基于LPC2368嵌入式的软件设计

1  前 言

嵌入式系统是先进的计算机技术、半导体技术、电子技术与各个行业的具体应用相结合后的产物, 它是硬件与软件是紧密捆绑在一起的系统, 这一特点就决定了它必然是一个技术密集、高度分散、不断创新的知识集成系统。目前的嵌入式系统人才多数是在工作岗位上培养起来的, 国内高校还很少设立嵌入式系统这个本科专业, 只是为了适应社会的需要, 对某些专业的学生开设了相关课程, 学习。嵌入式系统设计是一门实践性非常强的课程, 其理论还在不断的发展当中, 如果没有很好的实践平台, 嵌入式系统技术很难掌握, 学生的技能就得不到提高, 培养的学生就不能适应市场的需要。

现有的一些嵌入式系统实验平台已经非常成熟，产品也覆盖了ARM7至ARM9的各大公司芯片。这些平台在一块实验板上，不仅实现了ARM芯片的全部功能，而且进行了相关扩展，在实验板上提供了几乎所有的接口，使得学生能够充分接触到类型的接口的编程，能够很好的在实验板上进行各种软件的实验和开发。但是，这类平台也存在相当的不足。学生在其提供的实验平台上，只能完成软件部分的练习，对于硬件部分的分析和设计却不能得到很好的锻炼。ARM开发是一项软硬件相结合的技术，在ARM硬件设计方面，学生普遍还存在相当的不足，而在这方面的教育资源目前比较匮乏，需要一个合适的ARM实验平台来全面提高学生的软硬件水平。本设计关于ARM实验平台的构建提出一些参考意见。

2  LPC2368嵌入式实验平台的硬件实现

为了能让学生充分接触到ARM板的硬件设计，更好的实现教学目的，该实验平台采用核心板和扩展板硬件分离设计（如图1所示）。核心板上只设计一个ARM最小系统，并且引出端口以便扩展，而在扩展板上根据需要扩展相关接口。这样化繁为简，使得学生在实验时，不仅能够对简单的ARM最小系统有比较深入的理解，也能动手设计出外围扩展电路，最后进行编程，软件和硬件的能力同时得到提高，加深学习的印象和兴趣。

根据方案设计，考虑到教学要求、成本问题和开发的难易程度等，本系统采用NXP公司（原PHILIPS半导体公司）出品的基于ARM7TDMI处理器核的 32位处理器LPC2368。它内嵌高达512KB的ISP/IAP Flash和高达58KB的SRAM，能够在不扩展存储和内存的条件下运行uclinux和uc/OS-II，在满足实验平台要求的前提下简化设计，降低成本。同时LPC2368还支10/100 Ethernet、全速（12Mbps）USB 2.0和CAN 2.0B、多个串行通信接口（3个II C、1个IIS、4个UART和3个SPI/SSP）增强了设计的灵活性，提供了更大的缓冲区，并且具有更高的处理能力；10位A/D和D/A转换器和一个IRC振荡器，还带有SD存储卡接口可供选择。 功能强大，接口丰富，非常适合用来构建实验平台。

2.1 核心板的设计

2.2扩展板设计

扩展板在该实验平台中，主要通过学生自行设计相关外围接口硬件，来提高学生的硬件动手能力。主板的I/O口通过插槽引出，可以方便的在扩展电路设计实验所需要的外围硬件接口。LPC2368功能强大，接口非常丰富，自身就带有多个串行通信接口，USB设备，网络接口和SD卡接口。

本次设计只完成部分硬件单元电路，学生可以根据实际情况，自行设计好每个接口部分的硬件电路，然后画图PCB并制版，通过反复验正至成功。这样可以提高学生的实际动手能力，防止了纸上谈兵，在硬件电路的设计流程，以及具体的设计细节方便得到很好的煅练机会。然后可以将自己设计的外围接口与I/O口相连，移植 *** 作系统至主板上，并学习编写驱动程序来驱动外部电路。硬件设计和软件编程同时得到巩固和提高。

2.2.1 UART串口设计

LPC2368具有四个串行接口。除标准的数据传输和接受外，UART1还提供全modem控制握手信号。UART3还具有红外模式，可用来进行红外通讯。

本次设计采用RS232的电平转换芯片MAX232，实现UART0的串口通信。URAT1采用SP3243ECA转换芯片将信号转换成RS232电平，即可与MODEM连接，控制MODEM拨号、通信等。电路图如图2所示。