REV 0.8 Minimoduł z mikrokontrolerem ARM Instrukcja Uytkownika Evalu ation Board s for 51, AVR, ST, PIC microcontrollers Sta- rter Kits Embedded Web Serve rs Prototyping Boards Minimodules for microcontrollers, etherdesigning Evaluation Boards net controllers, RFID High Spe- ed In System programmers for AVR, PIC, ST microcontrollers Microprocesor systems, PCB for 51, AVR, ST, PIC microcontrollers Starter Kits Embedded Web Servers Prototyping Boards mi- nimodules for microcontrollers, ethernet controllers, RFID High Speed In Systems programme- rs for AVR, PIC, ST microcontrlollers Microprocesor systems, PCB designing Evaluation Bo- ards for `51, AVR, ST, PIC microcontrollers Starter Kits Embe- dded Web Serwers Prototyping Boards Minimodules for microcontrollercontrollers, ethernet controllers, High Speed In System program- mers for AVR, PIC, ST microco- Microprocesor R Many ideas one solution Systems, PCB Designing Evaluation Boards
Spis Treci 1 WPROWADZENIE... 3 CECHY... 3 2 BUDOWA MODUŁU... 4 SCHEMAT BLOKOWY... 4 ROZMIESZCZENIE WYPROWADZE... 5 MIKROKONTROLER LPC213X... 6 PAMI DATAFLASH... 6 STABILIZATOR... 7 ZŁCZE JTAG... 7 3 PŁYTA EWALUACYJNA... 8 4 PARAMETRY TECHNICZNE... 9 5 POMOC TECHNICZNA... 9 6 GWARANCJA... 9 7 ROZMIESZCZENIE ELEMENTÓW... 10 8 WYMIARY... 11 9 SCHEMAT... 11
1 Wprowadzenie MMlpc213x jest uniwersalnym minimodułem dla mikrokontrolerów LPC213x firmy Philips. Mikrokontroler ten jest dostpny w obudowie TQFP64, która ze wzgldu na zagszczony układ wyprowadze utrudnia stosowanie go w układach prototypowych i amatorskich. My podjlimy prób umieszczenia go na płytce o wymiarach 36x36 mm z układem wyprowadze pasujcym do ogólnie dostpnych druków prototypowych. Dodatkowo dodalimy stabilizator 3.3V oraz pami szeregow DataFlash o pojemnoci do 4MB. Wszystkie porty i sygnały mikrokontrolera wyprowadzilimy przy pomocy dwurzdowych złcz szpilkowych o rastrze 0,1. Minimoduł ten nie jest jedynie adapterem, ale kompletn płyt główn dla LPC213x. Wystarczy podłczy napicie zasilania, złcze JTAG i moemy zacz ładowa 512 kbajtów pamici Flash mikrokontrolera. Dziki zintegrowaniu peryferii z mikrokontrolerem na jednej płytce, zastosowanie modułu moe skróci czas projektowania i ułatwi budow systemów bazujcych na mikrokontrolerach LPC213x, eliminujc konieczno projektowania obwodu drukowanego. Do modułu dostarczone jest przykładowe oprogramowanie. Moduł MMlpc213x moe równie znale zastosowanie w pracowniach dydaktycznych uczelni informatycznych i elektronicznych, jak równie posłuy do budowy prac