【LPC800 系列】 MCU 简介

【LPC800 系列】| MCU 简介

LPC800 系列是 NXP 推出的以 ARM Cortex-M0+ 为核心的 32 位 MCU，为基本微控制器应用提供了一系列低功耗、节省空间、低引脚数的选项。同时，LPC800 系列 MCU 包含了差异化的产品特性，目前已有 LPC80X，LPC81X，LPC82X，LPC83X，LPC84X五个子系列，以及带有 NFC 接口的 LPC8N04。另外，LPC800 系列延续了所有 LPC 微控制器的传统，每个型号都配置了一个 ROM 区，内置常用外设的底层驱动，如 ADC、SPI、I2C、USART 等，还内置了通过串口 UART 烧写 Flash 的 ISP（在系统中编程 In-System Programming）程序，和 IAP（在应用中编程 In-Application Programming）程序，方便用户烧录和升级片内程序。

一、LPC800 系列 MCU 参数

LPC8N04

LPC8N04是一款高性价比MCU，适用于带集成NFC连接的嵌入式应用，是一款入门级数据连接解决方案。LPC8N04 MCU包含多种功能，包括多种省电模式和高达8 MHz的可选CPU频率，旨在实现超低功耗。LPC8N04 MCU的外设组合包括32 kB闪存，8 kB SRAM，4 kB EEPROM，一个I2C，一个SPI/SSP，以及多达12个通用I/O引脚。

LPC80x 系列

最高主频为 15 MHz，其程序存储器为 EEPROM 工艺，可以方便的作为数据 EEPROM 使用。同时 LPC80X 具有单独的外设电源域，在部分 GPIO 上支持电平转换。另外 LPC804还带有电容触控接口和可编程逻辑单元 (PLU)，可取代部分片外逻辑。

LPC81x 系列

均衡了多种多样的定时、连接和模拟外设，同时采用低引脚、易于使用的封装来进行交付。为了简化串行通信要求，可配置模式匹配引擎，在 8 个引脚上生成用户可配置的布尔运算的中断。

LPC82x 系列

提供了比 LPC81x 系列更高的集成度，具有更大的存储器空间、双倍的最大闪存和 SRAM 大小、一个 18 通道 DMA，并增加了更多的 I2C 串行接口和一个 12 位 ADC。

LPC83x 系列

基于 LPC81x 的功能，增加了其闪存大小和添加了一个 12 位 ADC，采样率可高达 1.2 Msps。

LPC84x 系列

运行频率高达 30 MHz，同支持高达 64 KB 的闪存和 16 KB 的 SRAM。该系列在将 FRO 用作时钟源的低电流模式下具备卓越的功率效率。其外设也更为丰富，包括 1 个 CRC 引擎，4 个 I2C 总线接口，多达 5 个 UART，多达 2 个 SPI 接口，电容触摸界面，两个 10 位 DAC，一个模拟比较器，1 个输入模式匹配引擎，以及多达 54 个通用 I/O 引脚。LPC84X 还具有 FAIM 模块，用于在启动时快速配置其它模块的初始状态。

二、功能框图介绍

2.1 LPC81x & LPC82x

以下两张图分别是LPC81x 和 LPC82x 的系统框图：

从上面的两张图中，我们可以清晰地看到 LPC81x 和 LPC82x 的相同点和不同点。

共同点：

LPC81x 与 LPC82x 在系统架构上是一样的。两者都是使用 Cortex-M0+ 作为 CPU 核心， CPU 通过 AHB 总线连接片内存储器(包括 Flash 、 SRAM 和 ROM)，同时经 AHB 至 APB 的桥接连接访问各种片上外部设备。
GPIO 模块与 CPU 有直接通道， CPU 对它的访问不需经过 AHB 或 APB 总线。这是 Cortex-M0+ 核心的主要特色之一，可以实现快速的 GPIO 访问。
CPU 访问 AHB 总线的速度总是比 APB 总线快，从框图中可以看到所有的外设，包括系统配置 (SYSCON) 和输入输出配置 (IOCON) 寄存器组，都是连接到 APB 总线，而 SCT 定时器却是连接到 AHB 总线上，这样的安排是为了保证可以更快地操控 SCT。
所有功能模块对外部引脚的连接，都是通过“开关矩阵”实现的。GPIO 模块的输入输出信号是如何通过开关矩阵连接到外部引脚的，以后会在开关矩阵的博文中详细介绍。

