao nhất
được dùng để giao tiếp với board thí nghiệm. Nên chọn giá trị 200 kHz để board
MCB2300 hoạt động tốt nhất.
*_ ULINK2 JTAG có thêm chân RTCK (Return Clock). Nếu sử dụng adapter ULINK2,
chúng ta có thể thiết lập Max JTAG Clock là 200 kHz hoặc RTCK.
2.2.4 Kết nối thông qua giao tiếp Serial
 Bước 1, thiết lập jumper trên board MCB2300
_ J9 và J10 : ON.
_ J13 : OFF.
 Bước 2, cấp nguồn cho board MCB2300 bằng cabke USB.
 Bước 3, Kết nối board MCB2300 vào máy tính qua cổng COM từ cổng COM0 trên

board.
 Bước 4, Xác nhận kết nối bằng tiện ích “Flash Magic”.
_ Chạy “Flash Magic” và thiết lập thông số như sau:
11
_ Xác nhận cổng COM bằng lệnh ISP – Read Device Signature.
_ Cừa sổ sau đây sẽ hiển thị thông số kết nối.
12
2.3 Thiết lập jumper trên board MCB2300.
Các jumper trên board MCB2300, đây cũng là thông số mặc định trong TH kết nối board
thông qua ULINK2.
Jumper State Description
J1 - USB (D-) ON Connects USB Line D- to the USB connector.
J2 - USB (D+) ON Connects USB Line D+ to the USB connector.
J3 - AOUT ON Connects AOUT via LF amplifier to the loudspeaker.
J4 - Not used
J5 - UMODE ON Allows soft-connect of the USB device by issuing a software restart via P0.14
J6 - AD0.0 ON Connects POT1 potentiometer to AIN0 for analog input demonstration.
J8 - INT0 ON Enable INT0 Push Button.
J9 - RST ON Enables Reset via COM0.
J10 - ISP OFF Disables In-System Programming via COM0.
J11 - LED ON Enables Port2.0 - Port2.7 LEDs.
J13 - ETM ON Enables the Embedded Trace Macrocell (so that the USB soft-connect and the LED's
can be used)
13
CHƯƠNG 3. CÁCH ĐÁNH ĐỊA CHỈ TRONG LPC2300
3.1. Tổ chức bộ nhớ và địa chỉ của các thiết bị ngoại vi.
Bộ xử lý ARM có thể quản lý một không gian địa chỉ bộ nhớ 4 GB. Bảng sau đây thể hiện sự
phân bố địa chỉ của vùng bộ nhớ trong các thiết bị ARM:
14
3.2 Phân vùng bộ nhớ

LPC2300 quản lý chặt chẽ từng vùng nhớ riêng biệt. Bảng sau thể hiện toàn bộ không gian
địa chỉ. Vùng nhớ chứa địa chỉ vector ngắt phục vụ cho việc đánh lại địa chỉ nhớ, vấn đề này
sẽ được đề cập trong phần sau.
15
3.2.1 Phân vùng bộ nhớ cho thiết bị ngoại vi
Cả hai vùng nhớ cho thiết bị AHB và APB để có không gian là 2MB và chia đều cho 128 thiết
bị., mỗi thiết bị được phân 16 KB. Điều này đơn giản việc giải mã địa chỉ cho từng thiết bị.
16
3.3. Địa chỉ thiết bị APB.
Bảng sau thể hiện phân vùng của thiết bị APB.
17
3.4 Phân vùng lại bộ nhớ trong LPC2300 và boot ROM
3.4.1 Nguyên lý và các chế độ hoạt động
Bảng vector ngắt của ARM7 được phân vùng từ 0x000 0000 đến 0x0000 001C, vì thế, một
phần chia của Boot ROM và SRAM cần được phân vùng lại để có thể hoạt động trong những
chế độ khác nhau. Việc phân vùng lại vector ngắt liên quan chặt chẽ đến Bộ Điều khiển Phân
vùng nhớ.
18
3.4.2 Phân vùng lại bộ nhớ
Boot ROM được phân vùng trên cùng của bộ nhớ, một chương trình dù chiếm nhiều hay ít bộ
nhớ đều không ảnh hưởng đến vị trí của Boot ROM hoặc không thay đổi phân vùng của véc
tơ ngắt Boot ROM.
Phân vùng bộ nhớ được cấp phát lại cho phép thực hiện quá trình ngắt ở những chế độ khác
nhau, áp dụng cho vùng vectơ ngắt (32 bytes) và cả 32 bytes mở rộng. Mã điều khiển việc
phân vùng được cất giữ ở địa chỉ từ 0x0000 0000 và 0x0000 003F. Chương trình trong bộ nhớ
Flash được có điểu khiển FIQ lưu ở 0x0000 001C. Vectơ chứa trong SRAM, bộ nhớ ngoài và
Boot ROM phải chứa địa chỉ đến điều khiển ngắt thật sự một cách trực tiếp hay gián tiếp hông
qua một câu lệnh khác.
3.5. Điều khiển phân vùng bộ nhớ
Điều khiển phân vùng bộ nhớ thay đổi phân vùng của những vector ngắt xuất hiện ở địa chỉ

