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LPC1100系列架构与工作原理
1.引言
LPC1100系列是NXP公司推出的一款基于ARMCortex-M0内核的低功耗微控制器系列。该系列微控制器具有高性能、低功耗、低成本的特点，广泛应用于各种嵌入式系统中。本节将详细介绍LPC1100系列的架构和工作原理，帮助读者更好地理解和使用这款微控制器。
2.ARMCortex-M0内核
2.1内核概述
ARMCortex-M0内核是ARM公司设计的一款32位精简指令集（RISC）处理器，具有以下特点：
低功耗：Cortex-M0内核在保持高性能的同时，功耗非常低，适合电池供电的嵌入式系统。
小尺寸：内核的逻辑门数较少，占用的硅面积小，适合集成在低成本的微控制器中。
高性能：虽然Cortex-M0是ARMCortex-M系列中功耗最低的内核之一，但其性能依然可以满足大多数嵌入式应用的需求。
易用性：提供了丰富的调试和开发工具，简化了开发流程。
2.2内核架构
ARMCortex-M0内核采用了三级流水线设计，包括以下阶段：
取指（Fetch）：从存储器中读取指令。
译码（Decode）：将取回的指令翻译成控制信号。
执行（Execute）：根据控制信号执行相应的操作。
Cortex-M0内核的寄存器文件包括：
程序状态寄存器（PSR）：用于存储当前处理器的状态信息。
程序计数器（PC）：存储下一条指令的地址。
堆栈指针（SP）：用于管理堆栈的指针。
链接寄存器（LR）：用于存储子程序返回地址。
通用寄存器（R0-R12）：用于存储数据和地址。
2.3中断处理
Cortex-M0内核支持硬件中断处理，中断控制器（NVIC）是其重要组成部分。NVIC支持多个中断源，并可以配置优先级。中断处理的基本流程如下：
中断请求：外部设备或内部事件触发中断。
中断响应：处理器响应中断请求，保存当前上下文。
中断处理：执行中断服务例程（ISR）。
中断返回：恢复上下文，继续执行被中断的程序。
2.3.1中断优先级配置
中断优先级可以通过NVIC寄存器进行配置。以下是一个配置中断优先级的示例代码：
//配置外部中断0的优先级为1
NVIC_SetPriority(EXTINT0_IRQn,1);
2.3.2中断使能
中断使能可以通过NVIC寄存器进行设置。以下是一个使能外部中断0的示例代码：
//使能外部中断0
NVIC_EnableIRQ(EXTINT0_IRQn);
3.系统外设
3.1系统时钟
LPC1100系列微控制器的系统时钟可以从多种时钟源中选择，包括内部振荡器、外部晶振、PLL等。系统时钟的配置对微控制器的性能和功耗有重要影响。
3.1.1内部振荡器
内部振荡器是一种低精度、低功耗的时钟源。以下是一个配置内部振荡器的示例代码：
//配置内部振荡器
voidconfigureInternalOscillator(void){
//使能内部振荡器
LPC_SYSCON-SYSAHBCLKCTRL|=(124);//使能内部振荡器时钟
LPC_SYSCON-SYSOSCCTRL=0x01;//使能内部振荡器
LPC_SYSCON-SYSPLLCLKSEL=0x00;//选择内部振荡器作为时钟源
}
3.1.2外部晶振
外部晶振是一种高精度、高稳定性的时钟源。以下是一个配置外部晶振的示例代码：
//配置外部晶振
voidconfigureExternalOscillator(void){
//使能外部晶振
LPC_SYSCON-SYSAHBCLKCTRL|=(124);//使能外部晶振时钟
LPC_SYSCON-SYSOSCCTRL=0x01;//使能外部晶振
LPC_SYSCON-SYSPLLCLKSEL=0x01;//选择外部晶振作为时钟源
}
3.2复位与电源管理
LPC1100系列微控制器具有多种复位源和电源管理功能，确保系统的可靠性和低功耗。
3.2.1复位源
LPC1100系列支持以下复位源：
上电复位（POR）：系统上电时自动复位。
外部复位引脚（NRST）：通过外部复位引脚进行复位。
软件复位：通过软件命令进行复位。
3.2.2电源管理
LPC1100系列支持多种电源模式，包括正常模式、低功耗模式（睡眠模式）和深度睡眠模式。以下是一个进入低功耗模式的示例代码：
//进入低功耗模式
voidenterLowPowerMode(void){
//