单片机最小系统-基于LPC1114

单片机最小系统概述

单片机也叫微控制器（MCU），是一种数字逻辑控制器件，内部有复杂的电路组成。根据单片机的原理，单片机的正常工做须要一些条件，咱们把知足单片机工做的最基本电路组成称为单片机最小系统。

LPC11C14单片机简介

基于 ARM Cortex-M0 的 LPC111x/LPC11Cxx 系列微控制器是低功耗，32 位微控制器家族中 的一员，面向 八、16 位微处理应用，具备高性能，低功耗，简单指令集，统一编址寻址等 优势，并且，相对于如今市场上存在的 8/16 位架构来讲，它有效的下降了代码长度。

LPC111x/LPC11Cxx 系列微控制器的工做频率可高达 50MHZ。

LPC111x/LPC11Cxx 系列微控制器加入的外围组件包括：高达 32KB 的 flash 存储器，8KB 的数据存储器 , 一个加强快速模式 （FM+）I2C 接口， 一个 RS-485/EIA-485 标准的通用异 步串行收发 器，两个具备 SSP 特性的 SPI 接口，四个通用定时器，一个 10 位 ADC 和 42 个 GPIO 引脚。

片上 C_CAN 驱动器和闪存的系统编程工具经过 C_CAN 链接在 LPC11Cxx 里，此外 LPC11C2x 还包含一个一个片上 CAN 收发器。

最小系统基本组成

单片机的种类有不少，不一样公司不一样型号的单片机在电路设计上也不尽相同，因此在使用一款单片机时，必定要先获取单片机的数据手册（datasheet）以及用户使用手册（User Manual）。 本文使用的单品机是NXP（恩智浦）公司设计开发的LPC11C14单片机，该单片机属于LPC11xx系列，是在LPC1114的基础上增长了CAN总线功能单元，基本的引脚排布以及其余内部功能基本保持一致。 ![]

根据芯片的数据手册和用户使用手册能够知道，LPC11C14单片机的最小系统组成以下：

1. 电源供电

   单片机是一种数字逻辑器件，工做时须要进行电源供电。在众多单片机中，不一样单片机有不一样的供电电压，如传统的51单片机多为5V或3.3V，可是大多数单片机的均可以在必定的电压范围内正常工做，例如宏晶公司2008年11月发布的STC12系列单片机数据手册中，STC12C系列的单片机电压范围是3.3~5.5V；STC12L系列的单片机电压范围是2.2~3.6V。

   对于LPC11C14，根据芯片手册，能够了解到，LPC11C14的工做电压范围：1.8V~3.6V

   在芯片手册中能够看到，芯片的八、44两个引脚是电源的正极输入引脚，这两个引脚分别链接到了芯片内部的稳压器、芯片内的外设以及ADC功能单元，用于给芯片供电。

   五、41两个引脚是芯片的接地引脚，也就是电源的负极。

   在芯片工做的时候，首先要确保电源的这4个引脚被正确的链接在电源的正负极上。

2. 外部时钟电路

   时钟电路就是一个振荡器，给单片机提供一个节拍，单片机执行各类操做必须在这个节拍的控制下才能进行，包括程序的运行。

   LPC111x/LPC11Cxx 包含三个独立的振荡器。分别是系统振荡器、内部 RC 振荡器 (IRC) 和 看门狗振荡器。 在具体应用中，每个振荡器均可以有不止一个用途。

   复位以后，LPC111x/LPC11Cxx 会在内部 RC 振荡器下工做，直到经过软件进行切换。这就 使得系统 bootloader 工做在一个已知的频率下而不会受任何外部晶振的影响。

   若是做为最小电路，在电路上能够什么都不用作，单片机内部集成了一个频率为12MHz的RC振荡器，频率偏差1%，可是若是想要提升单片机的时钟精度，就须要在单片机外部提供更加精准的时钟震荡信号。

   上图为在XTALIN和XTALOUT之间外接无源晶体振荡器的原理图，能够用晶体振荡器产生的震荡信号驱动单片机工做，多数状况下晶体振荡器选用12MHz，匹配电容选用10pF。

3. 上电复位电路

   上电复位电路是一种用来使电路恢复到起始状态的电路，因为单片机是基于时序控制的数字电路，它须要稳定的时钟信号，所以在电源上电时，须要等待单片机内部的电源系统以及时钟系统稳定工做时，才可让单片机开始工做，这个等待过程就是上电复位电路所起的做用。

   下图为LPC11C14的上电时序图：

   简而言之，对于LPC11C14单片机，上电复位电路的做用就是在上电时，让单片机的RESET引脚保持低电平，延迟一段时间后，拉高电平，电平的跳变会触发单片机内部的施密特触发器，收到触发信号后，处理器从地址 0 处 （即最初的从引导块映射的复位向量）开始执行程序。同时全部的处理器和外设的寄存器被初始为预约值 。

如上所示电路是最简单的RC上电复位电路。

验证单片机工做状态

当单片机最小系统电路搭建完成时，须要知道单片机是否正确工做，过程比较简单，借助示波器，检测晶体振荡器的引脚是否产生震荡信号，若是产生了震荡信号，则代表单片机已经开始运行。

若是没有示波器，能够用万用表测量晶体振荡器的引脚电压，若是晶振起振，会在引脚上测出1.8V左右的电压值。