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1嵌入式系统第2讲嵌入式系统硬件组成邹润民rmzou@mail.csu.edu.cn民主楼234#2011年4月2课前提问1.嵌入式系统和一般的计算机系统在硬件组成结构上有哪些异同之处？2.什么是嵌入式最小系统？一

般常见的最小系统由哪些部分组成？3.嵌入式系统常见的扩展部件有哪些？3提纲嵌入式系统组成原理嵌入式最小系统嵌入式系统扩展42.1嵌入式系统组成原理计算机系统的一般运行原理嵌入式系统与通用计算机硬件组成的异同

嵌入式系统硬件结构52.1.1计算机系统的一般运行原理ROMRAMCPU寄存器运算器控制器地址总线数据总线62.1.1计算机系统的一般运行原理ROMRAMCPU寄存器运算器控制器地址总线数据总线•控制器的功能是控制处理器，如取指令、译码、执行指令、读写内存等；•运算器主要是在处理器的内部

完成运算（算术运算、位运算）操作，一般只和寄存器打交道；•寄存器为处理器提供内部的临时存储空间，它是处理器和内存的媒介。72.1.1计算机系统的一般运行原理ROMRAMCPU寄存器运算器控制器地址总线数据总线CPU对内存的两种基本操作：•取

指令•读写内存82.1.1计算机系统的一般运行原理ROMRAMCPU寄存器运算器控制器地址总线数据总线指令数据（只读）内存地址数据（读写）指令和数据的概念，只有处理器才会去做区分。对于内存而言，并不会区分指令还是数据，只是在相应的位置（也就是内存的地址）放入的二进制的代码。92

.1.1计算机系统的一般运行原理处理器地址空间ROMIO映射RAM0x0PC程序计数器程序计数器在系统复位后，指向的内容是内存的某一个点区域，处理器从该处的内存依次取出指令，然后译码、执行。处理器在执行完一条指令之后，将自动将程序计数器寄存器的

内容增加一个单位，然后根据其地址自动执行下一条指令。指令操作一般包括：•读写内存（处理器操作内存）•处理寄存器中的数据（处理器不操作内存）•跳转到某个位置执行指令（给PC赋值）•上述操作的组合102.1.1计算机系统的一

般运行原理处理器地址空间ROMIO映射RAM0x0PC程序计数器处理器将所有的内存映射到自己的地址空间中。对于实际内存（RAM和ROM等）的映射比较简单，即为根据地址总线和片选信号为一定大小的内存分配一个固定的地址区域，在操作的时候使用区域地址+内存内部地址来操作内存的每一个位

置。11冯·诺依曼体系内存结构模型指令寄存器控制器数据通道输入输出中央处理器存储器程序指令0指令1指令2指令3指令4数据数据0数据1数据212哈佛体系内存结构模型指令寄存器控制器数据通道输入输出中央处理器程序存储器指令0指令1指令2数据存储器数据0数据1数据2地址指令地址数据

13各种体系结构处理器的差别处理器每次执行的指令的长度（1、2、4或者8字节）；处理器指令可以完成的功能；处理器执行一条指令所占用的时间单位；指令系统是RISC还是CISC；处理器可访问的地址空间大小；处理器IO端口使用单独的空间，还是使用内

存的地址空间（x86处理器一般为前者）；处理器是否具有流水线等。14小结计算机系统由处理器、内存、总线等主要部件组成。处理器对内存的基本操作包括读取指令和读写数据。指令操作的基本操作包括读写内存，处理寄存器中的数据，跳转到某个位置执行指令。处理器所能访问的

地址空间包括：只读存储器、随机存储器、IO端口、处理器特殊功能寄存器的地址映射。152.1.2嵌入式系统与通用计算机硬件组成的异同嵌入式系统本质上是计算机系统，但是具有以下的特点：集成度高非标准化接口非常复杂嵌入式系统的非标准化使得嵌入式的硬件工程师有了更大的

发挥空间，同时也要求嵌入式工程师需要拥有较高的专业素质。162.1.2嵌入式系统与通用计算机硬件组成的异同嵌入式系统本质上是计算机系统，但是具有以下的特点：集成度高非标准化接口非常复杂•有多种接口选择：I

2C、SPI、蓝牙、红外、CAN总线等等。•嵌入式系统的设计者只有具备了广泛的知识，才能选择出最合适的硬件，设计出性价比最高的系统。172.1.3嵌入式系统的硬件结构桌面计算机系统中，CPU具有总线功能，但不包括其他的设备，一些构建系统基本的部件

由主板的芯片组提供。一些外部的设备（如串口、定时器、中断控制器）可能做在南桥中，而内存控制器、显示接口（AGP）常由北桥完成。嵌入式系统中处理器的集成度大都很高。一些基本的设备如通用可编程输入输出端口（GPIO）、定时器、中断控制器，通常都集成在处理器

当中。一些嵌入式处理器甚至包含内存，只需要在外部扩展简单的电路，就可以组成系统。注意！在嵌入式系统中，对于处理器没有集成、但是系统需要的部件，也可以通过外部扩展的方式实现。但是本着嵌入式系统设计中性价比最高的原则，应该首先选择最适用（即内部功能模块最满足应用需求

