第三章资料资料

1、教学任务及内容：任务：1.学习怎样设计一个最小系统2.了解在设计最小系统时注意事项电子技术中“最小系统”： 一个微处理器自己是不能独立运行的，必须给它供电，加上时钟信号，并提供复位信号。 如果芯片内部没有程序存储器，则还要加上存储器系统，形成一个完整的系统才能正常工作。使用LPC1100为核心器件的最小系统：时钟系统电源系统LPC1100复位模块调试接口LPC1100的最小系统框图最小系统成员电源电路的设计电源电路的设计说明：说明： 电源电路往往在开发中不被工程师重视，大多数工程师都把大量的时间和精力花到怎样去实现一个产品的功能，怎样提高产品的新特点上去了。只有在产品运行不稳定的时候，他们才愿

2、意去花费一定时间去查找电源的问题。 其实电源的重要性并不亚于产品的功能，一个产品如果电源不稳定的话会影响整个系统的稳定性。所以，初学者在开始就应该对电源部分足够的重视。这里说的重视电源部分，不仅是指在原理上设计出一个完美的电源电路，而且在画PCB图纸时，也要把它放在首位。电源电路的实现： 分析需求 LPC1100系列芯片有两组电源输入，分别是44号引脚ADC与内部稳压器电源和8号引脚供电电源，两者都是3.3V。在大多数情况下这两个电源可以不分开，直接连在一起。如果要使用内部AD功能，要求分开供电的话，可以在这两电源之间连接0欧姆电阻或电感进行隔离；或者可以对44号引脚加入电压基准。电源电路的实

3、现： 设计末级电源电路 由于LPC1114系统功耗并不大，而系统对电源的要求又比较高，所以不太适合用开关电源。可以采用低压差模拟电源LDO，而合乎技术参数的LDO芯片很多，Sipex半导体的SPX1117是一个不错的选择，其内部功能模块图 3 2 所示，当然在实际应用时也可以选择兼容的IC来替代它（如LM1117等）。使用SPX117设计的末级电源电路： SPX1117一共有4种封装可以选择，如图 所示。为了减小PCB面积，我们选择SOT-223(M3)封装。电源电路的实现： （3）设计前级电源电路前级电源一般采用两种： 开关电源开关电源 模拟电源模拟电源说明：开关电源效率较高，发热较少，因而

4、在功耗较大时（1A以上），可以减小电源模块体积；但电路相对复杂，成本比较高，输出电压纹波较大，所以，在功耗不是特别大时，建议采用模拟电源供电。模拟电源原理图 使用使用 7805 设计的模拟电源设计的模拟电源 电路非常简单，一端接输入，一端接地，最后一端接输入开关电源设计使用使用LM2576 设计的开关电源设计的开关电源电感的选择：（电压单位：V 电流单位：A）电源设计注意事项电源设计注意事项 在设计电源电路时，千万不要省略电容，特别是电解电容，如果在各方面都允许的情况下尽量采用容量大的电解电容。 电容的耐压特别重要，一定要留足够的电压空间，最好预留一半的电压空间，否则电容极易被烧坏。特别是钽电

5、容，还容易爆炸、燃烧。 防止反接烧坏电源的二极管一定不要省略，否则容易烧坏电源及其他电路。 画PCB电路板时，要先画电源部分（包括地线），尽量加大电源线的宽度（不低于30mil）。一定不要靠覆铜来连接电源线。 特别是在对开关电源布线时，地线尽量采用单点连接；反馈线（4脚连接线）要远离电感，其他部分的连线要尽量短而粗，最好用地线屏蔽。 要得到稳定的输出电压，一定要注意稳压芯片的压差。在设计电源时，压差一定不能低于最小值，但也不能太高，否则稳压芯片会发热烧毁稳压芯片。 复位电路的设计复位电路的设计复位电路的基本功能是：系统上电时提供复位信号，直至系统电源稳定后，撤销复位信号。为可靠起见，电源稳定后

6、还要经一定的延时才撤销复位信号。以防电源开关或电源插头分-合过程中引起的抖动而影响复位。复位复位电路电路的设计的设计 阻容复位电路复位电路的设计 SP706S复位电路复位电路设计注意事项复位电路设计注意事项 复位电路非常重要，如果没有特别的要求，可以采用阻容复位电路。如果要求比较严格的应用场合，一定要使用复位芯片来设计复位电路。 如果不需要看门狗，可以不用SP706S的WDI脚，并且不焊接R2电阻。当然也可以换成没有看门狗的复位芯片，如SP708S等。 如果用看门狗，在调试时一定要关闭看门狗，在完成调试后才打开看门狗，否则将不能调试或者正常使用ISP下载过程。 时钟电路的设计时钟电路的设计所有

7、的微控制器均为时序电路，需要一个时钟信号才能够工作。所以一个稳定、精确的时钟信号才能保证系统工作的稳定。时钟时钟电路电路的实现的实现采用无源晶振与处理器内部的晶体振荡器设计的时钟电路。外部电路产生时钟，Clock可以为任何稳定的时钟信号源。时钟电路设计注意事项： 对于LPC1100系列微处理器来说，如果不需要非常精确的串行通讯波特率，一般都是采用12MHz的外部无源晶振。如果对波特率有很高的要求建议采用11.0592MHz晶体振荡器。对于外部晶振电路，考虑到成本、安装等因素，一般都是采用无源晶振电路。如果对时钟电路有更高的要求可以采用有源晶振或其他的时钟源。调试调试电路电路设计设计调试与测试接

8、口不是系统运行必需的接口电路，但是为了系统开发、调试、升级等方便，我们在设计最小系统时，会加上这一部分电路。LPC1100系列微处理器内置了一个JTAG（LPC1100U系列）和一个SWD调试接口，通过这两个接口可以控制芯片的运行并可以获取内部寄存器的信息。电路实现电路实现（1）JTAG调试接口 对于LPC1100系列芯片中只有LPC11U00系列支持JTAG，而其他系列都不支持，只支持SWD调试方式。（2）SWD调试接口没有采用标准的20针调试端口，为了减少PCB的面积，可以采用5针端口。其中2、3、4为必需的，1和5为可选择，在很多情况下，如果没有1脚的连接可能会导致调试不稳定。 SWD调试接口注意事项注意事项 （1）LPC1100系列处理器支持两种调试方式，但是采用JTAG暂用了大量的PCB面积，而采