0x0000 0000. Mã chương trình sẽ được phép chạy ở những vùng nhớ khác và điều khiển
những ngắt.
3.5.1 Thanh ghi điều khiển phân vùng bộ nhớ (MEMMAP – 0xE01F C040)
Khi một điều khiển ngoại lệ cần thiết, vi xử lý sẽ nạp câu lệnh điền khiển địa chỉ của ngoại lệ
căn cứ vào bảng 2.5. Thanh ghi MEMMAP xác định địa chỉ nguồn của dữ liệu sẽ nạp vào
bảng này.
19
20
CHƯƠNG 4. KHỐI ĐIỀU KHIỂN HỆ THÔNG
4.1 Giới thiệu.
Khối điều khiển hệ thống bao gồm nhiều đặc tính hệ thống và nó điều khiển những thanh ghi
cho một số chức năng riêng biệt, không liên quan đến bất cứ thiết bị ngoại vi nào. Những
chức năng đó là:
 Reset.
 Brown-Out Detection.
 Ngõ nhập ngoài tạo ngắt.
 Điều khiển/ Thông số hệ thống.
 Bảo mật và Tìm lỗi code.
 AHB configuration.
Mỗi chức năng có một hay nhiều thanh ghi của riêng nó. Những bit không cần thiết trong
thanh ghi sẽ được giữ lại cho những mở rộng về sau. Những chức năng không liên quan với
nhau không chia sẽ chung bất cứ thanh ghi nào.
21
4.2 Chân kết nối ngoài của khối điều khiển hệ thống.
Bảng sau đây thể hiện những chân kết nối ngoài liên quan đến những chức năng của khối điều
khiển hệ thống.
4.3 Các thanh ghi liên quan.
Bảng sau đây thể hiện những thanh ghi liên quan đến những chức năng của khối điều khiển hệ
thống.
22

23
4.4 Reset
Có 4 cách Reset trên LPC2300.
 Chân RESET (ngõ nhập Schmitt trigger)
 Lệnh Reset của Watchdog.
 Reset khi mở nguồn.
 Mạch Brown Out Dectection.
Sơ đồ khối điểu khiển Reset
4.5 Các chức năng điều khiển khác.
Tham khảo User Manual – Chapter 3
24
CHƯƠNG 5. CÁCH THIẾT LẬP PIN CHO LPC2378
Mỗi chân trong LPC2378 có thể có nhiều chức năng hoặc input, output hay làm 1 chức năng
cụ thể của 1 phần nào đấy. Ví dụ như : P0[1] (port số 0 chân số 1) có thể làm chức năng input,
output căn bản hay cũng có thể làm chức năng là chân nhận dữ liệu của Control Area Network
1 (CAN1).
Chi tiết của từng chân tham khảo trong user manual trang 95. Ý tưởng ở đây là chúng ta biết
mỗi chân có nhiều chức năng và khi muốn sử dụng chức năng nào thì ta phải thiết lập 1 số giá
trị nhất định cho thanh ghi nào đó.
Như vậy ta sẽ phải có 1 thanh ghi để chọn chức năng cho từng chân. Thanh ghi đó là PINSEL,
có 10 thanh ghi PINSEL0 -> PINSEL9. Mỗi 1 chân của LPC2378 sẽ tương ứng với 2 bit
trong 1 thanh ghi này.
PINSEL Chức năng
00 Chức năng input,output căn bản
01 Chức năng số 1
10 Chức năng số 2
11 Chức năng số 3
Mọi chân đều có thể làm input,output, tùy vào từng chân mà chức năng số 1,2,3 sẽ là gì.
Chi tiết chức năng của từng chân xem user manul trang 115
25