）的处理器，而不是确定了一个控制器之后再进行扩展。182.1.3嵌入式系统的硬件结构嵌入式系统硬件结构的特点：以嵌入式处理器为核心，集成度高。嵌入式系统的组成结构：处理器（内核+片内外设）+内存+外围硬件+辅助设备。192.1.3嵌入式系统的硬件结构嵌入

式处理器总线内部设备（GPIO、定时器、中断控制器）CPU总线控制器供电模块SRAM\SDRAM\FLASH网络\USB\AD,DA等GPIO扩展模块外围硬件时钟模块带有总线扩展的嵌入式处理器的系统构建方式比较灵活！202.1.3嵌入式系统的硬件结构嵌入式处理器

内部设备（GPIO、定时器、中断控制器）CPU供电模块片内SRAM\FLASHGPIO扩展模块外围硬件时钟模块无总线扩展的嵌入式处理器的系统适用于集成度要求比较高的应用！嵌入式系统硬件结构的多样性和复杂性，也决定了嵌入式系统的工程师比通用计算机的工程师要更多地关注硬件的设计。21小

结嵌入式系统和一般的计算机系统类似，也是由CPU、内存、IO端口、总线等几个部分组成。在嵌入式系统中，一些基本的设备（如GPIO、定时器、中断控制器）一般都是集成在处理器之中的。嵌入式的处理器带有外部总线的时候，可以在总线上扩展内存（如SRAM、FLASH等），还可以扩展类

似内存的部件（可以映射到内存空间），如网络芯片、USB芯片、A/D、D/A等。22提纲嵌入式系统组成原理嵌入式最小系统嵌入式系统扩展232.2嵌入式最小系统嵌入式最小系统的作用嵌入式最小系统的组成JTAG接口在最小系统中的应用实际的

嵌入式最小系统242.2.1嵌入式最小系统的作用嵌入式系统的最小系统指基于某处理器为核心，可以运转起来的最简单的硬件设计（即处理器能够运行的最基本系统）。最小系统是构建嵌入式系统的的第一步，保证嵌入式处理器可以

运作。然后才可以逐步增加系统的功能，如：外围硬件扩展、软件及程序设计、操作系统移植、增加各种接口等，最终形成符合需求的完整系统。252.2.2嵌入式最小系统的组成在嵌入式系统中，最简单的系统包括以下单元：处理器内存时钟电源和复位对于任何一个计算机系

统，处理器都是整个系统的核心，整个系统式靠处理器的指令工作起来的。262.2.2嵌入式最小系统的组成在嵌入式系统中，最简单的系统包括以下单元：处理器内存时钟电源和复位一个嵌入式处理器的运行，其指令必须放入一定的存储空间内，运行的时候也需要空间来存储临时的

数据，因此内存也是必不可少的。272.2.2嵌入式最小系统的组成在嵌入式系统中，最简单的系统包括以下单元：处理器内存时钟电源和复位处理器的运行时需要时钟周期的，一般来说处理器在一个或者几个周期内执行一条指令

。时钟单元的核心是晶振，它可以提供一定频率，处理器使用该频率的时候可能还需要进行倍频处理。282.2.2嵌入式最小系统的组成在嵌入式系统中，最简单的系统包括以下单元：处理器内存时钟电源和复位电源是为处理器提供

能源的部件，在嵌入式系统中一般使用直流电源；复位电路连接处理器的引脚，实现通过外部电平让处理器复位的目的。如何将指令代码放入到内存中？29传统最小系统构建方式主机(PC)嵌入式系统处理器ROM\FlashRAM电源ROM\Flash时钟烧写传统最小系统构建方式如果要

更改程序，需将上述整个过程重复一遍。尤其连接存储器和处理器的过程非常复杂，可能需要重做整个系统！302.2.3JTAG接口在最小系统中的应用调试与测试接口原不是系统运行必须的，但现代系统设计越来越强调可测性，调试、测试

接口的设计也越来越受到重视。目前高级的嵌入式处理器中，内置有JTAG调试接口，即联合测试行动小组（JointTestActionGroup）接口，可以控制芯片的运行并获取内部信息，为下载和调试程序提供了很大的方便。对于具有JTAG接口的处理器，可以将其与主

机(PC)连接起来，通过JTAG将主机中的程序载入到嵌入式系统的内存中。312.2.3JTAG接口在最小系统中的应用使用JTAG的最小系统构建方式主机（PC）嵌入式系统处理器ROM\FlashRAM电源时钟JTAG

并口下载烧写调试使用JTAG的时候可以将程序直接载入到目标机的RAM中，然后直接运行。因此ROM/FLASH在最小系统中已不是必须的了。32小结在嵌入式系统的开发中，最小系统起着至关重要的作用。构建一个嵌入式系统，首先要

让系统的核心——嵌入式处理器运作起来，然后再逐步增加系统的功能，最终形成符合需求的完整系统。嵌入式最小系统的组成，包括处理器、内存、时钟、电源和复位。为了能够支持程序的下载和调试，一般还需要在最小系统中添加对JTAG接口的支持。33嵌入式最小系统框图嵌入式

