NXP 系列：LPC810 系列 (低功耗)_（3）.硬件架构详解.docxVIP

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硬件架构详解

1.概述

LPC810系列是NXP推出的一款低功耗ARMCortex-M0+单片机。该系列单片机以其高性能、低功耗和丰富的外设资源而著称，广泛应用于各种嵌入式系统和物联网设备中。在这一节中，我们将详细探讨LPC810系列的硬件架构，包括其核心处理器、存储器、时钟系统、电源管理、I/O端口、通信接口等关键部件。

2.核心处理器

LPC810系列单片机基于ARMCortex-M0+核心处理器。Cortex-M0+是ARM公司设计的一款低功耗、高性能的32位RISC处理器，适用于对功耗要求严格的嵌入式应用。

2.1处理器特性

32位RISC架构：Cortex-M0+处理器采用32位RISC架构，具有高效的指令集和低功耗特性。

低功耗：Cortex-M0+的功耗非常低，适用于电池供电的设备。

高性能：尽管功耗低，但Cortex-M0+仍然具有较高的处理性能，能够满足大多数嵌入式应用的需求。

调试支持：支持硬件调试接口，如SWD（SerialWireDebug）和JTAG，方便开发和调试。

2.2处理器寄存器

Cortex-M0+处理器有多个寄存器，用于存储指令、数据和控制信息。主要寄存器包括：

程序状态寄存器(PSR)：包括APSR（应用程序状态寄存器）、IPSR（中断程序状态寄存器）和EPSR（执行状态寄存器）。

通用寄存器(r0-r12)：用于存储数据和地址。

堆栈指针寄存器(SP)：用于管理堆栈。

链接寄存器(LR)：用于存储子程序返回地址。

程序计数器(PC)：用于存储当前执行指令的地址。

3.存储器

LPC810系列单片机集成了多种类型的存储器，包括闪存（Flash）、静态随机存取存储器（SRAM）和存储器映射I/O。

3.1闪存(Flash)

容量：LPC810系列通常配备8KB或16KB的闪存存储器。

用途：用于存储程序代码和固定数据。

访问速度：闪存的访问速度通常在几纳秒到几十纳秒之间，能够支持快速的代码执行。

3.2SRAM

容量：LPC810系列通常配备1.5KB或2KB的SRAM。

用途：用于存储运行时数据和堆栈。

访问速度：SRAM的访问速度非常快，通常在几个纳秒内。

3.3存储器映射I/O

用途：用于控制外设和寄存器。

地址空间：LPC810的存储器映射I/O位于特定的地址空间内，可以通过读写这些地址来控制外设和寄存器。

4.时钟系统

LPC810系列单片机的时钟系统是其硬件架构的重要组成部分，负责提供系统的时钟频率和时钟源选择。

4.1时钟源

内部RC振荡器：LPC810集成了一个内部RC振荡器，频率通常为1MHz。

外部晶振：可以通过外部晶振提供更精确的时钟源，通常频率为12MHz。

PLL(锁相环)：用于提高时钟频率，可以通过PLL将外部晶振的频率提升到30MHz。

4.2时钟配置

时钟配置通常通过特定的寄存器来实现。以下是一个配置外部晶振和PLL的示例代码：

#includeLPC8xx.h

//配置外部晶振和PLL

voidconfigure_clock(void){

//使能外部晶振

LPC_SYSCON-SYSAHBCLKCTRL|=(112);//使能SYSCTL时钟

LPC_SYSCON-EXTOSCCTRL=(116)|(10);//使能外部晶振，频率为12MHz

LPC_SYSCON-SYSOSCCTRL=(10);//使能系统振荡器

//配置PLL

LPC_SYSCON-PDRUNCFG=~(17);//使能PLL

LPC_SYSCON-PLL0CTRL=0x24;//设置PLL乘法因子为30(12MHz*30=30MHz)

LPC_SYSCON-PLL0STAT|=(10);//使能PLL

//选择PLL作为系统时钟源

LPC_SYSCON-SYSCTLCLKSEL=0x07;//选择PLL作为时钟源

LPC_SYSCON-SYSCTLCLKUEN=0;//更新时钟源

LPC_SYSCON-SYSCTLCLKUEN=1;//确认时钟源更新

//设置系统时钟分频

LPC_SYSCON-SYSAHBCLKDIV=1;//AHB时钟不