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广州周立功单片机发展有限公司 Tel: (020)38730976 38730977 Fax: 38730925 http://www.zlgmcu.com 请注意：LPC2134 没有 AD1 功能，本文章中有关 LPC2134 AD1 功能的内容请不要理会，更不要在您设计中使用此功能。 LPC2131/2132/2138 使用指南 1. 简介概述 LPC2131/2132/2138 是基于一个支持实时仿真和嵌入式跟踪的 32/16 位 ARM7TDMI-STM CPU 的微控制器，并带有 32kB、64kB、512 kB 的嵌入的高速 Flash 存储器。128 位宽度的存储器接口和独特的加速结构使 32 位代码能够在最大时钟速率下运行。对代码规模有严格控制的应用可使用 16 位 Thumb®模式将代码规模降低超过 30%，而性能的损失却很小。较小的封装和极低的功耗使 LPC2131/2132/2138 可理想地用于小型系统中，如访问控制和 POS 机。宽范围的串行通信接口和片内 8/16/32kB 的 SRAM 使 LPC2131/2132/2138 非常适用于通信网关、协议转换器、软 modem、声音辨别和低端成像，为它们提供巨大的缓冲区空间和强大的处理功能。多个 32 位定时器、1 个或 2 个 10 位 8 路 ADC、10 位 DAC、PWM 通道和 47 个 GPIO 以及多达 9 个边沿或电平触发的外部中断使它们特别适用于工业控制和医疗系统。特性小型 LQFP64 封装的 16/32 位 ARM7TDMI-S 微控制器。 8/16/32kB 片内静态 RAM。片内 Boot 装载软件实现在系统/在应用中编程（ISP/IAP）。扇区擦除或整片擦除的时间为 400ms， 1ms 可编程 256 字节。 EmbeddedICE®RT 和嵌入式跟踪接口可实时调试（利用片内 RealMonitor 软件）和高速跟踪执行代码。 1 个（LPC2132/2132）或 2 个（LPC2138）8 路 10 位 A/D 转换器共包含 16 个模拟输入，每个通道的转换时间低至 2.44us。 1 个 10 位 D/A 转换器，可提供不同的模拟输出（LPC2132/2138）。 2 个 32 位定时器/计数器（带 4 路捕获和 4 路比较通道）、PWM 单元（6 路输出）和看门狗。实时时钟具有独立的电源和时钟源，在节电模式下极大地降低了功耗。多个串行接口，包括 2 个 16C550 工业标准 UART、2 个高速 I2C 接口（400 kbit/s）、SPITM 和 SSP （具有缓冲功能，数据长度可变）。向量中断控制器。可配置优先级和向量地址。多达 47 个 5V 的通用 I/O 口（LQFP64 封装）。 9 个边沿或电平触发的外部中断引脚。通过片内 PLL 可实现最大为 60MHz 的 CPU 操作频率，PLL 的稳定时间为 100us。片内晶振频率范围：1~30 MHz。 2 个低功耗模式：空闲和掉电。可通过个别使能/禁止外部功能和降低外部时钟来优化功耗。通过外部中断将处理器从掉电模式中唤醒。单个电源供电，含有上电复位（POR）和掉电检测（BOD）电路：－CPU 操作电压范围：3.0~3.6 V (3.3 V+/－ 10%)，I/O 口可承受 5V 的最大电压。 1

