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CortexM0_LPC1100_第2章 硬件体系结构 功率控制

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第2章硬件体系结构 (1)
2.1 功率控制 (1)
2.1.1 简介 (1)
2.1.2 功率控制相关寄存器 (1)
2.1.3 系统控制（SCR）寄存器描述 (2)
2.1.4 电源管理单元模块的相关寄存器 (2)
2.2 节电模式 (4)
2.2.1 运行模式 (4)
2.2.2 睡眠模式 (4)
2.2.3 深度睡眠模式 (4)
2.2.4 深度掉电模式 (5)
第2章 硬件体系结构
2.1 功率控制
寄存器 电源/时钟控制功能
应用的模式
电源控制
PDRUNCFG 控制模拟模块的电源（振荡器、PLL 、ADC 、Flash 和BOD ）。

在运行模式下可以通过该寄存器来改变电源的配置
注：为了确保在运行模式下处理器能正常运行，该寄存器
的中的第9位和第12位必须为0
运行模式
PDSLEEPCFG 选择在深度睡眠模式中需要停止的模拟模块。

当器件进入
深度睡眠模式时，该寄存器中的内容会自动加载到PDRUNCFG 中
注：为了降低深度睡眠模式中处理器的功耗，该寄存器中
的第9位和第12位必须为0
深度睡 眠模式
PDAWAKECFG 选择从深度睡眠模式唤醒后需要上电的模拟模块。

当器件
退出深度睡眠模式以后，该寄存器中的内容就会自动加载到PDRUNCFG 中
注：为确保在运行模式下处理器能正常运行，该寄存器的
中的第9位和第12位必须为0
运行模式
时钟控制 AHBCLKCTRL
控制ARM Cortex-M0 CPU 、存储器以及APB 外设的时钟 运行模式 SYSAHBCLKDIV
禁能或配置系统时钟 运行模式 SSP0CLKDIV
禁能或配置SSP0外设时钟 运行模式 UARTCLKDIV
禁能或配置UART 外设时钟 运行模式 SSP1CLKDIV
禁能或配置SSP1外设时钟 运行模式 WDTCLKDIV
禁能或配置看门狗定时器时钟 运行模式 CLKOUTDIV 禁能或配置CLKOUT 管脚上的时钟 运行模式
续上表
寄存器电源/时钟控制功能
应用的模式
掉电模式的控制（PMU）
PCON
控制处理器所进入的节能模式睡眠/深度睡眠/掉电模式
2.1.3 系统控制（SCR）寄存器描述
表2.2 系统控制寄存器（SCR，地址0xE000 ED10）的为描述
符号值描述复位值
0 -
-
保留。

不能向该位写1 0
从处理模式到线程模式是否进入退出睡眠模式。

此位置1
使能中断避免应用程序返回空的mian函数
0 在线程模式中不睡眠
1 SLEEPONEXIT
1 当从ISR返回到线程模式进入睡眠模式或深度睡眠模式
在低功耗模式下选择处理器使用睡眠模式还是深度睡眠
模式
0 睡眠
2 SLEEPDEEP
1 深度睡眠
3 - -
保留0
4 SEVONPEND 发送中断信号。

当有中断进入等待中断模式，中断信号可
将CPU从WFE中唤醒。

如果CPU没有等待中断，但是
中断信号已经有效，将会在下一个WFE指令后生效。

当
然执行SEV指令也可将CPU唤醒
0 只有使能的中断才可以将CPU唤醒，没有使能的中断将被忽略
4 SEVONPEND
1 所有的中断，包括使能和没有使能的中断都可以将CPU 唤醒
31:5 - - 保留。

不能向这些位写1 0x00 2.1.4 电源管理单元模块的相关寄存器
1．总览
电源管理单元（PMU）可以控制深度掉电模式。

在深度掉电模式期间，数据暂时由PMU中的4个通用寄存器来保存，PMU单元寄存器总览见表2.3。

表2.3 寄存器总览：PMU（基址0x4003 8000）
名称访问地址偏移描述复位值PCON R/W 0x0000 电源控制寄存器0x00 GPREG0 R/W 0x0004 通用寄存器0 0x00 GPREG1 R/W 0x0008 通用寄存器1 0x00 GPREG2 R/W 0x000C 通用寄存器2 0x00 GPREG3 R/W 0x0010 通用寄存器3 0x00 GPREG4 R/W 0x0014 通用寄存器4 0x00
2． 电源控制寄存器
电源控制寄存器决定使用ARM WFI 指令时，器件进入的节能模式。

