برد کاتالیست LPC1768 راهنمای کاربری نسخه 1.0 پاییز 1396 فهرست .1 معرفی محصول 2 .2 ویژگی های محصول 3 .3 چیدمان برد 4 .4 ابعاد برد 5 .5 نحوه پروگرام برد 6 فروشگاه تخصصی الکترونیک ECA www.eShop.ECA.ir 1 .1معرفی محصول بردهای کاتالیست در واقع نسل جدید بردهای راه انداز شرکت ECAمیباشند که این بار با ظاهری متفاوت تر از همیشه و امکانات و دید کاربردی به مراتب گسترده تر طراحی و تولید شدهاند .واژه "کاتالیست" یک کلمه در اصل یونانی بوده و در علم شیمی به ماده ای اطالق می شود که سرعت واکنش های شیمیایی را شدیدا افزایش می دهد .ایده و بیس اولیه طراحی بردهای آموزشی کاتالیست نیز دقیقا بر این اصل بوده است که این بردها به عنوان یک کاتالیزور ،سرعت طراحی و ایجاد نمونه اولیه یا حتی ساخت محصوالت الکترونیکی را افزایش داده و طراحان را از دردسرهای مرتبط با آن خالص کند. در ادامه روال توسعه و گسترش این سری از بردها ،برد کاتالیست 1768بر پایه میکروکنترلر قدرتمند و محبوب LPC1768از تولیدات شرکت NXPطراحی و تولید شده است .در پردازنده این برد همانند بردهای کاتالیست F100Zو F200Zاز هسته Cortex-M3با حداکثر سرعت کالک 100MHzاستفاده شده است که با تجهیزات جانبی کاملی که در کنار هسته قرار گرفته اند مجموعه کاملی در اختیار طراحان سیستم های Embeddedقرار میدهد .از جمله اهداف طراحی این نسل از پردازنده ها می توان به مصارف اندازه گیری ،ارتباطات صنعتی ،کنترل موتور های صنعتی ،سیستم های هوشمند و روباتیک اشاره کرد. فروشگاه تخصصی الکترونیک ECA www.eShop.ECA.ir 2 .2ویژگی های محصول تراشه ی LPC1768• فرکانس کاری 100 :مگاهرتز • میزان حافظه فلش 512 :کیلوبایت • میزان رم 64 :کیلوبایت • آنالوگ به دیجیتال 8 :کانال 12بیتی • دیجیتال به آنالوگ 2 :کانال 12بیتی • پایه های قابل برنامه ریزی 70 :عدد • تایمر 4 :عدد • دارای پروتکل های CAN , I2C , SPI , USART , Ethernet MAC, USB Device/Host/OTG برد کاتالیست LPC1768• تراشه LPC1768با فرکانس کاری 100مگاهرتز و 512کیلوبایت حافظه برنامه • مبدل USBبه سریال CH340Gمتصل به واحد USART • کانکتور Micro USBبا کارکرد به عنوان Deviceو Host • یک عدد پتانسیومتر متصل به ورودی آنالوگ • کانکتور جهت اتصال ماژول بیسیم NRF24L01 • یک عدد LEDمتصل به پین PWMمیکروکنترلر • یک عدد Push Buttonمتصل به پین اینتراپت خارجی • کانکتور باتری خارجی و کریستال ساعت متصل به واحد RTC • کانکتور برای اتصال برد درایور LCD 4.3 inchبا تراشه FT800 • حافظه EEPROMخارجی با ظرفیت 32کیلو بیت () AT24C32 • کانکتور 10*2استاندارد برای پروگرام و دیباگ از طریق JTAGو SWD • بدون نیاز به پروگرامر و امکان پروگرام از طریق USBو نرم افزار Flash Magic فروشگاه تخصصی الکترونیک ECA www.eShop.ECA.ir 3 .3چیدمان برد *مبدل USBبه سریال هم در بوت لودر و هم برای