Minimoduł z mikroprocesorem LPC802

Struktura wewnętrzna mikrokontrolera LPC802 została pokazana na rysunku 1. Jest to najmniejszy przedstawiciel rodziny LPC80x z rdzeniem Cortex-M0+, i został wyposażony w 16 kB pamięci Flash, 2 kB pamięci RAM i elastycznie konfigurowanych 13 wyprowadzeń GPIO, obsługujących m.in.: USART, I2C, SPI, ADC. Bootloader korzystający z portu szeregowego UART pozwala programować procesor w systemie. Program bootloadera jest umieszczony w wydzielonej części pamięci, nie ma więc też ryzyka jego omyłkowego skasowania.

Rysunek 1. Struktura wewnętrzna LPC80x

Budowa i działanie

Schemat minimodułu został pokazany na rysunku 2. Na niewielkiej płytce drukowanej o wymiarach 30×18 mm umieszczono wszystkie elementy niezbędne do rozpoczęcia pracy z LPC802. Oprócz procesora U2 istotnym elementem jest konwerter USB/USART typu FTDI230XS. Pełni on funkcję programatora współpracującego z wbudowanym bootloaderem i aplikacją FlashMagic lub konwertera USB/UART łączącego LPC802 z komputerem nadrzędnym. Aplikacja FT230XS jest typowa, dioda LD1 sygnalizuje transmisje poprzez UART, ze względu na ograniczone miejsce zrezygnowałem z osobnych LED sygnalizujących sygnały RXD/TXD.

Rysunek 2. Schemat ideowy układu

Płytka może być zasilana na dwa sposoby, pierwszy to zasilanie poprzez gniazdo USB, drugi przez złącze szpilkowe J2 napięciem 5 V. Dioda D1 separuje dostępne źródła, stabilizator U3 dostarcza napięcia 3,3 V do zasilania mikrokontrolera. Obecność zasilania sygnalizuje dioda LED LD2.

Napięcie odniesienia VREF dla przetwornika ADC podlega dodatkowej filtracji dzięki elementom FB3 i C6. Wszystkie wyprowadzenia GPIO są w standardzie 3,3 V i są wyprowadzone na listwy szpilkowe o rozstawie zgodnym z płytkami stykowymi i prototypowymi. Wbudowane złącze SWD umożliwia programowanie i debugowanie, także poprzez zewnętrzny programator np. ZL33PRG. Płytkę uzupełniają dwa przyciski RES, dla restartu procesora i ISP dla wprowadzenia U2 w tryb programowania.

Montaż i uruchomienie

Moduł zmontowany jest na dwustronnej płytce drukowanej pokazanej na rysunku 3. Aby zachować możliwie małe wymiary elementy montowane są dwustronnie.

Rysunek 3. Schemat płytki PCB wraz z rozmieszczeniem elementów

Montaż nie jest skomplikowany i nie wymaga szczegółowego opisu. Rozstaw złącz umożliwia zamontowanie modułu na płytkach prototypowych lub stykowych o rozstawie 100 mils. Zmontowany moduł został pokazany na fotografii tytułowej.

Moduł zmontowany ze sprawnych elementów nie wymaga uruchamiania. Przy pomocy oprogramowania FT_Prog należy skonfigurować GPIO FT230XS zgodnie z rysunkiem 4, ustawiając pin C3 na sygnalizację sumy sygnałów RXLED+TXLED. Przykładowa konfiguracja dołączona jest do materiałów dodatkowych. Po restarcie układu FT230XS, można używać modułu we własnej aplikacji.

Rysunek 4. Konfiguracja układu FTDI230XS

Wprowadzenie modułu w tryb programowania odbywa się poprzez przytrzymanie przycisku ISP w trakcie restartu procesora przyciskiem RES.

Po uruchomieniu programu FlashMagic i wyborze typu procesora oraz portu szeregowego, sprawdzamy odczyt sygnatury układu (ISP\Read Signature). Jeżeli odczyt działa to można przejść do programowania układu. W przypadku problemów należy ponowić wprowadzenie układu w tryb ISP.

Rysunek 5. Oprogramowanie FlashMagic

Do szybkiego startu z modułem można użyć darmowego środowiska MCUXpresso i przykładów przygotowanych dla procesora LPC802 z pakietu LPC802-EX-CODE-MCUXPRESSO.zip. Należy tylko zmodyfikować obudowę układu na JDH16 (SSOP16) i sprawdzić czy używane piny są dostępne w tej wersji obudowy.

Adam Tatuś
adam.tatus@ep.com.pl