教师批阅课 程 设 计 用 纸LPC2138芯片与PC机的串行通信设计 摘要：串口通信是一种广泛使用且实用的通信方式，介绍RS232串行通信的联结方式，研究利用c语言编程实现RS232串行通信的过程结合实际应用，在约定双方串行通信协议的基础上，运用C语言开发的串行通信软件，LPC2138芯片与PC机的串行数据通信。关键词：ARM嵌入式系统、LPC2138芯片、RS232串行通信目录第一章 设计的目的和要求1.1设计的目的 31.2 设计要求 3第二章 方案论证2.1 设计方案 42.2 方案选择 4第三章 硬件电路设计3.1 设计思路 53.2 主电路设计 53.2.1 LPC2138芯片 53.2.2 晶振电路 93.2.3 复位电路103.2.4 电源电路103.3 RS232电平转换电路设计 113.4 硬件电路连线图12第四章 软件设计4.1 串行通信协议设计134.2 程序设计144.2.1 流程图144.2.2 程序清单16第五章 总结 19参考文献 20第一章 设计的目的和要求1.1 设计目的1、 了解LPC2138各个引脚功能，工作方式，计数/定时，I/O口，中断等的相关原理，并巩固学习嵌入式的相关内容知识。2、 培养综合运用所学知识、独立分析和解决实际问题的能力，培养创新意识和创新能力，并获得科学研究的基础训练。3、 掌握LPC2138芯片及PC机RS232通信原理。1.2 设计要求利用LPC2138芯片与PC机实现信息的串行通信：1、课程设计论文内容要正确，概念要清楚；2、完成任务书所规定的内容；3、附有电路原理图及程序流程图，以及程序清单；4、文字要通顺，书写要工整，设计图纸必须符合规范。第二章 方案论证2.1 设计方案方案一：采用单片机89S51芯片和MAX3232芯片与PC机进行RS232串行通信；方案二：采用LPC2114芯片和SC161S752芯片与PC机进行RS232串行通信；方案三：采用LPC2138芯片和MAX3223芯片PC机进行RS232串行通信；2.2 方案选择MCU-51系列芯片主要是8位单片机，而LPC2000系列芯片是32位的微处理器，因此采用单片机芯片相对来说会比其余方案的功能来的简单，性能会比较差。MAX3223芯片与SC161S752芯片都能实现RS232电平的转换，但MAX3223芯片的设计简单，成本更低廉。因此我们组选择方案三。根据系统设计的要求，对系统设计的总体方案进行论证分析如下：1当使用串口进行数据传送时，虽然同步通信速度远远高于异步通信，可达500kbit/s，但由于其需要有一个时钟来实现发送端和接收端之间的同步，硬件电路复杂，通常计算机之间的通信只采用异步通信。2本设计中采用外接晶振的方法。3RS232接口具有良好的抗噪声干扰性、 长的传输距离和多点连接能力等优点, 所以选用 RS232接口。因普通PC机串口遵循标准的 RS232通讯协议,所以在PC机串口与通信电缆间安装一 RS232 /485协议转换器实现协议转换。4：程序采用C语言来实现来实现。第三章 硬件电路设计3.1 设计思路LPC2138具有片内Flash程序存储器，需3.3V电源、复位电路、晶振电路，P0.14接一个上拉电阻禁止ISP功能。LPC2138的UART0没有完整的Modem接口信号，仅提供TXD、RXD信号引脚，使用UART0与RS-232接口进行串行通信需要一个RS-232转换器（MAX3223芯片）将TTL电平转换成RS-232电平。3.2 主电路设计 3.2.1 LPC2138芯片1、 简介LPC2138 是基于一个支持实时仿真和嵌入式跟踪的32/16 位ARM7TDMI-STM CPU 的微控制器，并带有512 kB 的嵌入的高速Flash 存储器。片内128 位宽度的存储器接口和独特的加速结构使32 位代码能够在最大时钟速率下运行。对代码规模有严格控制的应用可使用16 位Thumb模式将代码规模降低超过30%，而性能的损失却很小。由于LPC2138较小的封装和极低的功耗，多个32 位定时器，4路10位ADC或8路10位ADC，PWM 通道和46个GPIO 以及多达9 个边沿或电平触发的外部中断。可理想地用于小型系统中，如访问控制和POS 机。宽范围的串行通信接口和片内32kB 的SRAM 使LPC2138 非常适用于通信网关、协议转换器、软modem、声音辨别和低端成像，为它们提供巨大的缓冲区空间和强大的处理功能。LPC2138 集成了一个512 kB 的FLASH 存储器系统。