ارتباط سریال با LPC1768کاربرد دارد. *برای استفاده از پورت USBدر حالت Hostجامپر زیر کانکتور USBوصل شود. *پورت JTAGدر هر دو حالت JTAGو SWDمیتواند استفاده شود. *از اعمال تغذیه باالتر از 5ولت خودداری شود. فروشگاه تخصصی الکترونیک ECA www.eShop.ECA.ir 4 .4ابعاد برد .5نحوه پروگرام برد دو روش برای پروگرام کردن برد کاتالیست LPC1768وجود دارد که هر کدام مزایا و معایب خاص خود را دارند که به آنها اشاره خواهیم کرد. -1استفاده از بوت لودر ISPو بدون نیاز به پروگرامر خارجی مزایا :در روش بوت لودر ISPاحتیاجی به پروگرامر خارجی ندارد و میتوان مستقیما میکروکنترلر را با کابل USB به کامپیوتر متصل و پروگرام کرد. معایب :امکان استفاده ی مستقیم از کامپایلر Keilجهت پروگرام نمودن وجود ندارد بلکه بایستی از نرم افزار اختصاصی جهت پروگرام استفاده کرد .همچنین امکان دیباگ میکروکنترلر در این روش وجود ندارد. -2استفاده از پروگرامر خارجی J-Link فروشگاه تخصصی الکترونیک ECA www.eShop.ECA.ir 5 مزایا :در این روش ،پروگرامر جیلینک مستقیماً به پورت JTAGمتصل شده و میکروکنترلر بصورت مستقیم از طریق کامپایلر پروگرام می گردد .شما عالوه بر پروگرام نمودن ،می توانید برنامه خود را دیباگ سخت افزاری کنید .یعنی اینکه برنامه خود را خط به خط اجرا نموده و فرایند اجرای برنامه را مشاهده نمایید .دیباگ سخت افزاری به منظور تسریع فریایند آموزش و در پروژه های حرفه ای جهت ایرادیابی و رفع باگ سریع برنامه مورد استفاده قرار میگیرد. معایب :نیاز به تهیه ی سخت افزار J-Linkدارد. 5.1نحوهی پروگرام کردن میکرو با استفاده از بوت لودر ISP ابتدا آخرین نسخه نرم افزار FlashMagicرا ازصفحه محصول یا وب سایت زیر تهیه و نصب نمائید. http://www.flashmagictool.com/download.html&d=FlashMagic.exe پس از اجرای فایل نصب در این برگه تیک گزینه Install NXP LPC USB driversرا بزنید. و همچنین در این برگه بر روی Installکلیک نمایید. فروشگاه تخصصی الکترونیک ECA www.eShop.ECA.ir 6 پس از عملیات نصب آیکون برنامه بر روی صفحه ظاهر خواهد شد. برای شناسایی برد توسط سیستم عامل نیاز به درایور CH340داریم .فایل درایور CH341SERرا از صفحه محصول یا لینک زیر دانلود و نصب نمایید. http://www.wch.cn/downfile/5 آداپتور تغذیهی 5ولت برد را وصل نموده و همچنین پورت ( USBمبدل USBبه سریال )USBTTL -را به کامپیوتر متصل نمائید .سیستم عامل میبایست دستگاه جدید را به عنوان پورت سریال شناسایی نماید. اگر برد شناسایی نشود صفحهی زیر ظاهر خواهد شد: فروشگاه تخصصی الکترونیک ECA www.eShop.ECA.ir 7 در این حالت به Device Managerرفته و بصورت دستی درایور را با مسیر دهی پوشه CH341SERنصب نمایید. بر روی USB2.0-Serialکلیک راست کرده و گزینهی … Update Driver Softwareرا بزنید سپس از برگه ی باز شده گزینهی انتخاب دستی