dyplomowych. Cechy Minimoduł MMlpc213x: Kompletny, gotowy do uycia system mikroprocesorowy Szybki mikrokontroler ARM LPC213x o wydajnoci do 60MIPS Szeregowa pami DataFlash o pojemnoci do 32Mbity (4MBajty) Układ Resetu Wbudowany systemowy generator kwarcowy 12MHz Wbudowany rezonator 32.768kHz dla zegara RTC Miejsce na bateri dla zegara RTC Wbudowany stabilizator 3.3V 400mA Napicie zasilania modułu 3.3V lub 3.8-16V 2 x 26 wyprowadzenia z rastrem 0.1" (2.54mm), pasujce do wszystkich druków prototypowych Małe wymiary:36mm x 36mm Dostpna płyta ewaluacyjna i przykładowe oprogramowanie 3
2 Budowa modułu Schemat blokowy Schemat blokowy minimodułu MMlpc213x przedstawiono na rysunku: Voltage Regulator PORT1(31:16) LPC213x PORT0(31:0) Batt DataFlash 12MHz 32kHz Rysunek 1 Schemat blokowy minimodułu MMlpc213x. Minimoduł mona zamówi w rónych konfiguracjach według nastpujcego selektora: MMlpc213x b d Rozmiar pamici Flash: 1 32kB 2 64kB 4 128kB 6 256kB 8 512kB Podstawka pod baterie: 0 nie montowana 1 montowana Rozmiar pamici DataFlash: 0 brak pamici DataFlash 1 16Mb 2 32Mb Np.: MMlpc2138-0-1 minimoduł z mikrokontrolerem LPC2138 (512kB Flash), bez podstawki pod bateri, z pamici DataFlash o pojemnoci 16Mb. 4
Rozmieszczenie wyprowadze Rysunek 2 Rozmieszczenie wyprowadze widok z góry. Nazwa J1 Nazwa Nazwa J2 Nazwa P0.23 1 2 #RESET P1.29/TCK 1 2 P0.20/MAT1.3/SSEL1/EINT3 P1.27/TDO 3 4 P1.28/TDI P0.19/MAT1.2/MOSI1/CAP1.2 3 4 P0.18/CAP1.3/MISO1/MAT1.3 P0.22/AD1.7/CAP0.0/MAT0.0 5 6 P0.21/PWM5/AD1.6/CAP1.3 P1.30/TMS 5 6 VBAT P1.18/TRACEPKT2 7 8 P1.19/TRACEPKT3 P1.20/TRACESYNC 7 8 P0.17/CAP1.2/SCK1/MAT.12 P0.26/AD0.5 9 10 P0.25/AD0.4/AOUT P0.16/EINT0/MAT0.2/CAP0.2 9 10 P0.15/RI1/EINT2/AD1.5 P1.17/TRACEPKT1 11 12 P0.27/AD0.0/CAP0.1/MAT0.1 P1.21/PIPESTAT0 11 12 P0.14/DCD1/EINT1/SDA1 P0.29/AD0.2/CAP0.3/MAT0.3 13 14 P0.28/AD0.1/CAP0.2/MA0.2 P1.22/PIPESTAT1 13 14 P0.13/DTR1/MAT1.1/AD1.4 P1.16/TRACEPKT0 15 16 P0.30/AD0.3/EINT3/CAP0.1 P0.12/DSR1/MAT1.0/AD1.3 15 16 P0.11/CTS1/CAP1.1/SCL1 P0.0/TXD0/PWM1 17 18 P0.31 P1.23/PIPESTAT2 17 18 P0.10/RTS1/CAP1.0/AD1.2 P0.1/RXD0/PWM3/EINT0 19 20 P1.31/#TRST P0.9/RXD1/PWM6/EINT3 19 20 P0.8/TXD1/PWM4/AD1.1 P1.26/RTCK 21 22 P0.2/SCL0/CAP0.0 P1.24/TRACECLK 21 22 P0.7/SSEL0/PWM2/EINT2 (1) 23 24 P0.3/SDA0/MAT0.0/EINT1 P0.6/MOSI0/CAP0.2/AD1.0 (1) 23 24 P0.5/MISO0/MAT0.1/AD0.7 (1) VCC 25 26 P1.25/EXTIN0 25 26 P0.4/SCK0/CAP0.1/AD0.6 (1) (1) kocówki uywane do podłczenia pamici DataFlash na module. Szczegółowy opis portów mona znale w dokumentacji mikrokontrolera LPC213x. 5