控制器时钟系统调试测试接口复位及其配置系统存储器系统供电系统(电源)可选，因为许多面向嵌入式领域的微控制器内部集成了程序和数据存储器可选，但是在样品阶段通常都会设计这部分电路342.2.4实际的嵌入式最小系统我们的实验平台：Ea

syARM2103开发板351.处理器LPC2103微控制器基于ARM7TDMI-SCPU内核。支持ARM和Thumb指令集，芯片内集成丰富外设，而且具有非常低的功率消耗。使该系列微控制器特别适用于工业控制、医疗系统、访问控制和POS机等场合。ARM

7TDMI-S支持高密度16位的Thumb指令集；支持片上调试；支持64位乘法；支持EmbededICE观察硬件；ARM7TDMI的可综合（synthesizable）版本（软核），对应用工程师来说编程模型与ARM7TDMI一致；361.处理器2

103PACK板：与EasyARM2103底板配套应用，含有核心控制芯片LPC2103及其必要外围电路的PACK板。372.内存（片内资源）1MB512KB64KB32KB256KB128KB64KB32

KB16KB8KB片内SRAM0KB4KB2KB16KB8KBLPC2136LPC2146LPC2103LPC2131LPC2141LPC2101LPC2102LPC2105LPC2106LPC2888片内FlashLPC

2101LPC2102LPC2103LPC2131LPC2141LPC2210LPC2290LPC2124LPC2194LPC2129LPC2212LPC2136LPC2146LPC2220LPC2880LPC2138LPC2148LPC2106LPC2888LPC

2294LPC2292LPC2214LPC2378LPC2368LPC2366LPC2387LPC2478LPC2468LPC2458LPC2470LPC2460LPC2134LPC2144LPC2114LP

C2119LPC2104LPC2132LPC214238系统存储器地址映射AHB外设APB外设保留地址空间引导模块保留地址空间8kB片内静态RAM保留地址空间32kB片内非易失性存储器0.0GB1.0GB2.0

GB3.5GB3.75GB4.0GB0x000000000x00007FFF0x000080000x400000000x40001FFF0x400020000x7FFFDFFF0x7FFFE0000x800000000xE00000000xF00000000x

FFFFFFFF0xC00000003.0GB393.电源40嵌入式控制器时钟系统调试测试接口复位及其配置系统存储器系统供电系统(电源)供电系统(电源)电源系统为整个系统提供能量，是整个系统工作的基础，具有极其重要的地位，但却往往被忽略。如果

电源系统处理得好，整个系统的故障往往减少了一大半。3.电源41嵌入式控制器时钟系统调试测试接口复位及其配置系统存储器系统供电系统(电源)供电系统(电源)设计电源时要考虑的因素：1.输出的电压、电流、功率；2.输入的电压、电流；3.安全因素

；4.输出纹波；5.电磁兼容和电磁干扰；6.体积限制；7.功耗限制；8.成本限制。3.电源421.分析需求LPC2100、LPC2200需要4组电源输入：数字3.3V、数字1.8V、模拟3.3V和模拟1.8V。因此，理想情况下电源系统需要提供4组独立的电源：两组3.3V电源和两组1.8V电源，它

们需要单点接地或大面积接地。如果系统的其它部分还有其它电源需求，则还需要更多的末级电源。但如果不使用LPC2000的AD功能，或对AD的要求不高，模拟电源和数字电源可以不分开供电。这里假设不使用LPC2000的AD功能，且其它部分对电源没有特殊要求。这样，

末级只需要提供两组电源。3.电源432.设计末级电源电路LPC2000系列微控制1.8V消耗电流的极限值为70mA。为了保证可靠性并为以后升级留下余量，则电源系统1.8V能够提供的电流应当大于300mA。整个系统在3.3V上消耗的电流与外

部条件有很大的关系，这里假设电流不超过200mA，这样，电源系统3.3V能够提供600mA电流即可。分析得到以下参数：•3.3V电源设计最大电流：600mA；•1.8V电源设计最大电流：300mA。3.电源442

.设计末级电源电路在了解功率消耗之后，需要选择合适的器件。因为系统对这两组电压的要求比较高，且其功耗不是很大，所以不适合用开关电源，应当用低压差模拟电源（LDO）。合乎技术参数的LDO芯片很多，Sipex半导体SPX1117是一个较好的选择，它的性价比较好，且有一些产品可以与它直

接替换，减少采购风险。3.电源45SPX1117主要特点：0.8A稳定输出电流；1A稳定峰值电流；3V可调节；低静态电流；0.8A时低压差为1.1V；0.1%线性调整率；0.2%负载调整率；过流及温度保护；多种封装供选择。Vin1GND2Vout3U12SPX11

17M3-3.3C33104C610uF/16V+5VVDD3.3Vin1GND2Vout3U11SPX1117M3-1.8C44104C710uF/16V+5VVDD1.83.电源463.设计前级电源电路尽管SPX1117允许的输入电压可达20V（参考芯片数据手册），但太高

的电压使芯片的发热量上升，散热系统不好设计，同时影响芯片的性能。这样，就需要前级电路调整一下。如果系统可能使用多种电源（如交流电和电池），各种电源的电压输出不一样，就更需要前级调整以适应末级的输入。通过之前的分析，前级的输出

