LPC54102 MCU是基于 ARM Cortex-M4 的嵌入式應(yīng)用微控制器。這些器件包括可選 ARM Cortex-M0+ 協(xié)處理器、104 KB 片上 SRAM、高達(dá) 512 KB 的片上 flash、五個(gè)通用定時(shí)器、一個(gè)帶 PWM 功能的狀態(tài)可配置定時(shí)器 （SCTImer/PWM）、一個(gè) RTC/ 警報(bào)定時(shí)器、一個(gè) 24 位多速率定時(shí)器 （MRT）、一個(gè)重復(fù)中斷定時(shí)器 （RIT）、一個(gè)窗口化看門(mén)狗定時(shí)器 （WWDT）、四個(gè) USART、兩個(gè) SPI、三個(gè)帶高速?gòu)臋C(jī)模式的超快速模式 I 2C 總線接口和一個(gè) 12 位 5.0 MSPS ADC。

　　ARM Cortex-M4 是一款 32 位內(nèi)核，具有低功耗、易調(diào)試、支持模塊高度集成等多種系統(tǒng)增強(qiáng)優(yōu)勢(shì)。 ARM Cortex-M4 內(nèi)核 CPU 采用 3 級(jí)流水線和哈佛架構(gòu)，具有獨(dú)立的本地指令和數(shù)據(jù)總線以及用于系統(tǒng)外設(shè)的第三總線，同時(shí)還包含一個(gè)支持不確定分支操作的內(nèi)部預(yù)取單元。ARM Cortex-M4 支持單周期數(shù)字信號(hào)處理器和 SIMD 指令。內(nèi)核中集成硬件浮點(diǎn)運(yùn)算單元。

　　ARM Cortex-M0+ 協(xié)處理器是一款高能效、簡(jiǎn)單易用的 32 位內(nèi)核，該產(chǎn)品與 Cortex-M4 內(nèi)核的代碼和工具相互兼容。Cortex-M0+ 協(xié)處理器可提供高達(dá) 100 MHz 的性能，具有簡(jiǎn)單指令集和縮減的代碼大小。在 LPC5410x 中，Cortex-M0 協(xié)處理器硬件乘法是作為 32 周期的迭代乘法器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

　　LPC54102開(kāi)發(fā)板電路圖

　　LPC54102開(kāi)發(fā)板評(píng)測(cè)

　　打開(kāi)包裝，取出LPCXpresso54102板卡，板卡整體采用墨藍(lán)色阻焊和乳白色絲印，讓人眼前一亮，pcb焊盤(pán)的沉金工藝，更是顯得高端大氣。雖然LPCXpresso54102板卡的設(shè)計(jì)思路與STM32 Nucleo板卡大致相似，都是板載仿真器加核心板的結(jié)構(gòu)，但相比于Nucleo板卡，LPCXpresso54102明顯大了很多，元器件的布局也緊湊了不少。

　　仔細(xì)觀察會(huì)發(fā)現(xiàn)，NXP在這塊板卡上的設(shè)計(jì)花費(fèi)了不少心思，整體的做工，電路的設(shè)計(jì)，芯片的使用非?？季俊?/p>

　　這塊板卡一共有兩個(gè)micro usb接口，使用普通安卓手機(jī)充電數(shù)據(jù)線便可以和計(jì)算機(jī)相連接。位于上方的接口是專(zhuān)門(mén)給LPC54102供電的接口，給除LINK2仿真器外的部件供電，在不需使用板載調(diào)試器時(shí)可以連接此接口。心細(xì)的話，會(huì)發(fā)現(xiàn)這個(gè)micro usb接口右邊還有一個(gè)P3接口、是一個(gè)兩線的排針，分別是5V和GND，此舉也是結(jié)合了工程師的需求，留出外部電源的接口。下方的USB接口則是LPCLINK2仿真器的接口。說(shuō)道這里，不得不重點(diǎn)了解一下LPCLINK2仿真器，NXP在這款仿真器的設(shè)計(jì)上，可謂是不惜成本，主控芯片的選擇便顯現(xiàn)出霸氣，LPC4322雙核MCU讓LINK2充滿(mǎn)了“暴力”！