Mikrokontroler LPC213x 32-bitowy rdze ARM7TDMI od 32 do 512kB programowanej w systemie pamici programu typu FLASH od 8 do 32kB pamici RAM Moliwo programowania w systemie poprzez interfejs RS232 2 timery z funkcjami input capture, output compare i z moliwoci generowania PWM 2 interfejsy UART 2 interfejsy I2C Interfejs SPI Jeden (LPC2131/32) lub dwa (LPC2134/36/38) 8-kanałowe, 10-bitowe przetworniki A/C 10-bitowy przetwornik C/A (LPC2132/34/36/38) Do 47 linii I/O tolerujcych 5-woltowe poziomy logiczne Kontroler przerwa Tryby obnionego poboru mocy Zegar RTC Pojedyncze napicie zasilania 3.3V (wewntrzny stabilizator 1.8V) Interfejs JTAG Pami DataFlash Minimoduł moe zosta wyposaony w pami DataFlash AT45DB161B lub AT45DB321C o pojemnoci odpowiednio 16Mb lub 32Mb. Pami podłczona jest do szybkiej magistrali SPI o prdkoci transmisji do 10Mb/s. Układ pamici aktywowany jest po podaniu niskiego poziomu logicznego na wejcie #CS. Wyprowadzenie #CS podłczone jest do portu P0.7 (S1.SSN) mikrokontrolera. Poza P0.7 magistrala SPI zajmuje trzy kocówki procesora: P0.4, P0.5, P0.6. Naley pamita, e jeeli zamontowana jest pami DataFlash, to wymienione kocówki portów nie mog by uywane na zewntrz modułu. Oczywicie magistrala SPI moe by wykorzystana do komunikacji z zewntrznymi peryferiami, pod warunkiem, e bd one posiadały wejcia wyboru układu (CS). Poniszy schemat przedstawia połczenie pamici DataFlash wewntrz modułu. P0.6 P0.5 P0.4 P0.7 13 14 12 11 U3 SI SO SCK CS DataFlash VCC RDY/BSY RESET WP 6 1 2 3 7 C14 AT45DB321C Rysunek 3 Połczenie pamici DataFlash wewntrz modułu. Szczegółowy opis układów DataFlash znajduj si na stronie firmy Atmel: www.atmel.com. 6
Stabilizator Minimoduł posiada wbudowany stabilizator 3.3V. Dziki temu moe by on zasilany zarówno stabilizowanym napiciem 3.3V, doprowadzonym do kocówki 23 złcza J1 (), jak i niestabilizowanym napiciem z zakresu 3.8 16V, doprowadzonym do kocówki 25 tego samego złcza (VCC). Jeeli zasilanie dostarczane jest do kocówki VCC, to napicie 3.3V wytwarzane jest na module za pomoc stabilizatora U2. Napicie 3.3V moe w takiej sytuacji by równie uywane na zewntrz modułu pod warunkiem, e pobór prdu nie przekroczy ok. 300mA. D1 LL4148 VCC 1 U2 SPX2920M3-3.3 VIN VOUT 3 + C8 10u/16V 2 4 TAB + C9 10u/16V Rysunek 4 Stabilizator 3.3V na module. Złcze JTAG JTAG jest czteroprzewodowym interfejsem umoliwiajcym przejcie kontroli nad rdzeniem procesora. Moliwoci oferowane przez ten interfejs to m.in.: praca krokowa, praca z pełn szybkoci, pułapki sprztowe oraz programowe, podgld oraz