表2.4 电源控制寄存器（PCON ，地址0x4003 8000）的位描述
符号 值 描述 复位值
0 - - 保留。

不能向该位写1
深度掉电模式的使能位 1 通过使用ARM WFI 指令使器件进入深度掉电模式（ARM Cortex-M0内核掉电） 1 DPDEN
0 通过使用ARM WFI 指令使器件进入睡眠模式（ARM
Cortex-M0内核的时钟停止） 0
10:2 - - 保留。

不能向这些位写1
深度掉电标志 1 读：进入深度掉电模式 写：清除深度掉电标记 11 DPDFLAG
0 读：不进入深度掉电模式
写：没有作用 0
31:12 - - 保留。

不能向这些位写1 0x00
3． 通用寄存器0 ~ 3
器件进入深度掉电模式时，若V DD(3V3)管脚仍有电源，则通用寄存器可用于保存数据。

只有在芯片的所有电源都关断的情况下，“冷”引导程序才能将通用寄存器复位。

表2.5 通用寄存器0到3的位描述（GPREG0-3，地址0x4003 8004到0x4003 8010）
位 符号 值 描述 复位值
31:0 GPDATA - 在器件处于深度掉电模式下保存数据
0x00 4． 通用寄存器4
在V DD(3V3)管脚上仍有电源但器件已经进入到深度掉电模式下时，通用寄存器用于保存数据。

只有在芯片的所有电源都关断的情况下，“冷”引导程序才能将通用寄存器复位。

注：如果V DD(3V3)管脚上的电压值降到某规定值以下，WAKEUP 输入管脚上就不会有滞后，器件直接从深度掉电模式唤醒。

表2.6 通用寄存器4的位描述（GPREG4，地址0x4003 8014）
位 符号 值 描述 复位值
9:0 - - 保留。

不能向这些位写1 0x00
10 WAKEUPHYS 1 0 WAKEUP 管脚滞后的使能位 WAKEUP 管脚滞后使能 WAKEUP 管脚滞后禁能 0
31:11 GPDATA - 在器件处于深度掉电模式下保存数据
0x00
2.2 节电模式
2.2.1 运行模式
在运行模式下，ARM Cortex-M0内核、存储器和外设都使用分频后的系统时钟，系统时钟由寄存器AHBCLKDIV来决定。

用户通过寄存器AHBCLKCTRL选择需要运行的存储器和外设。

特定的外设（UART、SSP0/1、WDT和Systick定时器）除了有系统时钟以外，还有单独的外设时钟和自己的时钟分频器，用户可以通过外设的时钟分频器来关闭外设。

模拟模块（PLL、振荡器、ADC、BOD电路和Flash模块）的电源可以通过寄存器PDRUNCFG 来单独控制。

注：为了确保在运行模式下处理器能正常运行，PDRUNCFG寄存器的中的第9位和第12位必须为0。

中唤醒。

●通过PDSLEEPCFG寄存器选择在深度睡眠模式下需要掉电的模拟模块（振荡器、PLL、
ADC、Flash和BOD）；
●通过PDAWAKECFG寄存器选择从深度睡眠模式唤醒后需要上电的模拟模块；
●向ARM Cortex-M0 SCR寄存器中的SLEEPDEEP位写1；
●通过使用ARM Cortex-M0等待中断（WFI）指令进入深度睡眠模式。

为了保证在深度睡眠模式下处理器功耗最小，寄存器PDRUNCFG，PDSLEEPCFG和PDAWAKECFG中的第9、11、12位必须正确地配置，详见表2.7所列。

表2.7 深度睡眠模式下的低功耗设置
位PDSLEEPCFG PDAWAKECFG PDRUNCFG
9 0 0 0
11 1 1 1
12 1 0 0
寄存器以及内部SRAM
●通过使用ARM Cortex-M0等待中断（WFI）指令进入深度掉电模式。

当最后一步完成后，PMU关闭片内所有模拟模块的电源，然后等待WAKEUP管脚的唤醒信号。

退出深度掉电模式的步骤如下：
●WAKEUP管脚的电平从高到低的转变；
—PMU会开启片内电压调节器。

当内核电压达到上电复位的触发值时，系统就会复位，芯片将重新启动；
—除了GPREG0到4和PCON以外的所有寄存器都会处于复位状态。

●一旦芯片重新启动之后，就可以读取PCON（见表2.4）中的深度掉电模式标记，看看
器件复位是由唤醒事件（从深度掉电模式唤醒）引起的还是由冷复位引起；
●清除PCON中的深度掉电标记；
●（可选的）读取保存在通用寄存器中的数据；
●为下一次进入深度掉电模式设置PMU。