广州周立功单片机发展有限公司 Tel: (020)38730976 38730977 Fax: 38730925 http://www.zlgmcu.com 应用工业控制医疗系统访问控制 POS 机通信网关嵌入式软 moderm 一般性应用器件信息表 1 LPC2131/2132/2138 器件信息器件管脚数片内 RAM 片内 FLASH 10 位 A/D 通道数 10 位 D/A 通道数 64 64 64 8kB 16 kB 32 kB 32kB 64 kB 512 kB 8 8 16 - - 1 LPC2131 LPC2132 LPC2138 结构概述注 - - - LPC2131/2132/2138 包含一个支持仿真的 ARM7TDMI-S CPU、与片内存储器控制器接口的 ARM7 局部总线、与中断控制器接口的 AMBA 高性能总线（AHB）和连接片内外设功能的 VLSI 外设总线（VPB，ARM AMBA 总线的兼容超集）。LPC2131/2132/2138 将 ARM7TDMI-S 配置为小端（little-endian）字节顺序。 AHB 外设分配了 2M 字节的地址范围，它位于 4G 字节 ARM 存储器空间的最顶端。每个 AHB 外设都分配了 16k 字节的地址空间。LPC2131/2132/2138 的外设功能（中断控制器除外）都连接到 VPB 总线。AHB 到 VPB 的桥将 VPB 总线与 AHB 总线相连。VPB 外设也分配了 2M 字节的地址范围，从 3.5GB 地址点开始。每个 VPB 外设在 VPB 地址空间内都分配了 16k 字节地址空间。片内外设与器件管脚的连接由管脚连接模块控制。该模块必须由软件进行控制以符合外设功能与管脚在特定应用中的需求。 ARM7TDMI-S 处理器 ARM7TDMI-S 是通用的 32 位微处理器，它具有高性能和低功耗的特性。ARM 结构是基于精简指令集计算机(RISC)原理而设计的。指令集和相关的译码机制比复杂指令集计算机要简单得多。这样使用一个小的、廉价的处理器核就可实现很高的指令吞吐量和实时的中断响应。由于使用了流水线技术，处理和存储系统的所有部分都可连续工作。通常在执行一条指令的同时对下一条指令进行译码，并将第三条指令从存储器中取出。 ARM7TDMI-S 处理器使用了一个被称为 THUMB 的独特结构化策略，它非常适用于那些对存储器有限制或者需要较高代码密度的大批量产品的应用。在 THUMB 后面一个关键的概念是“超精简指令集”。基本上，ARM7TDMI-S 处理器具有两个指令集：标准 32 位 ARM 指令集 16 位 THUMB 指令集 THUMB 指令集的 16 位指令长度使其可以达到标准 ARM 代码两倍的密度，却仍然保持 ARM 的大多数性能上的优势，这些优势是使用 16 位寄存器的 16 位处理器所不具备的。因为 THUMB 代码和 ARM 代码一样，在相同的 32 位寄存器上进行操作。 THUMB 代码仅为 ARM 代码规模的 65%，但其性能却相当于连接到 16 位存储器系统的相同 ARM 处理器性能的 160%。关于 ARM7TDMI-S 处理器的详细内容请参阅 ARM 官方网站上的 ARM7TDMI-S 数据手册。 2

广州周立功单片机发展有限公司 Tel: (020)38730976 38730977 Fax: 38730925 http://www.zlgmcu.com 片内 FLASH 程序存储器 LPC2131/2132/2138 分别含有 32kB、64kB 和 512kB 的 FLASH 存储器系统。该存储器可用作代码和数据的存储。对 FLASH 存储器的编程可通过几种方法来实现：通过内置的串行 JTAG 接口，通过在系统编程（ISP）和 UART0，或通过在应用编程（IAP）。使用在应用编程的应用程序也可以在应用程序运行时对 FLAH 进行擦除和/ 或编程，这样就为数据存储和现场固件的升级都带来了极大的灵活性。如果 LPC2131/2132/2138 使用了片内引导装载程序（bootloader），32/64/512kB 的 Flash 存储器就可用来存放用户代码。 LPC2131/2132/2138 的 Flash 存储器至少可擦除/编程 10,000 次，保存数据的时间长达 10 年。片内静态 RAM 片内静态 RAM（SRAM）可用作代码和/或数据的存储，支持 8 位、16 位和 32 位的访问。 LPC2131/2132/2138 含有 8/16/32kB 的静态 RAM。 LPC2131/2132/2138 SRAM 是一个字节寻址的存储器。对存储器进行字和半字访问时将忽略地址对准，访问被寻址的自然对准值（因此，对存储器进行字访问时将忽略地址位 0 和 1，半字访问时将忽略地址位 0）。因此，有效的读写操作要求半字数据访问的地址线 0 为 0（地址以 0、2、4、6、8、A、C 和 E 结尾），字数据访问的地址线 0 和 1 都为 0（地址以 0、4、8 和 C 结尾）。该原则同样用于片外和片内存储器。 SRAM 控制器包含一个回写缓冲区，它用于防止 CPU 在连续的写操作时停止运行。回写缓冲区总是保存着软件发送到 SRAM 的最后一个字节。该数据只有在软件请求下一次写操作时才写入 SRAM（数据只有在软件执行另外一次写操作时被写入 SRAM）。如果发生芯片复位，实际的 SRAM 内容将不会反映最近一次的写请求（即：在一次“热”芯片复位后，SRAM 不会反映最后一次写入的内容）。任何在复位后检查 SRAM 内容的程序都必须注意这一点。通过对一个单元执行两次相同的写操作可保证复位后数据的写入。或者，也可通过在进入空闲或掉电模式前执行虚写（dummy write）操作来保证最后的数据在复位后被真正写入到 SRAM。 3

