基于LPC2210简易计算器设计.docx

基于LPC2210的简易计算器的设计 一、实验要求 1. 在开发板的显示屏上设计并显示一个计算器界面，包括结果显 示窗、0～9 数字键、＋、－、×、÷、＝、Del等按键； 2. 在触摸屏上实现按键输入，并在显示窗中显示计算结果； 3. 支持整数、小数基本加减乘除运算； 4. 有优先级的判别计算：优先级由高到低一次为括号运算、乘除运算、加减运算。 二、实验设备 1.硬件：PC机一台, SmartARM2200开发板 一块 2.软件：Windows 98／XP／2000系统，ADS1.2集成开发环境 三、实验原理 计算器的计算流程分成三个部分，分别为数据采集，计算并存储，显示结果。数据的存储采用数组的形式存储,在数据采集的同时并调用显示，所以将LCD的显示写成一个函数，这样方便被调用，简化程序。同时，存储数据时将数值与运算符分开存储，即采用两个数组存储，这样方便计算部分程序的设计。在计算部分，把输入的式子以数组形式存放，当按下等于号键就调用calculate计算结果，再调用float2str函数把计算结果转换成字符串显示出来。TFT液晶屏将保存在FLASH中的BMP文件显示出来作为主界面，通过触摸屏上的按键来输入数据，返回计算结果将显示在液晶屏上。 四、实验步骤 1.电源电路设计 ● 末级电源设计 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。 LPC2000系列微控制所需要的电源类型： 电压 型号 3.3V 1.8V LPC210x V3.3 V1.8 LPC22xx V3.3D、V3.3A V1.8D、V1.8A LPC213x V3.3D、V3.3A 无 其中，V3.3D表示数字电源，V3.3A表示模拟电源，LPC2104/05/06无模拟和数字之分。 对于LPC2200系列微控制器，它有4组电源输入。理想情况下需要提供4组独立的电源，它们需要单点接地或大面积接地。甚至还有为系统中其它的部件提供更多种类的电源。但如果没有使用LPC2000内部的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。这样LPC2200和LPC210x都只需要两组电源。 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。 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。 SPX1117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%线形调整率； 0.2%负载调整率； 过流及温度保护； 多种封装供选择。 综上所述，设计电源电路如下图所示： ● 前级电源设计 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。 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。 综上所述，设计前级电源如下： 2.存储电路设计 对于大部分微控制器来说，存储器系统不是必需的，但如果微控制器没有片内程序存储器或数据存储器时，就必须设计存储器系统，这一般通过微控制器的外部总线接口实现。 RAM存储器种类繁多，有SRAM,DRAM,PSRAM等等，本设计采用最常见的SRAM作为RAM存储器，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，