停止的时钟
仅停止内核时钟
主振荡器和所有内部时钟都停止，但
振荡器不停止
芯片电源(RESET
引脚、PCON和通用寄存器除外
2.3 功率控制注意事项
复位后，PDRUNCFG寄存器的值仅设置成Flash、IRC和BOD相关模块上电。

因此，用户需要使用某些外设时，还需要访问PDRUNCFG寄存器给对应的外设上电，并配AHBCLKC TRL打开相关外设的时钟。

注：为了降低功耗，处理器进入节能模式后，其调试功能被禁止。

芯片进入深度掉电模式后，只能通过WAKEUP（PIO1_4）唤醒。

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LPC系列arm芯片

LPC系列arm芯片

LPC1000系列ARM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，并包含一个支持随机跳转的内部预取指单元，特别适用于静电设计、照明设备、工业网络、报警系统、白色家电、电机控制等领域。

特性•第二代Cortex-M3内核，最高运行速度可达100MHz；•内置嵌套向量中断控制器（NVIC），极大程度的降低了中断延迟；•极低功耗设计，延长了电池寿命；•全新的中断唤醒控制器（WIC）；•存储器保护单元；•不可屏蔽中断（NMI）输入；•Ethernet，USB Host/OTG/Device，Can，I2S；•Fast-mode Plus(Fm+)I2C，SPI/SSP，UARTs；•12-bit ADC；•低功耗实时时钟(RTC)；LPC1100L系列ARM采用Cortex-M0内核，是市场上定价最低的32位MCU解决方案，它的价值和易用性比现有的8位/16位微控制器更胜一筹。

LPC1100L系列ARM性能卓越、简单易用、功耗低，更重要的是，它能显著降低所有8位/16位应用的代码长度。

LPC1100L系列为那些寻求用可扩展ARM架构来执行整个产品开发过程的8位/16位用户提供无缝的整合需求。

这些MCU围绕着新的Cortex-M0架构建立，是开发以来最小巧、功耗最低且最有能效的ARM内核，为电池供电的消费类产品、智能电表、电机控制等应用提供理想的解决方案。

LPC1100L系列ARM每秒4500多万条指令的傲人性能让8位(每秒不到100万条指令)及16位(每秒300万到500万条指令)微控制器相形见绌；LPC1100L不仅能执行基本的控制任务，而且能进行复杂运算，即便最复杂的任务也能轻松应付。

执行效率的提高直接转化为能耗的降低，实现该性能水平的LPC1100L运行速度高达50MHz，其功耗也得到了很大程度的优化——仅需不到10mA的电流。

Corte M LPC 用户手册中文版

Corte M LPC 用户手册中文版

第1章概述1.1 简介LPC111x是基于ARM Cortex-M0的微控制器，可用于高集成度和低功耗的嵌入式应用。

ARM Cortex-M0是第二代内核，它提供了一个简单的指令集，可以实现确定性行为。

LPC111x CPU的工作频率高达50MHz。

LPC111x的外设包括：高达32kB的Flash、8kB的数据存储器、一个Fast-mode Plus的I2C接口、一个RS-485/EIA-485 UART、2个SSP接口、4个通用定时器，以及多达42个通用I/O引脚。

1.2 特性z ARM Cortex-M0处理器工作在50MHz的频率下；z ARM Cortex-M0处理器内置有嵌套向量中断控制器（NVIC）；z32kB（LPC1114）、24 kB（LPC1113）、16kB（LPC1112）或8kB（LPC1111）的片内Flash程序存储器；z高达8kB的静态RAM；z通过片内Bootloader软件来实现在系统编程（ISP）和在应用中编程（IAP）；z串行接口：-UART：可产生小数波特率，带有内部FIFO，支持RS-485/EIA-485，具有moderm 控制；-2个SSP控制器，具有FIFO和多协议功能（LQFP48和PLCC44封装只有第二个SSP有该功能）；-I2C总线接口支持全部I2C总线规范和Fast-mode Plus模式，数据速率高达1Mbit/s，具有多地址识别和监控模式；z其它外设：-多达42个通用I/O（GPIO）引脚，上拉/下拉电阻可配置；-一个引脚具有20mA的高电流驱动能力；-2个I2C总线引脚在Fast-mode Plus模式下具有20mA的高电流汲入能力；-4个通用定时器/计数器，共有4个捕获输入和13个比较输出；-看门狗定时器（WDT）；-系统节拍定时器；z串行调试；z集成的PMU（Power Management Unit）在睡眠、深度睡眠和深度掉电模式下自动调节内部稳压器，将功耗降至最低；z3种节能模式：睡眠、深度睡眠和深度掉电；z单个3.3V电源（2.0V~3.6V）；z10位ADC，在8个引脚之间实现输入多路复用；z GPIO引脚可以用作边沿和电平触发的中断源；z带分频器的时钟输出功能可以反映主振荡器时钟、IRC时钟、CPU时钟或看门狗时钟；z处理器通过一个高达13个功能引脚的专用起始逻辑从深度睡眠模式中唤醒；z掉电检测有4个中断阈值和1个强制复位阈值；z上电复位（POR）；z 晶体振荡器的工作范围为1MHz~25MHz ；z 12MHz 内部RC 振荡器可调节到1%的精度；可以选择用作一个系统时钟； z PLL 允许CPU 无需使用高频晶体而工作在最大CPU 速率下。