广州周立功单片机发展有限公司 Tel: (020)38730976 38730977 Fax: 38730925 http://www.zlgmcu.com 功能框图 PLL 系统功能测试/调试接口 ARM7TDMI-S AHB 桥系统时钟 AMBA AHB （先进的高性能总线） AHB 到 VPB 桥 VPB 分频器 VPB ( VLSI 外围总线） I2C 串行接口0和1 SP I 和 SSP 串行接口 UART 0 & 1 实时时钟看门狗定时器系统控制向量中断控制器 AHB 译码器 SCL 0,1 SDA0 ,1 SCK0 ,1 MOSI0,1 MISO0,1 SSEL 0,1 TxD0,1 RxD0,1 DSR1 2,CTS12,RTS12 DTR12, DC D12,RI12 RT XC1 RT XC2 Vbat ARM7 局部总线内部SRAM 控制器内部Flash 控制器 8/16/32 kB SRAM 32/64/512 kB FLASH EI NT3:0 8 x CAP0 8 x MAT AD0.7:0 AD1.7:02 外部中断捕获/比较（ w/外部时钟）定时器0&1 A/D 转换器 0 和 1 2 3 Aout D/A 转换器 2 P0.31:0 P1.31:1 6, 1:0 2 通用I/O口 PWM6:1 PWM 0 1 与 GPIO 共用。 2 仅适用于 LPC2138。 3 仅 LPC2132/2138。图 1 LPC2131/2132/2138 方框图 2. LPC2131/2132/2138 存储器寻址存储器映射 LPC2131/2132/2138 包含几个不同的存储器组，见以下各图。图 2 所示为复位后从用户角度所看到的整个地址空间映射。中断向量支持地址的重新映射，详见后面的章节。 4

广州周立功单片机发展有限公司 Tel: (020)38730976 38730977 Fax: 38730925 http://www.zlgmcu.com 4.0 GB 3.75 GB 3.5 GB 3.0 GB AHB 外设 VPB 外设保留地址空间 0xFFFF FF FF 0xF000 000 0 0xE00 0 0000 0xC000 0000 2.0 GB Boot Bl ock （从片内Flash 存储器重新映射） 0x8000 000 0 保留地址空间 32 kB 片内静态RAM （LPC2138 ） 16 kB 片内静态RAM （LPC2132 ） 8 kB 片内静态RAM （LPC2131 ）保留地址空间 512 kB 片内非易失性存储器（LPC2138 ） 64 kB 片内非易失性存储器（LPC2132 ) 32 kB 片内非易失性存储器（LPC2131 ) 图 2 系统存储器映射 0x4000 8000 0x4000 7FF F 0x4000 400 0 0x4000 3FFF 0x4000 20 00 0x4000 1FFF 0x4000 0000 0x0008 000 0 0x0007 FF FF 0x0001 000 0 0x0000 FFFF 0x0000 8000 0x0000 7FFF 0x0000 000 0 1.0 GB 0.0 GB 5