مسیر را انتخاب کرده و مسیر پوشه درایور را مشخص نمایید تا درایور نصب شود. فروشگاه تخصصی الکترونیک ECA www.eShop.ECA.ir 8 در اینجا شمارهی پورت اختصاص داده شد COM4میباشد. حال نرم افزار FlashMagicرا اجرا کرده و نوع میکروکنترلر و پورت اختصاص داده شده برای مبدل USBبه سریال و تنظیمات آن را مطابق شکل مشخص نمایید. فروشگاه تخصصی الکترونیک ECA www.eShop.ECA.ir 9 مسیر فایل HEXمورد نظر را با فشردن کلید ..Browseمشخص نمائید و برای بازبینی پروگرام صحیح میکروکنترلر تیک گزینه Verify after programmingرا بزنید .کلید Startرا فشار دهید تا عملیات انتقال فایل شروع شود. پس از چند ثانیه پیغام سبز رنگ Finishedنشان میدهد که عملیات به خوبی انجام شده است. دقت کنید که در بردهای کاتالیست نیاز به هیچ گونه تغییر فیزیکی روی برد و حتی فشردن کلید ریست نیز الزم نبوده و تمامی کارها بصورت خودکار و توسط نرم افزار انجام میشود. فروشگاه تخصصی الکترونیک ECA www.eShop.ECA.ir 10 5.2نحوه پروگرام کردن میکرو با استفاده از پروگرامر : J-Link آخرین نسخه نرم افزار J-Linkرا از وب سایت Seggerدانلود و نصب نمائید. برد کاتالیست را به پروگرامر J-Linkمتصل نموده و نرم افزار J-Flashرا اجرا نمائید. از بخش Optionsگزینه ی Project Settingsرا انتخاب کنید. از سربرگ CPUتیک گزینه ی Deviceرا زده و میکروکنترلر NXP LPC1768را انتخاب کنید. از سربرگ Target Interfaceاز لیست باز شو هم میتوان گزینه ی JTAGرا انتخاب کرد و هم میتوان گزینه ی SWDرا انتخاب کرد .فرق پروتکل JTAGو SWDدر این است که در روش SWDفقط از 2پایه و در روش JTAG از 6پایه جهت پروگرام کردن میکرو استفاده میشود ؛ مزیت روش SWDدر اختیار گذاشتن پایه های آزاد بیشتری برای کاربر میباشد. فروشگاه تخصصی الکترونیک ECA www.eShop.ECA.ir 11 کالک را روی حالت Autoتنظیم نمائید. در حالیکه تغذیه برد را وصل کرده اید از تب Targetگزینه Connectرا بزنید .در صورتیکه عملیات اتصال به درستی انجام شود پیغام Connected successfullyدر بخش LOGنمایش داده می شود. حال میتوانید از بخش , Fileفایل هگز یا Binمورد نظر را از طریق گزینه ی Open data fileوارد برنامه نمایید. فروشگاه تخصصی الکترونیک ECA www.eShop.ECA.ir 12 از منوی Targetبا گزینه Programیا فشردن کلید F5آن را بر روی میکروکنترلر پروگرام نمائید. درصورت موفق آمیز بودن پیغام Target programmed successfully - Complatedنمایش داده میشود. در نهایت از تب Targetگزینه Disconnectرا بزنید. فروشگاه تخصصی الکترونیک ECA www.eShop.ECA.ir 13 1 2 3 4 5 6 A A 5VUSB 5v 3 2 1 J1 D2 D1 GND S3 ON/OFF VCC C1 XTAL2 C7 PWR 100nF C13 C23 3V3 R1 330 C3 100nF RTCX1 RTCX2 C4 100nF RSTOUT RESET 15K R12 GND GND GND 15K VCC GND GND GND GND 1 22 23 XTAL1 XTAL2 16 18 XTAL32k1 XTAL32k2 14 17 