不同点：

最明显的就是 Flash SRAM 的大小不同，具体的可查找具体型号的芯片数据手册得知。
两个系列都有 SCT 模块，但是 LPC82x 的 SCT 输入端有一个输入选择器,而 LPC81x 的则是直接通过开关矩阵连接到外部引脚，如下图所示。

LPC81x 没有 DMA 模块，LPC82x 则有，且功能框图中灰色阴影框显示了可以为 DMA 传输提供硬件触发或具备 DMA 请求的外设。
LPC81x 只有 1 个 I2C 模块，LPC82x 有 3 个 I2C 模块。
LPC81x 没有 ADC 模块，LPC82x 有 1 个 ADC 模块。

2.2 LPC83x

功能框图如下图所示。

LPC83x 的功能框图和 LPC82x 的功能框图比较相似，其中的不同之处主要有以下几点：

LPC83x 没有模拟比较器。
LPC83x 可配置的 USART 和 I2C 的数量都比 LPC82x 少。
LPC83x 的 SRAM 大小比 LPC82x 少。

2.3 LPC84x

功能框图如下图所示：

LPC84x 的功能框图画风与前面几种有些不同，它更注重功能性和模块配置，它将 AHB 总线矩阵的连接方式更直观的表现出来，以便我们更了解系统如何运行。

LPC84x 比之前几个系列还是增加了不少东西，主要有以下几点：

Flash 和 SRAM 容量更多
新增的FAIM 模块。FAIM 用于在启动时配置其它模块的初始状态，包括引脚的方向和上拉或下拉，启动时的 ISP 端口和配置，以及为低功耗而设置的低主频启动等
有 2 个 10 位的 DAC 模块
电容触摸按键模块
引脚数有所增加，可以应用于更多场景

2.4 LPC80x

功能框图如下：

LPC80x 的功能框图和 LPC84x 的风格一样，LPC80x 也有 1 个 10 位的 DAC 模块以及电容触摸按键模块。

由这几个系列的功能框图可以看出，LPC800 系列的 MCU 都具有基础的外设模块，其中的两个特色模块：开关矩阵 SWM 和状态可配置定时器 SCT ，接下来我们将会简单介绍下这两个模块，详细使用及配置之后将会有单独的博文来分别介绍。

三、特色功能外设简介

接下来将简单介绍 SCT 和 SWM 模块。

3.1 状态可配置寄存器 SCT

SCT ：状态可配置定时器(State Configurable Timer)，状态可配置定时器是恩智浦半导体特有的一种外设。它可像大多数传统定时器一样工作，但添加了一个硬件有限状态机，从而提供更高水平的可配置性和控制度。这允许将 SCT 配置为多个 PWM、带死区控制的 PWM、带重置功能的 PWM 以及传统计时器无法复制的多种其他配置。除非使能了需要内核来服务的 SCTimer/PWM 中断，否则配置好 SCTimer/PWM 后，它就可以自主从微控制器内核运行。

功能框图如下：

3.2开关矩阵 SWM

功能：用于灵活的分配数字外设功能至引脚

功能框图如下：

简化后的功能示意图如下：

由示意图可以看出，用户可以将外设模块的引脚配置到需要的引脚上，这样的功能使得编程变得非常灵活，也可以避免因为硬件设计的问题需要改版的情况。

后续的博文将会详细介绍 LPC800 系列的外设功能使用，持续更新！敬请关注!

参考资料

《LPC80X User Manual》