بخش دوم آموزش ARM : آشنایی با انواع میکروکنترلرهای ARM شرکت NXP

پیش نیاز : دوره آموزشی AVR

دسترسی سریع به بخش های قبلی :

بخش اول آموزش ARM

---

مقدمه

یکی از شرکت های سازنده میکروکنترلرهای ARM ، شرکت NXP می باشد. این شرکت در حقیقت بخشی از شرکت Philips است که از سال ۲۰۰۶ تولیدات نیمه هادی خود را با برند تجاری NXP تولید و عرضه کرده است. تفاوت اصلی تولیدات ARM این شرکت با سایر شرکت ها که باعث استفاده چشمگیر آنها در محصولات صنعتی و تجاری گشته است ، در طراحی سخت افزار ساده تر و در عین حال با کارایی بالاتر می باشد. این طراحی منحصر به فرد در میکروکنترلرهای NXP باعث شده است که در بسیاری از دانشگاه ها به آموزش آن پرداخته شود.

---

انواع میکروکنترلرهای ARM شرکت NXP

در ابتدای نامگذاری همه میکروکنترلرهای ARM شرکت NXP از واژه LPC استفاده شده است. در یک دسته بندی کلی میکروکنترلرهای LPC به ۴ خانواده تقسیم می شوند به طوری که عدد اول بعد از LPC مشخص کننده خانواده آن ها است. هر خانواده خود به چندین سری تقسیم بندی می شود که عدد بعد از خانواده مشخص کننده آن است.

1. خانواده LPC1xxx : میکروکنترلرهای این خانواده دارای هسته Cortex M0 یا Cortex M3 هستند. حداکثر فرکانس کاری آن ها ۱۰۰ مگاهرتز است. در این خانواده سری های LPC13xx ، LPC15xx ، LPC17xx و LPC18xx به صورت Cortex M3 و سری های LPC11xx و LPC12xx به صورت Cortex M0 وجود دارد.
2. خانواده LPC2xxx : بیشتر میکروکنترلرهای این خانواده دارای هسته ARM7TDMI-S هستند که فرکانس کاری آنها حداکثر ۸۰ مگاهرتز می باشد. در این خانواده میتوان به سری های LPC21xx ، LPC22xx ، LPC23xx و LPC24xx اشاره کرد. البته تنها سری LPC29xx در این خانواده بر اساس ARM968E-S ساخته شده است.
3. خانواده LPC3xxx : میکروکنترلرهای این خانواده که هسته ARM9EJ-S دارند ، به دو صورت ۱۶ و ۳۲ بیتی با فرکانس کاری ۲۰۰ مگاهرتز ساخته شده اند. در این خانواده سری های LPC31xx و LPC32xx وجود دارد.
4. خانواده LPC4xxx : میکروکنترلرهای این خانواده که هسته Cortex M4 دارند ، مخصوص کارهای پردازش سیگنال ( dsp ) می باشند. در این خانواده که در حال رشد است ، تنها سری LPC43xx وجود دارد.

---

سری های پرکاربرد میکروکترلرهای ARM شرکت NXP

در این قسمت به معرفی خصوصیات و ویژگی های اصلی برخی از سری های پرکاربرد ، که در بالا به آن اشاره شد ، می پردازیم.

 

سری LPC21xx

این میکروکنترلرها بر اساس هسته ۱۶ یا ۳۲ بیتی ARM7TDMI-S با حداکثر سرعت ۷۲ مگاهرتز ، به همراه یک حافظه فلش سرعت بالا بین ۸ تا ۵۱۲ کیلوبایت با قابلیت برنامه ریزی به صورت ISP ، به صورت معماری سنتی Von Neuman ، با دو باس محلی سرعت بالا AHB و سرعت پایین APB برای کلاک اجزای سیستم ، طراحی شده است. در این سری امکانات جانبی زیر وجود دارند.

• یک واحد مبدل ADC شش کاناله ۱۰ بیتی با سرعت نمونه برداری ۴٫۵MSPS
• یک واحد مبدل DAC با دقت ۱۰ بیت
• دو واحد ارتباط سریال UART
• یک واحد ارتباط سریال SPI
• یک واحد ارتباط سریال همزمان SSP
• دو رابط سریال I2C
• واحد تایمر/کانتر ۳۲ بیتی
• واحد ۳۲ بیتی مولد PWM مجزا
• تایمر Whatchdog مجزا
• واحد RTC مجزا
• واحد PLL مجزا
• واحد کنترل وقفه برداری ( VIC )

نکته : این سری خود به چهار سری کوچکتر LPC210x ، LPC211x ، LPC213x و LPC214x تقسیم می شود.

