嵌入式系统研究与开发

1  嵌入式系统与 ARM 

嵌入式系统以应用为中心、以计算机技术为基础，软硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的

专用计算机系统。

ARM（Advanced RSIC Machines）是一家出售芯片设计技术授权的公司，目前其设计的 ARM 微处理器占据了 32 位

RISC(Reduced Instruction Set Computing)微处理器 75％以上的市场份额。

2  ARM 体系结构

ARM 已经从 V3 发展到 V6。目前流行的 ARM 芯片内核有

ARM7TDMI、StrongARM、ARM720T、ARM9TDMI、ARM922T、ARM940T、ARM946T、ARM966T、ARM10TDMI 等 。

Philips LPC2214（以下简称 LPC2214） 是基于 ARM7TDMI-S 的高性能 32 位 RISC 微控制器，属于 V4T 版本。

2．1  ARM 处理器内核

现代的

VLS 技术把附加的系统部件与内核集成在同一芯片中。其中，内核是最为密集和复杂的部件，是确定一个新系统时

选择的关键。

LPC2214 的内核是 ARM7TDMI（图 1）的可综合版本（软核）。字母意义分别是：T－高密度 16 位的

Thumb 指令扩展、D－支持片上调试、M－短时间 64 位乘法指令、I－EmbededICE 观察点硬件。

                                           

2．2  ARM 微控制器

嵌入式微控制器（单片机）就是

将整个计算机集成到一块芯片中。

各厂商购买

ARM 公司的核心授权

后，扩展与各自领域相关的片内

外围电路，并集成在芯片中

,使基

于

ARM 处理器核的芯片多元化。

设计者应尽可能采用片内外围电

路完成所需的功能，来简化系统

设计，提高系统可靠性 。

LPC2214 微控制器（如图 2）通

过

AHB 到 VPB 的桥将 VPB 总线与 AHB 总线相连，片内外设（中断控制器除外）连接在 VPB 总线上。LPC2214 具有：

多个串行接口，

2 个 16C550 工业标准 UART、高速 I2C 接口（400 kHz）、2 个 SPI 接口；8 路 10 位 A/D 转换器

（

0~3V 测量范围），转换时间可低至 2.44uS；2 个 32 位定时器（带 4 路捕获和 4 路比较通道）；PWM 单元（6 路输

出）；实时时钟和看门狗；

112 个通用 I/O 口（可承受 5V 电压）；2 个低功耗模式，空闲和掉电；片上集成高速闪存。

税控收款机是一种带有计税功能的电子收款机，它内部装有自动记录但不能更改和抹掉的计税存储器。税控收款机由以下几

部分组成：中文显示系统、中文打印系统、专用税控处理系统、外围设备驱动、电源、带物理安全保证的机箱。税控机制由以

IC

卡为基础的发行、管理、申报、维护、经营等系统组成。有关数据由税务部门用专用

IC 卡读出，以便稽查。

此系统充分合理地利用了其片内实时时钟、外部存储器接口、

UART 等其它外设接口。片上闪存作为用户程序的存储空间，其

高速零等待特性保证系统的实时运行。其片上程序保护机制，防止代码被任意更改和复制。整个系统的设计结构简洁，极具

竞争优势。