广州周立功单片机发展有限公司 Tel: (020)38730976 38730977 Fax: 38730925 http://www.zlgmcu.com 4.0 GB 4.0 GB - 2 MB AHB 外设 0xFFFF FFFF 0xFFE0 0000 0xFFDF FFFF 3.75 GB 保留保留 0xF000 0000 0xEFFF FFFF 3.5 GB + 2 MB 3.5 GB VPB 外设 0xE020 0000 0xE01F FFFF 0xE000 0000 注：－AHB 部分是 128×16kB 的范围（共 2MB）。－VPB 部分是 128×16kB 的范围（共 2MB）。图 3 外设存储器映射图 3～5 显示了从不同角度所观察到的外设地址空间。AHB 和 VPB 外设区域都为 2M 字节，可各自分配最多 128 个外设。每个外设空间的规格都为 16k 字节。这样可简化每个外设的地址译码。所有外设寄存器不管规格大小，都按照字地址进行分配（32 位边界）。这样就不再需要使用字节定位的硬件来进行小边界的字节（8 位）或半字（16 位）访问。不管字还是半字寄存器都是一次性访问。例如，不可能对一个字寄存器的最高字节执行单独的读或写操作。 6

广州周立功单片机发展有限公司 Tel: (020)38730976 38730977 Fax: 38730925 http://www.zlgmcu.com 向量中断控制器 0xFFFF F000 (4G - 4K) 0xFFFF C000 0xFFFF 8000 0xFFFF 4000 0xFFFF 0000 0xFFE1 0000 0xFFE0 C000 0xFFE0 8000 0xFFE0 4000 (AHB 外设 #126) (AHB 外设 #125) (AHB 外设 #124) (AHB 外设 # 3) (AHB 外设 # 2) (AHB 外设 # 1) (AHB 外设 # 0) 0xFFE0 0000 图 4 AHB 外设映射 7

广州周立功单片机发展有限公司 Tel: (020)38730976 38730977 Fax: 38730925 http://www.zlgmcu.com 系统控制模块（VPB外设#127）（VPB外设#28-126）未使用 DAC （VPB外设#27） SSP （VPB外设#26）未使用（VPB外设#25） 10 位 AD1 (LPC2138) （VPB外设#24） I2C1 （VPB外设#23）未使用（VPB外设#14-22） 10 位 AD0 （VPB外设#13）未使用（VPB外设#12）管脚连接模块（VPB外设#11） GPIO （VPB外设#10） RTC （VPB外设#9） SPI0 （VPB外设#8） I2C0 （VPB外设#7）未使用（VPB外设#6） PWM （VPB外设#5） UART1 （VPB外设#4） UART0 （VPB外设#3） TIMER1 （VPB外设#2） TIMER0 （VPB外设#1）看门狗定时器（VPB外设#0） 0xE01F FFFF 0xE01F C000 0xE007 0000 0xE006 C000 0xE006 8000 0xE006 4000 0xE006 0000 0xE005 C000 0xE003 8000 0xE003 4000 0xE003 0000 0xE002 C000 0xE002 8000 0xE002 4000 0xE002 0000 0xE001 C000 0xE001 8000 0xE001 4000 0xE001 0000 0xE000 C000 0xE000 8000 0xE000 4000 0xE000 0000 图 5 VPB 外设映射 LPC2131/2132/2138 存储器重新映射和 BOOT BLOCK 存储器映射概念和操作模式 LPC2131/2132/2138 的基本的概念是：每个存储器组在存储器映射中都有一个“物理上的”位置。它是一个地址范围，该范围内可写入程序代码。每一个存储器空间的容量都永久固定在同一个位置，这样就不需要将代码设计成在不同地址范围内运行。 8

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