该存储器可用作代码和数据的存储。对FLASH 存储器的编程可通过几种方法来实现。可通过串口进行在系统编程。应用程序也可以在程序运行时擦除和/或编程FLASH，这样为数据存储和现场固件的升级都带来了极大的灵活性。当使用片内bootloader 时，512kB 的Flash存储器可作用户代码使用。2、引脚描述图3.1 LPC2138芯片引脚图表3-1 LPC2138引脚功能介绍引脚名称引脚号类型描 述P0.0 P0.31I/OP0 口：P0 口是一个32 位双向I/O 口。每个位都有独立的方向控制。有31 个P0 口可用作通用双向数字I/O 口，P0.31 只用作输出口。P0口管脚的操作取决于管脚连接模块所选择的功能。P0.24 不可用。P0.019OOTxD0UART0 的发送器输出PWM1脉宽调制器输出1P0.121 IOIRxD0UART0 的接收器输入PWM3脉宽调制器输出3EINT0外部中断0 输入P0.222 I/OISCL0I2C0 时钟输入/输出。开漏输出CAP0.0定时器0 捕获输入0P0.326 I/OOISDA0I2C0 数据输入/输出。开漏输出MAT0.0定时器0 匹配输出0EINT1外部中断1 输入P0.427 I/OIISCK0SPI0 串行时钟，主机输出或从机输入的时钟CAP0.1定时器0 捕获输入0AD0.6A/D 转换器0 输入6。该模拟输入总是连接到相应的管脚。P0.529 I/OOIMISO0SPI0 主机输入/从机输出，从机到主机的数据传输MAT0.1定时器0 匹配输出1AD0.7A/D 转换器0 输入7。该模拟输入总是连接到相应的管脚。P0.630I/OIIMOSI0SPI0 主机输出/从机输入，主机到从机的数据传输CAP0.2定时器0 捕获输入2AD1.0A/D 转换器1 输入0。该模拟输入总是连接到相应的管脚。P0.731 IOISSEL0SPI0 从机选择，选择SPI 接口用作从机。PWM2脉宽调制器输出2EINT2外部中断2 输入P0.833 OOITxD1UART1 的发送器输出PWM4脉宽调制器输出4AD1.1A/D 转换器1 输入1。该模拟输入总是连接到相应的管脚。P0.934 IOIRxD1UART1 的接收器输入PWM6脉宽调制器输出6EINT3外部中断3 输入P0.1035 OIIRTS1UART1 请求发送输出CAP1.0定时器1 捕获输入0AD1.2A/D 转换器1 输入2。该模拟输入总是连接到相应的管脚。P0.1137III/OCTS1UART1 的清零发送输入CAP1.1定时器1 捕获输入1SCL1I2C1 时钟输入/输出。开漏输出P0.1238 IOIDSR1UART1 的数据设备就绪输入MAT1.0定时器1 匹配输出0AD1.3A/D 转换器1 输入3。该模拟输入总是连接到相应的管脚。P0.1339 OOIDTR1UART1 的数据终端就绪输出MAT1.1定时器1 匹配输出1AD1.4A/D 转换器1 输入4。该模拟输入总是连接到相应的管脚。P0.1441III/ODCD1UART1 数据载波检测输入EINT1外部中断1 输入SDA1I2C1 数据输入/输出。开漏输出P0.1545 IIIRI1UART1 铃声指示输入EINT2外部中断2 输入AD1.5A/D 转换器1 输入5。该模拟输入总是连接到相应的管脚。P0.1646 IOIEINT0外部中断0 输入MAT0.2定时器0 匹配输出2CAP0.2定时器0 捕获输入2P0.1747 II/OOCAP1.2定时器1 捕获输入2SCK1SSP串行时钟，主机输出或从机输入的时钟MAT1.2定时器1 匹配输出2P0.1853II/OOCAP1.3定时器1 捕获输入3MISO1SSP 主机输入/从机输出，从机到主机的数据传输MAT1.3定时器1 匹配输出3P0.1954 OI/OIMAT1.2定时器1 匹配输出2MOSI1SSP主机输出/从机输入，主机到从机的数据传输CAP1.2定时器1 捕获输入2P0.2055 OIIMAT1.3定时器1 匹配输出3SSEL1SSP从机选择，选择SSP 接口用作从机。EINT3外部中断3 输入P0.211 OIIPWM5脉宽调制器输出5AD1.6A/D 转换器1 输入6。该模拟输入总是连接到相应的管脚。CAP1.3定时器1 捕获输入3P0.222 IIOAD1.7A/D 转换器1 输入7。该模拟输入总是连接到相应的管脚。CAP0.0定时器0 捕获输入0MAT0.0定时器0 匹配输出0P0.2358I/