基于ARM7处理器LPC2104的嵌入式

主控模块在整个系统具有很重要的作用，相当于人的中枢神经。以下就是对主控模块硬件和软件设计的具体介绍。

3．2 系统硬件设计

根据整个系统的设计思想，在对主控模块进行硬件电路设计时，处理器的选择是关键的问题。按照低功耗、低 成本、小体积、多功能的要求，Philips公司的LPC2104是一个非常好的选择。

由功能框图4可以看出，只需要 在 LPC2104周围增加较少的元器件和电路，就能设计出功能较强的、符合要求的主控模块的电路。

　　3．3 LPC2lo4引脚分配及模拟总线

LPC2104只有 64个引脚，无外部总线控制器 ．因而它没有外部总线，外接扩展芯片不是很方便。不过因为它们的速度很快。所以即使使用软件模拟总线外接扩展芯片也比普通的单片机快得多。因此，我们应用LPC2104的模拟总线外扩芯片能够满足设计要求。

除了电源、复 位、晶振等引脚，LPC2104有32个功能复用的可编程的通用IfO 口(P0．0一P0．31)。在系统设计中。UART0 占用了 P0．0和P0．1；I2C 占用了 P0．2和 P0．3：UART1占用了 P0．8和 P0．9；按键占用了 P0．14和 P0．15。在剩余的引脚中 ，将 P0．17一P0．24这 8个连续的I／O 口来模拟八位数据／地址总线，P0．4模 拟地址锁 存信 号 ALE，P0．5模 拟读 信号 RD．P0．6模拟写信号 WR，如图5所示。

　　模拟总线是为 了弥补LPC2104无外部总线的缺点而设计的 。因为在总线操作的过程中，不能被中断，所以总线访问前后要关开中断 。要对模拟总线进行初始化。

3．4 人机交互部分

人机交互部分的设计本着使用最简化的原则，采用了点阵液晶显示模块和 3个按键的组合形式。液晶选用了信利的MG12864—7型点阵液晶模块，其显示容量为 128x64个点，体积 只有 54cmx50cmx6．5cm，内部带有一10v电压 产生器和EL背光逆变器 ．使 用单 5V电源供电，非常适合便携式的产品应用。

由于液晶模块的工作电压为5V，LPC2104的 I／O 口电压是3．3V，所以需要在处理器和液晶模块之间加一片总线收发器 74LVC4245．如图 6所示。74LVC4245是一种双电源的总线收发器，同时工作在两种电源下：A端用5V电源作为VCCA，IfO 口接5V 器件的数字逻辑电路 ；B端用3．3V电源作为VC．CA．L／O 口接 3．3V 器件的数字逻辑电路 ：DIR引脚可以控制总线的传输方向。这样，利用74LVC4245就能方便的实现3．3V和 5V系统之间的逻辑电平转换 。从电路图可以看出 ，当LPC2104通过模拟总线对液晶模块进行操作时 ，用 P0．7来控制数据 总线的方向。另外 ，液 晶模块根据节电的需要 ．没有使用背光功能。

3个按键 通过逻辑与门与 LPC2104的两个外部 中断引脚连接 。按键部分就可采用中断的输入方式 ，减少了处理器轮询按键的工作量。更为重要 的是，可 以使用这两个外部中断的掉 电唤醒功能。这样 当处理器不工作的时候，可以进入掉电状态， 只有当处理器需要响应按键 的时候，按键的中断输入会使处理器从掉电模式唤醒 ，这样就大大降低了处理 器的功耗 。

3．5 通信 部分

主控模块的通信分为 3个部分 ：USB、UART0、UART1。USB用来连接主控模块和PC机，其驱动芯片 D12使用地址／ 数据总 线连 接方式 ，LPC2104使用外 部 中断 0，如图 7所示 。UART0用来与各个功能模块通信 ，其中包括红外通信模块。除了红外模块多需要一个 L／O 口(P0．25)来进行作为选择波特率的控制信号 外 ．其它模块都 只需要 与 UART0的 TXD0、RXDO 和 GND三根线连接即可。UART1是用来与Modem通信的，外置 Modem 的接口是 RS232接 口， 这样需要将 UART1的TXD1、RXD1通过 MAX3232进行 电平转换后 与 Modem 相连 ，如图 8所 示

3．6 其它功能部件

LPC2104带有 I2c总线，可以很方便的外扩一些 I2C功能器件。为了能够存储用户个人信息 、少量生理数据 ，主控模块在 LPC2104的I2c总线 t扩展了一片 1K的E2PROM芯片CSI24WC08。 它 可 以在 3．3V电源 下工 作 ．其 I2c总线地 址 为 ：读 ：0xA1、 o)(A3、o)(A5、o)(A7．写：o)(A0、o)(A2、0xA4、0xA6。

液晶显示面板 由主界面 、消息区两部分组 成 ，其中主界面 显示当前选择的功能参数设 置和当前状态 (进行／失败／取消 )，消息区显示当前联机状态 、错误原因等。整个面板设计与按键设计紧密结合 ，使用方便 ，所有功能均可在 1—3次按键 中完成，如图 10所示

　　4 系统软件设计

采用嵌入式实时操作系统 p~C／OS—II。使用 ARM 和 Thum指令集混合编译来优化代码密度 。

4．1 任务的分配和软件系统结构

采用嵌入式实时操作系统 p~C／OS—II。用户级有六个任务

(1)负责启动任务按键的响应。优先级 6；