选择为5V。选择5V作为前级的输出有两个原因：•这个电压满足SPX1117的要求；•目前很多器件还是需要5V供电的，这个5V可以兼做前级和末级了。3.电源473.设计前级电源电路根据系统在5V上消耗的电流和体积、成本等方面的考虑，前级电路可以

使用开关电源，也可以使用模拟电源。它们的特别如下：•开关电源：效率较高，可以减少发热量，因而在功率较大时可以减小电源模块的体积；•模拟电源：电路简单，输出电压纹波较小，并且干扰较开关电源小得多。3.电源48Vin1GND2Vout3U11SPX1117M3-1.8C2104C

3220uF/35V+5VC4104C1220uF/35V123CZ1POWER(9V)C3220uF/35VL1330uH/1A14235VINGND/ONOFFFEEDBACKOUTPUTU4LM2575D21N

5819D11N5819C1470uF/35VC2104C4104123CZ1POWER(9V)D11N5819+5V模拟电源开关电源3.电源防反接保护493.电源504.时钟51嵌入式控制器时钟系统调试测试接口复位及其配置系统存储器系统供电系统(电源)目前所有的微控制器均为时序电路，需要一个

时钟信号才能工作，大多数微控制器具有晶体振荡器。简单的方法是利用微控制器内部的晶体振荡器，但有些场合（如减少功耗、需要严格同步等情况）需要使用外部振荡源提供时钟信号。时钟系统4.时钟52目前所有的微控制器均为时序电路，需

要一个时钟信号才能工作，大多数微控制器具有晶体振荡器。简单的方法是利用微控制器内部的晶体振荡器，但有些场合（如减少功耗、需要严格同步等情况）需要使用外部振荡源提供时钟信号。LPC2000X1X2CCXtalLPC2000X1X2CClock使用内部振荡器使用外部时钟源可以使用稳定的时钟信号

源，如有源晶振等。4.时钟534.时钟545.调试与测试接口（JTAG）555.调试与测试接口（JTAG）56嵌入式控制器时钟系统调试测试接口复位及其配置系统存储器系统供电系统(电源)调试与测试接口不是系统运行必须的，但现代系统越来越强调可测性，调试、测试接口的设计也要重视了。LPC20

00有一个内置JTAG调试接口，通过这个接口可以控制芯片的运行并获取内部信息。调试测试接口5.调试与测试接口（JTAG）57调试接口电路一TRACEPKT3TRACEPKT2TRACEPKT0TRSTRTCKEXTIN0TRACECLKP

IPESTAT2PIPESTAT1PIPESTAT0TRACESYNCTCKRESETTDITDOTRACEPKT1TMSU1123U2A74HC125456U2B74HC125VDD3.3VDD3.3TRSTRSTR110KR210KnRST1234567891011121314151

617181920J2TRSTTDITMSTCKRTCKTDORSTR44.7KJTAGVDD3.31234567891011121314151617181920212223242526272829303132333435363738J18ETMTRSTTDITMSTCKRTCKTDO

RSTTRACECLKEXTIN0PIPESTAT0PIPESTAT1PIPESTAT2TRACESYNCTRACEPKT0TRACEPKT1TRACEPKT2TRACEPKT3R34.7KTRACEPKT0TRACEPKT1TRACEPKT2TRACE

PKT3TRACESYNCPIPESTAT0PIPESTAT1PIPESTAT2TRACECLKEXTIN0ETMLPC2200在该电路中，复位电路与前面介绍电路有所不同。它在复位信号和CPU之间插入了三态门74HC125。使用三态门主

要是为了复位芯片和JTAG（ETM）仿真器都可以复位芯片。如果没有74HC125，当复位芯片输出高电平时，JTAG（ETM）仿真器就不可能把它拉低，这不但不能实现需要的功能，还可能损坏复位芯片或JTAG（ETM）仿真

器。5.调试与测试接口（JTAG）58因为这种电路JTAG（ETM）仿真器对LPC2000有完全的控制，其仿真性能最好。不过，由于74HC125工作的电压范围低于复位芯片的工作电压范围，所以此电路一般用于样机。正式产品

中可以不需要这部分电路。TRACEPKT3TRACEPKT2TRACEPKT0TRSTRTCKEXTIN0TRACECLKPIPESTAT2PIPESTAT1PIPESTAT0TRACESYNCTCKRESETTDITDOTRACEPKT1TMSU1123U2A7

4HC125456U2B74HC125VDD3.3VDD3.3TRSTRSTR110KR210KnRST1234567891011121314151617181920J2TRSTTDITMSTCKRTCKTDORSTR44.7KJTAGVDD3.31234567891011121314151617

181920212223242526272829303132333435363738J18ETMTRSTTDITMSTCKRTCKTDORSTTRACECLKEXTIN0PIPESTAT0PIPESTAT1PIPESTAT2TRACESYNCTRACEPKT0TRACEPKT1

TRACEPKT2TRACEPKT3R34.7KTRACEPKT0TRACEPKT1TRACEPKT2TRACEPKT3TRACESYNCPIPESTAT0PIPESTAT1PIPESTAT2TRACECLKEXTIN0ETMLPC22005.调试与测

