典型MCU架构详解与主流MCU介绍

典型MCU 架构详解与主流 MCU 介绍

在前面的介绍中，我们已经了解到 MCU 就是基于一定的内核体系，集成了存储、

并行或串行I/O 、定时器、中断系统以及其他控制功能的微型计算机系统，如图 4.1是典

型的MCU 组成框图。

團4.1典型MCU 的组成椎圏

目前，虽然很多厂商采用了 ARM 内核体系，但是在具体的 MCU 产品上，各个公

司集成的功能差异非常大，形成

MCU 百花齐放的格局，由于本书的重点是介绍

32位MCU ,所以我们将重点以恩智浦公司的

MCU 为例来介绍，这些 MCU 中，

LPC3000、LH7A 采用 ARM9 内核，LPC2000 和 LH7 采用 ARM7 内核，LPC1000 系列采

用Cortex-M3或M0内核，通过这几个系列的介绍可以了解 MCU 的构成和

差异。

4.1恩智浦LPC1000系列MCU

LPC1000系列MCU 是以第二代Cortex-M3为内核的微控制器，用于处理要求高度 集成和

低功耗的嵌入式应用。采用

3级流水线和哈佛结构，其运行速度高达

100MHz ，带独立的本地指令和数据总线以及用于外设的第三条总线，

使得代码执

行速度高达1.25MIPS/MHz ,并包含一个支持分支预测的内部预取指单元， 用于

静电设计、

LPC1000 系列 LPC1700系列ARM 是以第二代的Cortex-M3为内核，是为嵌入式系统应用而设计 的高性

能、低功耗的 32位微处理器，适用于仪器仪表、工业通讯、电机控制、灯 光控制、报警系统等领域。其操作频率高达

100MHz ，采用3级流水线和哈佛结

构，带独立的本地指令和数据总线以及用于外设的高性能的第三条总线，使得代

申涵

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照明设备、工业网络、报警系统、白色家电、电机控制等领域。

MCU 又分为LPC1700系列和LPC1300系列，下面我们分开介绍。 4.1.1 LP C1700 系列MCU 介绍

特别适

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码执行速度高达1.25MIPS/MHz ，并包含一个支持分支预测的内部预取指单元。

LPC1700系列ARM Cortex-M3的外设组件：最高配置包括 512KB 片内Flash 程序 存储器、64KB 片

内SRAM 、8通道GPDMA 控制器、4个32位通用定时器、一个8通道12位ADC 、 一个10位DAC 、一路电机控制 PWM 输出、一个正交编码器接口、 6路通用PWM 输出、一个看门狗定时器以及一个独立供电的超低功耗

RTC 。

LPC1700系列ARM Cortex-M3还集成了大量的通信接口：

一个以太网MAC 、一个

USB 2.0 全速接口、4 个 UART 接口、2 路 CAN 、2 个 SSP 接口、1 个 SPI 接口、3 个I2C 接口、2路I2S 输入和2路I2S 输出。 1丄PC1700 系列 MCU 关键特性：

*第二代Cortex-M3内核，运行速度高达 100MHz ； *采用纯Thumb2指令集，代码存储密度高；

*内置嵌套向量中断控制器（NVIC ）,极大程度的降低了中断延迟； *不可屏蔽中断（NMI ）输入；

*具有存储器保护单元，内嵌系统时钟； *全新的中断唤醒控制器（ WIC ）； *存储器保护单元（MPU ）；

* 以太网、USB Host/OTG/Device 、CAN 、I2S ； * 快速（Fm+）I2C 、SPI/SSP 、UART ； *电机控制PWM 输出和正交编码器接口； * 12 位 ADC ；

*低功耗实时时钟（RTC ）；

*第二个专用的PLL 可用于USB 接口，增加了主 PLL 设置的灵活性；

*4个低功率模式：睡眠、深度睡眠、掉电、深度掉电，可通过外部中断、 中断、USB 活动中断、以太网唤醒中断、CAN 总线活动中断、NMI *具有在系统编程（ISP ）和在应用编程（IAP ）功能的512KB 片上 储器； * 64KB 片内SRAM 包括：

* 32KB SRAM 可供高性能CPU 通过本地代码/数据总线访问；

* 2个16KB SRAM 模块，带独立访问路径，可进行更高吞吐量的操作。 模

块可用于以太网、USB 、DMA 存储器，以及通用指令和数据存储；

* AHB 多层矩阵上具有 8通道的通用DMA 控制器（GP DMA ），结合

UART 、AD/DA 转换、定时器匹配信号和 GPIO 使用，并可用于存储器到存储器 的传输；

*多层AHB 矩阵内部连接，为每个AHB 主机提供独立的总线。AHB 主机包括CPU 、 通用DMA 控 制器、以太网MAC 和USB 接口。这个内部连接特性提供无仲裁延 迟的通信； *实用的LQFP 80/100脚封装。 2丄PC1700 系列中LPC1766 方框图:

RTC 等中断唤醒； Flash 程序存 这些SRAM

SSP 、I2S 、

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3.LPC1700 系列MCU 参数规格如下表所示:

表4.1 LPCIZOO^列MCU 参数规序 览

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