cortex-M0 数据采集 设计

cortex-M0 数据采集 设计

1终端M0模块设计1．1终端设备方案描述物联网仓储的终端设备，主要负责对各种信息进行采集，并将信息上传给终端设备，并对终端设备发出的指令进行及时响应。

相关信息主要包括温湿度、光感度、三轴加速度、电压信息以及进出仓库的刷卡信息。

主控制器选择了NXP的LPC11C14(以下简称M0)，它是ARM Cortex-M0系列的低功耗32位处理器，它最高可以工作到50MHZ,无论是在速度上还是在功耗上，亦或是抗干扰能力上，它完全能够胜任终端数据采集的重任。

前端设备与终端设备的通信采用的是ZigBee通信模块，它功耗低，成本低，具有优良的网络拓扑结构，便于组网。

它与M0之间的连接采用的是双向的SPI到UART转换芯片SC16IS752，节省了片上有限的UART资源1.2系统功能框图M0节点完成对节点的温度、湿度、光照强度、ADC、三轴加速度和刷卡信息的采集工作，节点从M0对数据进行打包并通过Zigbee向主M0节点发送打包数据。

主M0节点在完成对节点的温度、湿度、光照强度、ADC、三轴加速度和刷卡信息的采集工作的同时，并对通过Zigbee接收从M0发送的数据，最后连同本节点的数据一起通过串口上传至A8平台。

1.3 M0终端主流程图图1.1 M0终端流程图1.4 A8端从Zigbee接收消息发送给各个线程的流程图1.5 从A8端接收命令的流程图否物联网模块物联网模块分为两个模块：分别为zigBee通讯模块、仓储环境信息采集模块以及RFID 信息采集模块。

1.zigBee通讯模块：物联网硬件模块之间以ZigBee通讯方式进行通讯，M0和A8各有自己的ZigBee，两个ZigBee之间通过串口相连，M0将采集到的信息通过ZigBee上传给A8。

2.仓储环境信息采集模块：实时采集仓库环境的温度、湿度。

3. RFID信息采集模块：负责商品RFID卡号的信息采集1.3功能模块描述1.3.1温湿度传感器DHT101.3.1.1 温湿度传感器工作原理DHT10数字温湿度传感器是是一款含有已校准数字信号输出的温湿度传感器，它具有成本低，性能稳定，抗干扰能力强等优点。

Cortex系列M1、M2、M3、M4对比只是分享

Cortex系列M1、M2、M3、M4对比只是分享

Cortex-M 系列针对成本和功耗敏感的MCU 和 终端应用（如智能测量、人机接口设备、汽车和 工业控制系统、大型家用电器、消费性产品和医 疗器械）的混合信号设备进行过优化。

.比较Cortex-M 处理器Cortex-M 系列是适用于具有不同的成本、功耗和性能的一系列易于使用的兼容嵌入式设备 （如微控制器（MCU ））的理想解决方案。

每个处理器都针对十分广泛的嵌入式应用范围提供 最佳权衡取舍。

关于Cortex-M4与Cortex-M3的区别，：M4不是用来取代M3的，它只是多了浮点运算功能。

如果 你不需要浮点DSP, M3就足够了"8/16位”应用“8/16位”应用"16/32位”应用“32位/DSC ”应用低成本和简单性低成本，最佳能效高性能，通用有效的数字信号控制20-50M 工作频率20-50M 工作频率32-100M 工作频率80-204M 工作频率冯诺依曼结冯诺依曼结哈佛结哈佛结构构构构Cortex-M 系列处理器都是二进制向上兼容的，这使得软件重用以及从一个Cortex-M 处理器 无缝发展到另一个成为可能。

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