试接口（JTAG）59调试接口电路二TRACEPKT3TRACEPKT2TRACEPKT0TRSTRTCKEXTIN0TRACECLKPIPESTAT2PIPESTAT1PIPESTAT0TRACESYNCTCKRESETTDITDOTRACEPKT1TMSU1VDD3.3n

RST1234567891011121314151617181920J2TRSTTDITMSTCKRTCKTDOR24.7KJTAGVDD3.312345678910111213141516171819202122232425262728293031

32333435363738J18ETMTRSTTDITMSTCKRTCKTDOTRACECLKEXTIN0PIPESTAT0PIPESTAT1PIPESTAT2TRACESYNCTRACEPKT0TRACEPKT1TRACEPKT2TRACEPKT3R14.7KT

RACEPKT0TRACEPKT1TRACEPKT2TRACEPKT3TRACESYNCPIPESTAT0PIPESTAT1PIPESTAT2TRACECLKEXTIN0ETMLPC2200注：实际应用中，通常使用这种接口电路。5.调试与测试接口（JTAG）605.调试与测试接口（J

TAG）61提纲嵌入式系统组成原理嵌入式最小系统嵌入式系统扩展622.3嵌入式系统扩展内存类芯片（SRAM、SDRAM、NORFLASH、NANDFLASH…）通信类芯片（网络、USB、UA

RT接口、CAN总线、I2C接口……）其他类芯片（A/D、D/A、传感器、LCD……）632.3.1内存类芯片芯片种类读写方式扩展方式功能和特点价格SRAM线性读、写地址数据总线运行代码可读写数据速度很快贵NORFLASH线性读写需

要根据时序地址数据总线固化代码和数据运行代码只读数据较贵SDRAM线性读、写特殊内存控制器的支持运行代码可读写数据便宜NANDFLASH根据时序读写GPIO或者普通总线方式可大规模读写数据不能线性访问便宜641.SRAM接口电路SRAM为静态RAM存储器，具有极高的读写速度，

在嵌入式系统中常用来作变量/数据缓冲，或者将程序复制到SRAM上运行，以提高系统的性能。注意：SRAM属于易失性存储器，电源掉电后SRAM中的数据将会丢失。65•容量：512K字节；•数据宽度：16位；•工作电压：3.3V；SRAM接

口电路——IS61LV25616IS61LV256161.SRAM接口电路66A01A12A23A34A45CE6I/O07I/O18I/O29I/O310Vcc11Vss12I/O413I/O514I/O615I/O716WE17A518A6

19A720A821A922A1023A1124A1225A1326A1427NC28I/O829I/O930I/O1031I/O1132Vcc33Vss34I/O1235I/O1336I/O1437I/O1538BLE39BHE40OE41A1542A1643A1744U2IS61LV

25616ALD0D1D2D3D4D5D6D7D8D9D10D11D12D13D14D15A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10A11A12A13A14A15A16A17VDD3.3C30104Address:0x80000000-

--0x8007FFFF(Bank0时)A18A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10A11A12A13A14A15A16A17A18D0D1D2D3D4D5D6D7D8D9D10D11D12D13D14D15P3.27

/WE29P3.21/A2144P3.20/A2045P3.19/A1946P3.18/A1847P3.17/A1748P3.16/A1653P3.15/A1555P3.14/A1456P3.13/A1362P3.12/A1263P3.11/A1164P3.10/A1

065P3.9/A966P3.8/A871P3.7/A772P3.6/A673P3.5/A574P3.4/A480P3.3/A381P3.2/A287P3.1/A188P3.0/A089P1.1/OE90P2.0/D098P2.1/D1105P2.2/D2106P2.3/D31

08P2.4/D4109P2.5/D5114P2.6/D6115P2.7/D7116P2.8/D8117P2.9/D9118P2.10/D10120P2.11/D11124P2.12/D12125P2.13/D13127P2.14/D14

129P2.15/D15130P3.23/A23/XCLK40P3.22/A2241P1.0/CS091P3.31/BLS096P3.30/BLS197U1LPC2200672.SDRAM接口电路DRAM概述动态随机存储器（DRAM）的内存单元是由晶体管和电容搭配组成

的，需要定时刷新电容上的电荷。SDRAM同步动态随机存储器（SDRAM）是DRAM中的一种，利用突发模式工作。SDRAM价格便宜，外围接口电路复杂。LPC2400/2800支持SDRAM存储器。数据线字选择68FLASH接

口FLASH存储器又称闪存，是一种可在线多次擦除的非易失性存储器，即，掉电后数据不会丢失。FLASH存储器还具有体积小、功耗低、抗振性强等优点，是嵌入式系统的首选存储设备。FLASH存储器主要分为两种：•NOR型FLASH•NAND型FLASH

69类型特点芯片举例NOR型可以直接读取芯片内存储器的数据，速度比较快，但价格较高。应用程序可以直接在FLASH上运行，不必再把代码读到系统RAM中。SST39VF160NAND型内部数据以块为单位进行存储，地址线和数据线共用