modyfikacja zawartoci rejestrów i pamici. Sposób podłczenia złcza JTAG do minimodułu przedstawiono na rysunku: P1.31 P1.28 P1.30 P1.29 P1.26 P1.27 #RESET R37 R38 R41 R39 R40 JP9 JTAG EN VTref ntrst TDI TMS TCK RTCK TDO nsrst DBGRQ DBGACK R34 R35 J9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Header 10X2 Vsupply R33 Rysunek 5 Połczenie modułu MMlpc213x ze złczem JTAG. Aby uaktywni interfejs JTAG naley podczas resetu procesora wymusi niski poziom logiczny na kocówce P1.26. Moe do tego celu słuy zworka (na rysunku JP9). 7
TCK TDI TDO TMS TRST SRST VCC Vref OPIS WYPROWADZE JTAG sygnał zegarowy JTAG sygnał danych z układu docel. JTAG sygnał danych do układu docel. JTAG sygnał przełczajcy Reset interfejsu JTAG Sygnał RESET układu docelowego Zasilanie emulatora Wskanik zasilania układu docelowego Masa Rysunek 6 Złcze JTAG. Programator/emulator JTAG mona znale na stronie: - ARMCable I: http://www.propox.com/products/t_122.html 3 Płyta ewaluacyjna Aby ułatwi projektowanie urzdze wykorzystujcych minimoduł, przygotowana została płyta ewaluacyjna EVBLPC213x. W jej skład wchodz elementy: gniazdo pod moduł MMlpc213x złcze z wszystkimi kocówkami modułu MMlpc213x złcza wszystkich peryferiów dostpnych na płycie stabilizator +5V włcznik zasilania dwa porty RS232 wraz z diodami sygnalizujcymi prac złcze 1-Wire złcze programowania/debuggowania w systemie JTAG złcze pod wywietlacz LCD 2x16 8 diod LED 4 klawisze 2 potencjometry buzzer pole prototypowe 8
4 Parametry techniczne Mikrokontroler LPC213x Pami programu do 512kB Pami danych do 21kB Pami DataFlash do 4MB Ilo wej/wyj cyfrowych do 47 Ilo wej analogowych do 16 Ilo wyj analogowych do 2 Zasilanie 3.3V lub 3.8 16V Wymiary 36x36mm Waga ok. 80g Zakres temperatur pracy 0 70ºC Wilgotno 5 95% Złcza Dwa złcza szpilkowe 2x26 wyprowadzenia 5 Pomoc techniczna W celu uzyskania pomocy technicznej prosimy o kontakt support@propox.com. W pytaniu prosimy o umieszczenie nastpujcych informacji: Numer wersji modułu (np. REV 1) Ustawienia rezystorów Szczegółowy opis problemu 6 Gwarancja Minimoduł MMlpc213x objty jest szeciomiesiczna gwarancj. Wszystkie wady i uszkodzenia nie spowodowanie przez uytkownika zostan usunite na koszt producenta. Koszt transportu ponoszony jest przez kupujcego. Producent nie ponosi adnej odpowiedzialnoci za zniszczenia i uszkodzenia powstałe w wyniku uytkowania modułu MMlpc213x. 9
7 Rozmieszczenie elementów Rysunek 7 Rozmieszczenie elementów na górnej warstwie. Rysunek 8 Rozmieszczenie elementów na dolnej warstwie. 10
