西安邮电大学嵌入式板级电路装配课程设计实验报告

西安邮电大学嵌入式板级电路装配课程设计实验报告

西安邮电大学

（计算机学院）

嵌入式系统板级电路装配

课程设计实验报告

专业名称：计算机科学与技术

班级：计科1405

学号：XXXXXXX

姓名：XXX

指导教师：XXX

实验日期：2017年12月11日—12月22日

第一周：开发板硬件装配

一、开发板硬件结构

开发板由PACK板和底板构成，PACK板板载一枚LCP2132芯片，该芯片是NXP公司（飞利浦创建）设计的一款基于ARM7TDMI-S的高性能32位RISC 微控制器，具有Thumb扩展功能，64KB片内Flash ROM，具有在系统编程（ISP）和应用编程（IAP），16KB RAM，向量中断控制器，两个UART，一个带全调制解调器接口。两个I2C串行接口，两个SPI串行接口三个32位定时器，看门狗定时器，带有备用电池备份的实时时钟，欠压检测电路通用I/O引脚。

CPU时钟高达60 MHz，片内晶体振荡器和片内PLL。

板子总体分了电源电路，晶振电路，复位电路，LED电路，按键电路，串口电路，JTAG调试电路等几部分，如下图所示

图1 Ｅasy ARM 2132开发板底板元件布局图

二、硬件原理组成及分析

开发板完整电路图如下图所示

图2 Ｅasy ARM 2132开发板完整电路图

1.电源电路：

LPC2132电源电路部分采用了一

个DC接口的POWER1供电口和一个5V 的USB供电口，内部采用了一个1N5819二极管来稳流，采用SPX1117M3-3.3低压差稳压器，

如右图所示。

电路另一边有一个红色的发光二极管，当电源接通后，二极管会点亮。

2.复位电路

复位电路采用一颗CAT1025芯片，CAT1025是基于微控制器系统的存储器和电源监控的完全解决方案。它们利用低功耗CMOS技术将2K位的串行EEPOM和用于掉电保护的系统电源监控电路集成在一块芯片内。存储器采用400KHz的I2C总线接口。

CAT1025包含1个精确的Vcc监控测电路和2个开漏输出：RESET 和！RESET。当Vcc低于复位门槛电压时，！RESET引脚将变为高电平，RESET将变为低电平。CAT1025还包含一个写保护输入（WP）。如果WP连接高电平，则写操作被禁止。

nRST连接到芯片LPC2132的复位引脚，当复位按键RST1按下时，CAT1025的复位引脚输出有效信号，使芯片LPC2132复位。

3.系统时钟电路

LPC2132微控制器可使用外部晶振或外部时钟源，片外晶振频率范围：1~30MHz，如下图中Y1-11.0592MHz，内部锁相环电路PLL可调整系统时钟，通过片内PLL可实现最大为60MHz的CPU操作频率，实时时钟具有独立的时钟源，如下图中Y2-32.768KHZ晶振。

4.JTAG接口电路

采用ARM公司提出的标准20脚JTAG仿真调试接口，JTAG信号的定义以及与LPC2132的连接如下图：

5.按键及显示电路

LPC2132开发板具有4个按键、4个LED灯。4个LED灯一边已经与DP3V3连接，另一边经过1个470R的电阻后与JP1跳线相连，当JP12连通的时候，LED1的一侧与芯片的P0.17口就会连通，P0.17口输出低电平，LED1就会点亮，如果P0.17输出高电平，LED1就会熄灭。4个按键中复位键已经在前面介绍了，剩下三个按键KEY1、KEY2、KEY3一边接地，另一边接了4K7的电阻然后与正极相连，还接了JP2跳线组，如果JP2的12连通，那么P0.16就和KEY1连通，当按键按下的时候，P0.16输出低电平，当按键没有按下的时候P0.16输出高电平，因为按键检测电路可以编写为检测是否有低电平来判断按键是否按下。

6.UART接口电路

CH340G 是一个USB转串口芯片，可以把电脑的USB口映射为串口用。

当使用串口电路进行UART调试的时候，需要将JP6短接，连通P0.0和CH340G 的TXD口，连通P0.1和CH340G的RXD口。另一边CH340G的X1和X0接入了X1-12MHz的晶振。

三、开发板硬件安装调试过程

①焊接最小系统

首先焊接电源模块，复位电路模块，晶振模块，构成最小系统，然后对最小系统进行测试。

测试方法：将电源线和开发板的电源模块连接，观察电源指示灯是否点亮，如果点亮，使用万用表测量U1点电压，数值范围为：3.29V~3.31V，标准值为3.30V，表明电源电路模块正常。然后用示波器观察晶振引脚的波形，查看晶振是否正常。

②焊接外接电路板。

在洞洞板上面焊接一个LED灯，然后引出接口，一个为正，一个为负，然后将正负极分别与排针焊接在一起；将蜂鸣器的正负极分别于排针焊接；将按键的两边与排针焊接在一起。

测试方法：将LED正负极分别与开发板的DP3.3V和GND连接，可以观察到LED灯点亮。蜂鸣器的正负极与开发板的DP3.3V和GND连接，可以听到蜂鸣器发声。将开发板正极和蜂鸣器正极相连，蜂鸣器负极与开关一边相连，然后开关另一边接低电平，按下按键后蜂鸣器会发出声音，证明开关电路完好。

③焊接LED灯

焊接LED电路，将LED1-LED7焊接在开发板上面，然后焊接R4-R7四个电阻，这是二极管的分压电阻。

测试方法：

给开发板通电，然后依次给JP1的1、3、5、7接低电平，会发现LED1-LED4依次点亮，如果有不亮的，说明焊接有误，检查二极管的正负是否正确，用万用表检测是否有短路。

④焊接开关

将KEY1、KEY2、KEY3焊接到开发板上面，然后将3个4K7的电阻焊接到R1、R2、R3三个位置，最后在JP2上面焊接一组排针。

测试方法：

给开发板供电，用万用表检测KEY1-KEY3的电压，正常范围应该是

3.28V-3.31V，当KEY1键按下的时候，JP2的1电压应该为0V；当KEY2

键按下的时候，JP2的3电压应该为0V；当KEY3键按下的时候，JP2的4电压应该为0V。

⑤焊接串口模块

将CH340G焊接到开发板对应位置，要注意焊接的时候容易将周围引脚连接在一起，必须非常小心的操作。

测试方法：

给开发板供电，然后USB口与电脑连接，电脑的设备管理器可以检测到串口输入，如下图：

⑥焊接JTAG模块

JTAG模块很简单，只需要将JTAG后面的引脚依次焊接即可。

检测方法：

开发板供电后，用JTAG线连接开发板的电脑，然后打开H-JTAG Server，