　　工程師可通過(guò)燒錄固件，根據(jù)自身習(xí)慣選擇LINK2作為J-Link、CMSIS-DAP或者LPCXpresso Redlink使用。其中LPCXpresso Redlink需要與LPCXpresso開(kāi)發(fā)環(huán)境配合使用，可滿(mǎn)足同時(shí)調(diào)試雙核芯片的需求。此外LINK2與ST-LINK一樣，提供了虛擬串口的功能，計(jì)算機(jī)只要安裝好相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)，便可以直接使用虛擬串口來(lái)調(diào)試了。與ST-LINK不同的時(shí)，LINK2額外提供了LPCSIO bridge功能，可以用于目標(biāo)芯片IIC與SPI的調(diào)試。配合板載的功耗測(cè)量電路，還可以對(duì)目標(biāo)芯片進(jìn)行能耗的測(cè)量，功能十分強(qiáng)大！

　　說(shuō)到功耗測(cè)量部分，NXP也為工程師朋友考慮了很多，單單測(cè)量的方法、這塊板卡就提供了多達(dá)3種的選擇。

　　除了采用電壓表測(cè)量P2兩端電壓，測(cè)出8.2歐姆分壓電阻兩端電壓，或者用電流表接入JP4測(cè)負(fù)載回路的電流兩種方法之外，還提供了軟件測(cè)量的方法：采用高精度電流檢測(cè)放大器MAX9634加12bit精密模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC122S021的方案，配合LINK2來(lái)完成。此方案的設(shè)計(jì)思路也是非常值得工程師朋友的借鑒。

　　正所謂細(xì)節(jié)決定成敗，在很多不起眼的細(xì)節(jié)，板子在設(shè)計(jì)時(shí)都為我們考慮到了，例如，在功率測(cè)量上，由于板卡本身自帶了一顆三色LED，與LPC54102有著物理上的連接，由于這顆LED的存在，可能會(huì)對(duì)LPC54102功耗的測(cè)量產(chǎn)生一定的影響，板子在設(shè)計(jì)的時(shí)候也額外給這顆LED的陽(yáng)極做了點(diǎn)處理，加上了一個(gè)跳線，以便在做功耗測(cè)量分析的時(shí)候，可以把LED斷開(kāi)。

　　由于LPC54102支持單電源1.62v~3.6v供電，為了保護(hù)MCU接口安全，在板子的設(shè)計(jì)上可以看到大量的雙電源轉(zhuǎn)換收發(fā)器。

　　該板卡在LINK2的設(shè)計(jì)上花費(fèi)了不少心血，在細(xì)節(jié)方面NXP的設(shè)計(jì)人員也是不敢怠慢。由于LINK2的micro usb接口在使用的時(shí)候經(jīng)常需要插拔，極易受到由用戶(hù)或空氣放電造成的ESD影響，所以在硬件的設(shè)計(jì)上也采用了靜電保護(hù)二極管PRTR5V0U2X的方案來(lái)緩解這一問(wèn)題。

　　不過(guò)，相對(duì)于硬件電路設(shè)計(jì)的精思熟慮，在絲印的設(shè)計(jì)上，這塊板子卻是不太如人意。

　　首先，在板子的背面，有一個(gè)二維碼的絲印，但筆者通過(guò)掃碼，想進(jìn)一步獲取信息的時(shí)候發(fā)現(xiàn)，二維碼是一個(gè)網(wǎng)址，但登錄后竟然是404界面，真讓人摸不著頭腦。

　　其次，在引腳的絲印上，并不能準(zhǔn)確看出引腳所對(duì)應(yīng)的引腳號(hào)，在設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要查找相關(guān)的硬件手冊(cè)，才能獲取到信息。這不免是個(gè)遺憾。

　　LPCXpresso54102板卡搭載的LPC54102J512BD64是一款基于ARM Cortex-M4F及ARM Cortex-M0+的雙核微控制器，專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)用于解決感測(cè)應(yīng)用中，關(guān)于空間和功率的限制的問(wèn)題，從簡(jiǎn)單的超低功耗傳感器偵聽(tīng)到數(shù)據(jù)整合、傳感器融合或其他傳感器數(shù)據(jù)處理以及外部通信。工程師可根據(jù)項(xiàng)目需求，在Cortex-M4F和Cortex-M0+大小核心的之間選擇、配合，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)功能。前者可以更快速地完成數(shù)學(xué)密集型算法，如傳感器融合，同時(shí)省電，而后者可以實(shí)現(xiàn)高能效，適用于傳感器數(shù)據(jù)收集、整合和外部通信。