8 Wymiary Rysunek 9 Wymiary - widok z góry. Rysunek 10 Wymiary widok z boku. 9 Schemat 11
U1 R10 0R not mounted VBAT R4 R5 R6 R7 R8 VBAT R9 not mounted BT1 3V CR2032 P1.27 P1.28 P1.30 P1.31 P1.29 P1.26 VBAT D2 LL4148 C11 R1 470R C12 C10 BLM11A221S L1 C2 C1 R2 C5 C13 P1.16 P1.17 P1.18 P1.19 P1.20 P1.21 P1.22 P1.23 P1.24 P1.25 P1.26 P1.27 P1.28 P1.29 P1.30 P1.31 #RESET 16 12 8 4 48 44 40 36 32 28 24 64 60 56 52 20 23 43 51 6 18 25 42 50 49 63 7 59 57 P1.16/TRACEPKT0 P0.0/TXD0/PWM1 P1.17/TRACEPKT1 P0.1/RXD0/PWM3/EINT0 P1.18/TRACEPKT2 P0.2/SCL0/CAP0.0 P1.19/TRACEPKT3 P0.3/SDA0/MAT0.0/EINT1 P1.20/TRACESYNC P0.4/SCK0/CAP0.1/AD0.6 P1.21/PIPESTAT0 P0.5/MISO0/MAT0.1/AD0.7 P1.22/PIPESTAT1 P0.6/MOSI0/CAP0.2/AD1.0 P1.23/PIPESTAT2 P0.7/SSEL0/PWM2/EINT2 P1.24/TRACECLK P1.25/EXTIN0 P1.26/RTCK P1.27/TDO P1.28/TDI P1.29/TCK P1.30/TMS P1.31/TRST VDD VDD VDD VSS VSS VSS VSS VSS VBAT VREF VDDA VSSA RESET LPC213x P0.8/TXD1/PWM4/AD1.1 P0.9/RXD1/PWM6/EINT3 P0.10/RTS1/CAP1.0/AD1.2 P0.11/CTS1/CAP1.1/SCL1 P0.12/DSR1/MAT1.0/AD1.3 P0.13/DTR1/MAT1.1/AD1.4 P0.14/DCD1/EINT1/SDA1 P0.15/RI1/EINT2/AD1.5 P0.16/EINT0/MAT0.2/CAP0.2 P0.17/CAP1.2/SCK1/MAT1.2 P0.18/CAP1.3/MISO1/MAT1.3 P0.19/MAT1.2/MOSI1/CAP1.2 P0.20/MAT1.3/SSEL1/EINT3 P0.21/PWM5/AD1.6/CAP1.3 P0.22/AD1.7/CAP0.0/MAT0.0 P0.23 P0.25/AD0.4/AOUT P0.26/AD0.5 P0.27/AD0.0/CAP0.1/MAT0.1 P0.28/AD0.1/CAP0.2/MAT0.2 P0.29/AD0.2/CAP0.3/MAT0.3 P0.30/AD0.3/EINT3/CAP0.0 P0.31 XTAL1 XTAL2 RTXC1 RTXC2 19 21 22 26 27 29 30 31 33 34 35 37 38 39 41 45 46 47 53 54 55 1 2 58 9 10 11 13 14 15 17 62 61 3 5 P0.0 P0.1 P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.6 P0.7 P0.8 P0.9 P0.10 P0.11 P0.12 P0.13 P0.14 P0.15 P0.16 P0.17 P0.18 P0.19 P0.20 P0.21 P0.22 P0.23 P0.25 P0.26 P0.27 P0.28 P0.29 P0.30 P0.31 R3 560k C6 22p X2 32.768kHz C7 22p P0.23 1 2 #RESET P1.29 P1.27 3 4 P1.28 P0.19 P0.22 5 6 P0.21 P1.30 P1.18 7 8 P1.19 P1.20 P0.26 9 10 P0.25 P0.16 P1.17 11 12 P0.27 P1.21 P0.29 13 14 P0.28 P1.22 P1.16 15 16 P0.30 P0.12 P0.0 P0.1 17 18 19 20 P0.31 P1.31 P1.23 P0.9 P1.26 21 22 23 24 P0.2 P0.3 P1.24 P0.6 VCC 25 26 P1.25 C3 22p J1 Header 13X2 X1 12MHz C4 22p J2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 Header 13X2 P0.20 P0.18 VBAT P0.17 P0.15 P0.14 P0.13 P0.11 P0.10 P0.8 P0.7 P0.5 P0.4 D1 LL4148 VCC U2 SPX2920M3-3.3 1 VIN VOUT 3 + C8 10u/16V 2 TAB 4 + C9 10u/16V P0.6 P0.5 P0.4 P0.7 U3 DataFlash VCC 13 SI 14 SO RDY/BSY 12 SCK RESET 11 CS WP AT45DB321C 6 1 2 3 7 C14 Title: MMlpc213x http://www.propox.com email: support@propox.com Size: File: Rev: Date: 27-04-2005 Sheet 1 of 1 1.00 12