RSTOUT RSTN XTAL1 33pF Q2 Q3 Q1 1K USBON R5 USBD- USB_DEV R10 USBD+ P1.18 D5 5V C15 10u 1K5 R13 GND VBUS 1K P1.19 USB_PWR LED Q? SI2301 P2.13 C10 100nF GND GND VREF C6 104 ADC P1.31 GND R17 P1.31 GND 330 GND P2.0 1 2 3 6 7 GND 5V 4 C21 104 VCC E0 E1 E2 SCL WC VCC SDA GND 8 R36 4.7K P0.27 P0.28 R37 4.7K 5 P0.7 NRF_SCK P0.9 NRF_MOSI P2.12 FT800_INT EN P1.25 P1.24 P1.23 P1.22 P1.21 P1.20 P1.19 P1.18 P3.25 P3.26 P4.28 P4.29 VBAT RSTN VREF RSTOUT GND 5v 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 P4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Header 18 P2 P5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 P0.0 P0.1 P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.6 P0.7 P0.8 P0.9 P0.10 P0.11 P0.15 P0.16 P0.17 P0.18 P0.19 P0.20 P0.21 P0.22 P0.23 P0.24 P0.25 P0.26 P0.27 P0.28 P1.17 P1.16 P1.15 P1.14 P1.10 P1.9 P1.8 P1.4 P1.1 P1.0 GND VCC Header 18 P1.0 P1.1 P1.4 P1.8 P1.9 P1.10 P1.14 P1.15 P1.16 P1.17 P1.18 USB_DEV P1.19 USB_PWR P1.20 P1.21 P1.22 P1.23 P1.24 P1.25 P1.26 P1.27 P1.28 P1.29 P1.30 P1.31 ADC 95 94 93 92 91 90 89 88 87 86 32 33 34 35 36 37 38 39 40 43 44 45 21 20 75 74 73 70 69 68 67 66 65 64 53 52 51 50 P2.0 P2.1 P2.2 P2.3 P2.4 P2.5 P2.6 P2.7 P2.8 P2.9 P2.10 P2.11 P2.12 P2.13 P0.8 NRF_MISO P0.6 FT800_CS PDN MODE 2 4 6 8 10 FT800 5V GND LED NRF_CE NRF_CS GND R8 C44 104 GND 10K VCC M1 1 2 3 4 5 P1 P2.0 P2.1 P2.2 P2.3 P2.4 P2.5 P2.6 P2.7 P2.8 P2.9 P2.10 P2.11 P2.12 P2.13 P1.31 P1.30 P1.29 P1.28 P1.27 P1.26 P2[0]/PWM1[1]/TXD1/TRACECLK P2[1]/PWM1[2]/RXD1/PIPESTAT0 P2[2]/PWM1[3]/CTS1/PIPESTAT1 P2[3]/PWM1[4]/DCD1/PIPESTAT2 P2[4]/PWM1[5]/DSR1/TRACESYNC P2[5]/PWM1[6]/DTR1/TRACEPKT0 P2[6]/PCAP1[0]/RI1/TRACEPKT1 P2[7]/RD2/RTS1/TRACEPKT2 P2[8]/TD2/TXD2/TRACEPKT3 P2[9]/USB_CONNECT/RXD2/EXTIN0 P2[10]/EINT0 P2[11]/EINT1/MCIDAT1/I2STX_CLK P2[12]/EINT2/MCIDAT2/I2STX_WS P2[13]/EINT3/MCIDAT3/I2STX_SDA 1 3 5 7 9 USB_BOT NRF_IRQ FT800_INT KEY 1 3 5 7 P2.6 NRF_CE P0.7 NRF_SCK P0.8 NRF_MISO VCC VCC P3 P2.7 P0.9 P2.11 NRF_CS NRF_MOSI NRF_IRQ NRF24 VCC 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 TRST TDI TMS TCK RTCK TDO RSTN 2 4 6 8 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 VBAT GND BT1 JTAG GND P1[0]/ENET_TXD0 P1[1]/ENET_TXD1 P1[4]/ENET_TX_EN P1[8]/ENET_CRS P1[9]/ENET_RXD0 P1[10]/ENET_RXD1 P1[14]/ENET_RX_ER P1[15]/ENET_REF_CLK P1[16]/ENET_MDC P1[17]/ENET_MDIO P1[18]/USB_UP_LED/PWM1[1]/CAP1[0] P1[19]/CAP1[1] P1[20]/PWM1[2]/SCK0 