硬件電路設計-LPC546XX設計解讀

如果你正打算用NXP的LPC546XXX芯片開始一個設計,那么希望你不要錯過這篇文章,因為本文會讓你省去很多看規(guī)格書的時間,如果你是一個硬件電路設計的新人,那么本文也是你學習如何從硬件設計角度去看規(guī)格書的最佳資料。
? ??電源、時鐘、復位? ??
為什么選這顆芯片?這個問題還真不好回答,原因可能是老板想用、甲方爸爸要求用,選型時剛好找到,然后看資源也適合,價格也還好,就懶得往下找,等等各種因素。但不管哪種原因,接下來要聊的東西都是往下設計需要進行的過程,這里我先放上LPC546XX的資源描述截圖如下,這個資源描述看起來就很過癮,基本是要啥有啥,而且量都還很足。

圖1.?LPC546XX資源簡述
知道IC的資源后,我們開始著手查閱資料評估設計,首先第一個看的肯定是電源、時鐘、復位,這些信息在規(guī)格書的第51頁結(jié)尾處開始至第52頁,如下圖所示,規(guī)格書很好的直接歸納了電源、時鐘、復位、等引腳,我們設計第一步比較關心的都在這里,這里不得不為NXP寫規(guī)格書的工程師點贊,這個規(guī)格書整理得太人性化了。



圖2.?電源、時鐘、復位等關鍵引腳
獲取到圖2上的這些引腳信息后,我們可以做分類如下,這樣方便理清設計思路:模擬電源:
USB1_AVSSC
USB1_AVDDC3V3
USB1_AVDDTX3V3
VDDA
模擬地:
USB1_AVSSTX3V3
VSSA
數(shù)字電源:
VDD
USB1_VBUS
VBAT
數(shù)字地:
VSS
模擬參考電壓:
VREFN
VREFP
時鐘:
XTALIN
XTALOUTRTCXIN
RTCXOUT
復位信號:
RESETN
USB信號:
USB1_REXT(接12.4 kΩ+/-1%到地)
USB1_ID
USB1_DP
USB1_DN
USB0_DP
USB0_DN有了上面的信號匯總,下面來看電源供電電壓和功耗情況,好確定電源方案。芯片供電電壓推薦范圍在規(guī)格書的第87頁的Table 12中描述,如下。從下表中可以看出,VDD支持多種電壓供電的,如果沒有特殊電壓需求,那么可以直接用常規(guī)的3.3V供電。

圖3.?LPC546XX推薦的工作電壓范圍
電壓信息規(guī)格書很好的給到了,但是對于電源的功耗情況,規(guī)格書的第90頁的Table 15有描述,但是僅給出了最小值,沒有給最大或者典型值,所以這個表信息用處不大,不過可以從評估板的電源方案參考,如下圖所示,LPC546XX的評估板使用的是一顆1A的LDO,設計可以參考使用,如果有其他外設功耗比較大,可以在此基礎上增加并預留適當?shù)脑A俊?br>

圖4.?LPC546XX評估板的3.3V電源方案
? ??最小系統(tǒng)? ??
把電源理清楚后,剩下就是時鐘、復位了,這兩個東西沒有特別要求,跟常規(guī)電路設計里的時鐘、復位電路一樣,如果不了解可以參考我之前的文章“STM32F0系列MCU硬件電路設計-時鐘/復位/燒錄篇”和“無源晶振電路設計”了解。LPC546XX的規(guī)格書真的很友善,在規(guī)格書的第147頁給出了最小系統(tǒng)參考電路,設計時直接參考該最小系統(tǒng)電路設計,然后再對于添加其他外設即可,如下。設計時注意看Note部分,有關去耦方案信息都在上面,每個VDD引腳推薦放置一顆0.01uF的陶瓷電容,Layout時注意靠近引腳放置。

圖4.?LPC546XX的最小系統(tǒng)參考電路
? ??其他特別注意? ??
LPC546XX電路設計不復雜,反復的看了幾遍規(guī)格書和相關其他設計資料后,也沒看到什么特別需要注意的地方,僅有USB的VBUS引腳和一些未使用的引腳處理方式需要注意,如下圖所示,設計時需要特別小心處理未使用的引腳,描述在規(guī)格書的第53頁的Table 5和54頁的Table 6。

圖5.?LPC546XX未使用的引腳處理方式
對于USB_VBUS這個引腳,設計時也需要小心處理,不然芯片有可能會被搞掛掉。如果設計不使用USB口供電,使用外部5V供電,那么得把USB接口的5V電壓經(jīng)過分壓電阻網(wǎng)絡分壓后再接到USB_VBUS這個引腳上,如下。

圖5.?不使用USB接口的5V電源供電時,需要把USB的5V使用電阻分壓后給USB_VBUS引腳
為什么不使用USB接口的5V供電時要使用電阻分壓網(wǎng)絡分壓給USB_VBUS引腳呢,在規(guī)格書的第153頁的“Suggested USB0 Full-speed interface solutions”有描述如下,原因是即使USB_VBUS耐壓是5V,但是這樣的條件是VDD必須正常供電的情況下,如果VDD沒有供電,那么這個耐壓條件就不一定成立,所以如果使用外部5V供電生成3.3V給VDD,如果沒接外部5V電源,USB接口接上了,這樣有可能把芯片搞掛。

圖6.?不使用USB接口的5V電源供電時,需要把USB的5V使用電阻分壓后給USB_VBUS引腳的原因
當然,如果使用USB接口的5V供電,那么USB接口的5V是可以接到USB_VBUS上的,也可以接到穩(wěn)壓器的輸出電源上,一個典型可使用的電路參考如下。

圖7.?使用USB接口的5V電源供電時,USB_VBUS可直接接到USB接口的5V上
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