，使用控制信号选择。极高的单元密度，可以达到高存储密度，并且写入和擦除的速度也很快。应用NAND型的困难在于FLASH的管理和需要特殊的系统接口。K9F2808U0CNOR型和NAND型FLASH特点70NORFlash接口电路——SS

T39VF160•存储容量：2M字节A15A14A13A12A11A10A9A8A19NCWE#NCNCNCNCA18A17A7A6A5A4A3A2A1123456789101112131415161718192021222324A

16NCVSSDQ15DQ7DQ14DQ6DQ13DQ5DQ12DQ4VDDDQ11DQ3DQ10DQ2DQ9DQ1DQ8DQ0OE#VSSCE#A0484746454443424140393837363534333231302928272625StandardPinoutTopV

iewDieUpSST39LF160/SST39VF160•数据宽度：16位数据•工作电压：2.7～3.6V3.NORFLASH接口71A151A142A133A124A115A106A97A88A199NC10WE11NC12NC13NC14NC15A1816A17

17A718A619A520A421A322A223A124A025CE26Vss27OE28DQ029DQ830DQ131DQ932DQ233DQ1034DQ335DQ1136Vdd37DQ438DQ1239DQ540DQ1341DQ642DQ1443

DQ744DQ1545Vss46NC47A1648U3SST39VF160D0D1D2D3D4D5D6D7D8D9D10D11D12D13D14D15A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10A11A12A13A14A15A16A1

7A18A19C32104VDD3.3Address:0x80000000---0x801FFFFF(Bank0时)A20A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10A11A12A13A14A15A16A17A18A19A20P3.27/WE29P3

.21/A2144P3.20/A2045P3.19/A1946P3.18/A1847P3.17/A1748P3.16/A1653P3.15/A1555P3.14/A1456P3.13/A1362P3.12/A1263P3.11/A1164P3.10/A1065P3.9/A966P3

.8/A871P3.7/A772P3.6/A673P3.5/A574P3.4/A480P3.3/A381P3.2/A287P3.1/A188P3.0/A089P1.1/OE90P2.0/D098P2.1/D1105P2.2/D2106P

2.3/D3108P2.4/D4109P2.5/D5114P2.6/D6115P2.7/D7116P2.8/D8117P2.9/D9118P2.10/D10120P2.11/D11124P2.12/D12125P2.13/D13127P2.1

4/D14129P2.15/D15130P3.23/A23/XCLK40P3.22/A2241P1.0/CS091U1LPC2200D0D1D2D3D4D5D6D7D8D9D10D11D12D13D14D153.NORFLASH接口72NANDFlash接口电路——K9F

2808U0C•存储容量：16M×8Bit•工作电压：2.7～3.6V•页编程操作时间：200µs•块擦除操作时间：2ms•页面的数据以每个字50ns的速度被读出；•片内写控制自动实现所有编程和擦除功能•刷新脉

冲•内部校验•数据冗余4.NANDFLASH接口73WAITnOEnCEVDD3.3GNDA0A1nWED7D6D5D4VDD3.3GNDD3D2D1D0P3.27/WE29P3.25/CS2/RD635P3.24/CS3/TD636

P3.8/A871P3.7/A772P3.6/A673P3.5/A574P3.4/A480P3.3/A381P3.2/A287P3.1/A188P3.0/A089P1.1/OE90P2.0/D098P2.1

/D1105P2.2/D2106P2.3/D3108P2.4/D4109P2.5/D5114P2.6/D6115P2.7/D7116P3.22/A2241P1.22/PIPESTAT186U1LPC2200D7D6D5D4D3D2D1D0A1nWEnOEnCEWAIT

VDD3.3A0C1104C2104VDD3.3NC1NC2DNU3NC4NC5NC6R/B7RE8CE9DNU10NC11Vcc12Vss13NC14DNU15CLE16ALE17WE18WP19NC20NC21DNU22NC23NC24NC25NC26DNU27NC

28I/O029I/O130I/O231I/O332NC33DNU34NC35Vss36Vcc37NC38DNU39NC40I/O441I/O542I/O643I/O744NC45DNU46NC47NC48U2K9F2808U0C•命令输入：0x83000001（CLE=1，ALE=0）

•地址输入：0x83000002（CLE=0，ALE=1）•数据操作：0x83000000（CLE=0，ALE=0）742.3.2通信类芯片1.网络芯片应用条件有嵌入式的网络协议栈；有网络接口芯片。可以使用总线方式扩展通用的TCP/IP协

议族751.网络接口设计CS8900以太网接口电路CS8900A是一款符合IEEE802.3标准的低功耗10M以太网控制器。它具有硬件连接简单、低电压工作、低功耗，还具有工业级芯片的特点。该器件具有4KB片上

SRAM，用于缓存收发的数据包和芯片功能控制。具有标准的ISA总线接口，可以方便的修改为其它控制器的总线接口方式，76LPC2000DP5V0X220MHzDP5V0C3468pFSA037SA138SA239SA340SA441SA542SA643

SA744SA845SA946SA1047SA1148SA1250SA1351SA1452SA1553SA1654SA1758SA1859SA1960SD065SD166SD267SD368SD471SD572SD673SD774SD827SD926SD1025SD1124S