 

سری LPC23xx

این میکروکنترلرها بر اساس هسته ۱۶ یا ۳۲ بیتی ARM7TDMI-S با حداکثر سرعت ۷۲ مگاهرتز ، به همراه یک حافظه فلش سرعت بالا بین ۱۲۸ تا ۵۱۲ کیلوبایت با قابلیت برنامه ریزی به صورت ISP ، به صورت معماری سنتی Von Neuman ، با دو باس محلی سرعت بالا AHB و سرعت پایین APB برای کلاک اجزای سیستم ، طراحی شده است. یکی از ویژگی های اضافه شده به این سری مدیریت بهتر روی مصرف توان آی سی بواسطه قطع تغذیه واحدهای بیکار درون آی سی می باشد. در این سری امکانات جانبی زیر وجود دارند.

• یک واحد مبدل ADC شش یا هشت کاناله ۱۰ بیتی با سرعت نمونه برداری ۴٫۵MSPS
• یک واحد مبدل DAC با دقت ۱۰ بیت
• واحد ارتباطی سریال اترنت Ethernet 10/100 Mbps
• واحد ارتباطی سریال USB به سه صورت Host/Device/OTG
• چهار واحد ارتباط سریال UART
• دو واحد ارتباط سریال CAN
• واحد ارتباط سریال SPI
• دو واحد ارتباط سریال همزمان SSP
• سه رابط سریال I2C
• رابط سریال I2S
• واحد سرعت دهنده اجرای دستورات حافظه فلش ( MAM )
• دارای پورت ارتباط با کارت حافظه MMC و SD
• چهار واحد تایمر/کانتر ۳۲ بیتی
• واحد ۳۲ بیتی مولد PWM مجزا
• تایمر Whatchdog مجزا
• دارای اسیلاتور RC داخلی
• واحد RTC کاملا مجزا
• واحد PLL مجزا
• واحد کنترل وقفه برداری ( VIC )

نکته : این سری خود به سه سری کوچکتر LPC236x ، LPC237x و LPC238x تقسیم می شود.

 

سری LPC17xx

این میکروکنترلرهای ۳۲ بیتی بر اساس هسته Cortex M3 ساخته شده اند که با حداکثر سرعت ۱۲۰ مگاهرتز ، معماری حافظه مدرن Harvard ، دارای اسیلاتور داخلی ، دو واحد PLL ، باس USB مجزا ، دو باس پرسرعت AHB و یک باس کم سرعت APB می باشند. ویژگی های این سری کاهش توان مصرفی بواسطه معماری بهبود یافته و نیز مدیریت بهتر روی مصرف توان آی سی بواسطه قطع تغذیه واحدهای بیکار درون آی سی می باشد.

• واحد ADC هشت کاناله با دقت ۱۲ بیت و نرخ نمونه برداری ۴٫۵MSPS
• یک واحد مبدل DAC با دقت ۱۰ بیت
• واحد ارتباطی سریال اترنت Ethernet 10/100 Mbps
• واحد ارتباطی سریال USB به سه صورت Host/Device/OTG
• چهار واحد ارتباط سریال UART
• دو واحد ارتباط سریال CAN
• واحد ارتباط سریال SPI
• دو واحد ارتباط سریال همزمان SSP
• سه رابط سریال I2C
• رابط سریال I2S
• واحد شتاب دهنده حافظه فلش
• دارای واحد دسترسی همه منظوره به حافظه داده ( GPDMA )
• چهار واحد تایمر/کانتر ۳۲ بیتی
• یک واحد ۳۲ بیتی مولد PWM مجزا
• دارای واحد مجزای تولید PWM مخصوص راه اندازی موتورهای سه فاز
• دارای واحد ارتباطی انکودر تربیعی ( QEI )
• تایمر Whatchdog مجزا
• دارای اسیلاتور RC داخلی
• واحد RTC کاملا مجزا
• دارای دو واحد PLL مجزا یکی مخصوص USB
• واحد کنترل وقفه برداری تو در تو ( NVIC )

نکته : این سری خود به چهار سری کوچکتر LPC175x ، LPC176x ، LPC177x و LPC178x تقسیم می شود.

 

---

در شکل زیر همه خانواده های شرکت NXP ، به همراه سری های پرکاربرد نشان داده شده است. توجه کنید که فقط برخی از سری ها نشان داده شده است.

سه عدد از میکروکنترلرهای معروف و پرکاربرد LPC2138 ، LPC1768 و LPC2368 در شکل فوق مشخص شده است که در بخش های بعدی با آنها کار خواهیم کرد. بهترین منابعی در رابطه با معرفی ، معماری ، ویژگی ها ، رجیسترها و راه اندازی این میکروکنترلرها ارائه شده است ، فایلی تحت عنوان User Manual است که شرکت NXP خود آن ها را تالیف و منتشر کرده است. میتوانید از لینک زیر اقدام به دانلود مجموعه UserManual های سری LPC213X ، LPC236X و LPC176X نمایید :

دانلود مجموعه UM های شرکت NXP با حجم ۸ مگابایت

 

---

دانلود به صورت PDF

---

برای ادامه آموزش ARM روی تصویر زیر کلیک کنید.

---

در صورتی که این مطلب مورد پسندتان بود لایک و اشتراک گذاری فراموش نشود