P1[21]/PWM1[3]/SSEL0 P1[22]/MAT1[0] P1[23]/PWM1[4]/MISO0 P1[24]/PWM1[5]/MOSI0 P1[25]/MAT1[1] P1[26]/PWM1[6]/CAP0[0] P1[27]/CAP0[1] P1[28]/PCAP1[0]/MAT0[0] P1[29]/PCAP1[1]/MAT0[1] P1[30]/VBUS/AD0[4] P1[31]/SCK1/AD0[5] P3[25]/MAT0[0]/PWM1[2] P3[26]/MAT0[1]/PWM1[3] 27 26 GND GND P3.25 P3.26 R9 C52 10uF L6 10K 5VUSB GND Ferrit C47 GND P4[28]/MAT2[0]/TXD3 P4[29]/MAT2[1]/RXD3 82 85 C USB2 5 4 3 2 1 C www.eShop.ECA.ir 2432 P0[0]/RD1/TXD3/SDA1 P0[1]/TD1/RXD3/SCL1 P0[2]/TXD0 P0[3]/RXD0 P0[4]/I2SRX_CLK/RD2/CAP2[0] P0[5]/I2SRX_WS/TD2/CAP2[1] P0[6]/I2SRX_SDA/SSEL1/MAT2[0] P0[7]/I2STX_CLK/SCK1/MAT2[1] P0[8]/I2STX_WS/MISO1/MAT2[2] P0[9]/I2STX_SDA/MOSI1/MAT2[3] P0[10]/TXD2/SDA2/MAT3[0] P0[11]/RXD2/SCL2/MAT3[1] P0[15]/TXD1/SCK0/SCK P0[16]/RXD1/SSEL0/SSEL P0[17]/CTS1/MISO0/MISO P0[18]/DCD1/MOSI0/MOSI P0[19]/DSR1/MCICLK/SDA1 P0[20]/DTR1/MCICMD/SCL1 P0[21]/RI1/MCIPWR/RD1 P0[22]/RTS1/MCIDAT0/TD1 P0[23]/AD0[0]/I2SRX_CLK/CAP3[0] P0[24]/AD0[1]/I2SRX_WS/CAP3[1] P0[25]/AD0[2]/I2SRX_SDA/TXD3 P0[26]/AD0[3]/AOUT/RXD3 P0[27]/SDA0 P0[28]/SCL0 P0[29]/USB_D+ P0[30]/USB_D- B P6 E2_SDA E2_SCL GND U1A 46 47 98 99 81 80 79 78 77 76 48 49 62 63 61 60 59 58 57 56 9 8 7 6 25 24 29 30 VDDA VCC U5 P0.0 P0.1 P0.2 DBG_TXD P0.3 DBG_RXD P0.4 P0.5 P0.6 FT800_CS P0.7 NRF_SCK P0.8 NRF_MISO P0.9 NRF_MOSI P0.10 P0.11 P0.15 P0.16 P0.17 P0.18 P0.19 P0.20 P0.21 P0.22 P0.23 P0.24 P0.25 P0.26 P0.27 E2_SDA P0.28 E2_SCL USBD+ USBD- J2 GND 10pF R15 P2.0 R14 330 Host R48 P2.13 RST 1K GND D4 B R49 10K 10pF Y2 32K C12 L1 10uH R16 10K S1 GND C11 XTAL32k1 R4 33 R2 10K S2 XTAL32k2 GND R7 33 R11 10K GND RSTN LPC2368FBD100 GND Y1 12M C2 1 2 3 4 5 C5 100nF XTAL1 XTAL2 VCC 2 4 VCC P4.28 P4.29 13 42 84 VDDA 10 VREF 12 VBAT 104 U1D 28 54 71 96 19 VDD(3V3) VDD(3V3) VDD(3V3) VDD(3V3) VDD(DCDC)(3V3) VDD(DCDC)(3V3) VDD(DCDC)(3V3) VSS VSS VSS VSS VSS VSS VSS VSSA 15 31 41 55 72 97 83 VCC GND 104 U3 VDDA VREF C42 GND 11 GND DBG_RXD DBG_TXD VCC VBAT 1 2 3 4 5 6 7 8 P0.3 P0.2 DP DM LPC2368FBD100 LPC2368FBD100 DM DP C8 100uF IN OUT GND OUT VCC KEY R6 HOST VCC U2 3 1 2 5v VCC 33pF 1 J3 GND D1 D3 D1 VBUS GND U1C 2 5 4 3 2 1 USB Y3 GND TXD RXD V3 UD+ UDXI XO VCC RS232 RTS DTR DCD RI DSR CTS 16 15 14 13 12 11 10 9 GND RTS DTR C50 CH340G VCC D 1 10K USB_BOT P2.10 TDI TDO TCK TMS TRST RTCK 2 1 5 3 4 TDI TDO TCK TMS TRST W1 W2 C41 10p RTS BOT RSTN U1B LPC1768 Catalyst Board Rev A R3 12M C38 10p GND GND D DTR RST 100 RTCK LPC2368FBD100 2 3 4 5 6