D1221SD1320SD1419SD1518nCHIPSEL7nMEMW28nMEMR29nIOW62nIOR61nREFRESH49nSBHE36AEN63RESET75nSLEEP77nELCS2nTESTSEL76XTLI97XTLO98GND8GND10GND

23GND55GND57GND70RES93VCC9VCC22VCC56VCC69AVSS01AVSS189AVSS286AVSS394AVSS496AVDD190AVDD285AVDD395EECS3EESK4EEDATA

OUT5EEDATAIN6LED0/HC099BSTATUS/HC178LANLED100DO-84DO+83CI+81CI-82DI-80DI+79RXD+91RXD-92TXD+87TXD-88INTRQ

032INTRQ131INTRQ230INTRQ335MEMCS1634IOCS1633IOCHRDY64DMARQ015DMARQ113DMARQ211DMACK016DMACK114DMACK212CSOUT17U13CS8900AR1410KR15100R1%R1624R31%R1724

R31%RX-RX+TX-TX+R1910KR204K7DP5V0D0D1D2D3D4D5D6D7D8D9D11D12D13D14D15D10A3A2A1DP5V0IOnWEIOnOEnCS3N_RSTR1810KDP5V0nINT0FB5N_DP5V0FB6U_AGND+C410uF/16VC3

5104R134K99/1%U_AGNDN_DP5V0C5104C8104C9104C10104C36104DP5V0C38104DP3V3N_DP5V0U_AGND12345678150Rx412345678150Rx412345678150Rx4123456781

50Rx4390390DP3V33901274HC043474HC045674HC048974HC04P1.21P0.16/EINT0/MAT0.2/CAP0.2R2610KDP3V3N_RSTnINT0nOEnWEIOnWEIO

nOE网络变压器+RJ451.网络接口设计77•设备USB芯片•主机USB芯片嵌入式系统USB设备接口PC系统USB主机接口嵌入式系统USB主机接口U盘打印机扫描仪等USB设备嵌入式系统USB设备接口嵌入式系

统USB主机接口2.USB接口设计78USBHost接口电路——ISP1160ISP1160为一嵌入式USB主控器，遵循USB规范2.0，支持全速（12Mbit/s）及低速（1.5Mbit/s）两种数据传输模式。

ISP1160提供两个下行端口。每一个下行端口都有一个过流检测输入引脚及电源开关控制输出引脚。2.USB接口设计79VDD_1160A1A2D0D1D2D3D4D5D6D7D8D9D10D11D12D13D14D15CS2WRRDP0.15_INT1

P0.10_RESETVDD_1160C1104C2104C3104C4104R310KP0.12_H_WUVDD_1160X16.000C1022pFC1122pFR1110KR1010KR910KVDD_1160FB12FB4BLM21P221SGH_PSW1H_PSW2H_OC1

H_OC2H_DM1H_DM2H_DP1H_DP2R810KR121MR210KFB12FB1LM21P221SG+5VR110KR410KP0.11_H_SUMCU_DUSP0.15_INT1P0.10_RES

ETP0.11_H_SUP0.12_H_WUControlPortDGND1D22D33D44D55D66D77DGND8D89D910D1011D1112D1213D1314DGND15D1416D1517DGND18Vhold119NC20CS21RD22W

R23Vhold224DREQ125NC26DACK127TEST_HIGH28INT129NC30NC31RESET32NDP_SEL33EOT34DGND35NC36TEST_LOW37NC38TEST_LOW39H_WAKEUP40NC41H_SUSPEND42XTAL143XTAL2

44DGND45H-PSW146H-PSW247NC48NC49H_DM150H_DP151H_DM252H_DP253H_OC154H_OC255VCC56AGND57Vreg(3.3)58A059A160NC61DGND62D063D164U1ISP1

160LPC2200与ISP1160的硬件连接主机命令地址：0x82000002；主机数据地址：0x82000000；低功耗控制命令地址：0x82000006；低功耗控制数据地址：0x82000004；2.USB接口设计8012345678Q2NDS9435AC

120.1uFR1310K+5VFB12FB3BLM21P221SGC16104R1518R1418C1547pFC1347pFVbus1DM2DP3GND4SHIELD5SHIELD6CZ2USB-B+C14220uF/16VI/O23

GND1I/O12VCC4U3PRTR5V0U2XH_PSW2H_OC2H_DM2H_DP212345678Q1NDS9435AC50.1uFR510K+5VFB12FB2BLM21P221SGC9104R718R618C847pFC647pFVbus1DM2DP3GND4SHIELD5SH

IELD6CZ1USB-A+C7220uF/16VI/O23GND1I/O12VCC4U2PRTR5V0U2XH_PSW1H_OC1H_DM1H_DP1ISP1160下行端口•电源控制ISP1160的/H_PSW

1和/H_PSW2分别可以用于控制下行端口的供电。ISP1160的/H_OC1和/H_OC2为内部过流检测引脚。•过电流保护PRTR5V0U2X为NXP公司的设计的USB专业ESD器件。•ESD保护2.USB接口设计81UART是通用异步收发器(Universal

AsynchronousReceiver/Transmitter)的简称连接两个计算机系统的简单而且低成本的串行接口具有工业标准的异步数据通讯接口比高速的串行通讯更加稳定可靠所需的通讯线路比并行传输少可进行长距离传输（

RS232＝50英尺，RS485为4千英尺）3.UART接口设计82各种系统间互相通讯的手段UART发送端从发送处理器处获取数据并逐位把每个字节发送出去UART接收端每次接收一个位，然后把接收到的位拼接成数据发送给接收处理器在UART的发

送和接收过程中能够检测到通讯的错误大幅的减轻了处理器在管理通讯信道方面的任务负担CPU发送端CPU接收端中断中断串口通讯满载空载空载发送移位寄存器接收移位寄存器满载并行接口发送UART发送UART3.UART是如何运作的？83上图所示的内容为：SPI或者

I2C主机对远程的UART器件发送数据/接收数据可编程GPIO可用于控制多个外设，例如LED、风扇控制等内建的IrDASIR可实现点对点的无线通讯，通讯速率可达1.152Mbps3.UART芯片84SC16IS752/76

2内部寄存器集向后兼容16C450标准工业级温度范围2个全双工UART波特率可达5Mbit/s自动RS-485协议支持64字节FIFO软件复位3.UART芯片853UART接口电路I2C接口连接/RTSA1/CTSA2TXA3RXA4/RST5X16X27VDD8I2C/SPI9A0/CS1

0A1/SI11NC/SO12SCL/SCK13SDA/VSS14RXB24TXB23VSS22RIB/IO321CDB/IO220DTRB/IO119DSRB/IO018/RTSB17/CTSB16/IRQ15RI

A/IO728CDA/IO627DTRA/IO526DSRA/IO425SC16IS752/76225M30P30P3.3V3.3V3.3VLPC2000SCLSDAEINT0P0.8863UART接口电路SPI接口连接1234242321201918171628272625

/RTSA/CTSATXARXAX16X27VDD8I2C/SPI9A1/SI11RXBTXBVSS22RIB/IO3CDB/IO2DTRB/IO1DSRB/IO0/RTSB/CTSBRIA/IO7CDA/IO6DT

RA/IO5DSRA/IO4SC16IS752/76225M30P30P3.3V3.3VLPC2000MOSIMISOSCKP0.9NC/SOSCL/SCK13SDA/VSS14/IRQ15/RST5A

0/CS1012EINT0P0.8SSEL873UART接口电路RS-485概述RS-485是一个电气接口规范，它只规定了平衡驱动器和接收器的电气特性。电气特性：“1”：＋200mv<VAB<＋6V“0”：－6V<VAB

<－200mv＋6V-6V＋200mV-200mVVAB电压范围RROREAB88通用接口电路设计（一）VCCTXDRS485_VCCRS485_TXDRS485_RXDRXDCTRRS485_DIORS-485总线RS485_ARS485_BR

S-485收发器隔离电路DC-DC处理器3UART接口电路89通用接口电路设计（二）VCCTXDRXDRS-485总线RS485_ARS485_B处理器RS485_VCCRS485_TXDRS485_RXDRS-485收发器隔离电路DC-DCRSM485模块RSM485模块

中包含：DC-DC、隔离电路以及RS-485收发器。3UART接口电路90通用接口电路设计（二）RSM485模块中包含：DC-DC、隔离电路以及RS-485收发器。TXDRXDDGNDDP5V0VCC1GND2TXD3RXD4RS485-B6R

S485-A7RGND8RSM485LPC2000P0.0P0.1RS-485总线RS485_BRS485_ARS485_G3UART接口电路913UART接口电路92课程小结1.嵌入式系统和一般的计算机系统在硬件组成结构上有哪些异同之处？2.什么是嵌入式最小系统？一般常见的最小系统由哪些

部分组成？3.嵌入式系统常见的扩展部件有哪些？•嵌入式系统和一般的计算机系统类似，也是由CPU、内存、IO端口、总线等几个部分组成。•嵌入式系统硬件的特点主要是集成度高，非标准化，接口非常复杂。93课程小结1.嵌入式系统和一般的计算

机系统在硬件组成结构上有哪些异同之处？2.什么是嵌入式最小系统？一般常见的最小系统由哪些部分组成？3.嵌入式系统常见的扩展部件有哪些？•嵌入式系统的最小系统指基于某处理器为核心，可以运转起来的最简单的硬件设计（即处理器能够运行的最基本系统）。•嵌入式最小系统的组成，包括处理器

、内存、时钟、电源和复位。为了能够支持程序的下载和调试，一般还需要在最小系统中添加对JTAG接口的支持。94课程小结1.嵌入式系统和一般的计算机系统在硬件组成结构上有哪些异同之处？2.什么是嵌入式最小系

统？一般常见的最小系统由哪些部分组成？3.嵌入式系统常见的扩展部件有哪些？•嵌入式的处理器一般集成了很多的外围器件，但也不可能把所有的功能都集成到芯片内部，因此实际的嵌入式系统需要在最小系统的基础上进行系统扩展。•常用的扩展芯片有以下几类：存储类芯片、通信类芯片以及其他功

能芯片。