硬件电路设计-LPC546XX设计解读

2023-03-18 00:16 作者:ecircuitlab 0人读过 | 我要投稿

如果你正打算用NXP的LPC546XXX芯片开始一个设计，那么希望你不要错过这篇文章，因为本文会让你省去很多看规格书的时间，如果你是一个硬件电路设计的新人，那么本文也是你学习如何从硬件设计角度去看规格书的最佳资料。

电源、时钟、复位

为什么选这颗芯片？这个问题还真不好回答，原因可能是老板想用、甲方爸爸要求用，选型时刚好找到，然后看资源也适合，价格也还好，就懒得往下找，等等各种因素。但不管哪种原因，接下来要聊的东西都是往下设计需要进行的过程，这里我先放上LPC546XX的资源描述截图如下，这个资源描述看起来就很过瘾，基本是要啥有啥，而且量都还很足。

图1. LPC546XX资源简述

知道IC的资源后，我们开始着手查阅资料评估设计，首先第一个看的肯定是电源、时钟、复位，这些信息在规格书的第51页结尾处开始至第52页，如下图所示，规格书很好的直接归纳了电源、时钟、复位、等引脚，我们设计第一步比较关心的都在这里，这里不得不为NXP写规格书的工程师点赞，这个规格书整理得太人性化了。

图2. 电源、时钟、复位等关键引脚

获取到图2上的这些引脚信息后，我们可以做分类如下，这样方便理清设计思路：模拟电源：

USB1_AVSSC

USB1_AVDDC3V3

USB1_AVDDTX3V3

VDDA

模拟地：

USB1_AVSSTX3V3

VSSA

数字电源：

VDD

USB1_VBUS

VBAT

数字地：

VSS

模拟参考电压：

VREFN
VREFP

时钟：

XTALIN
XTALOUTRTCXIN

RTCXOUT

复位信号：

RESETN

USB信号：

USB1_REXT（接12.4 kΩ+/-1%到地）

USB1_ID

USB1_DP

USB1_DN

USB0_DP

USB0_DN有了上面的信号汇总，下面来看电源供电电压和功耗情况，好确定电源方案。芯片供电电压推荐范围在规格书的第87页的Table 12中描述，如下。从下表中可以看出，VDD支持多种电压供电的，如果没有特殊电压需求，那么可以直接用常规的3.3V供电。

图3. LPC546XX推荐的工作电压范围

电压信息规格书很好的给到了，但是对于电源的功耗情况，规格书的第90页的Table 15有描述，但是仅给出了最小值，没有给最大或者典型值，所以这个表信息用处不大，不过可以从评估板的电源方案参考，如下图所示，LPC546XX的评估板使用的是一颗1A的LDO，设计可以参考使用，如果有其他外设功耗比较大，可以在此基础上增加并预留适当的裕量。

图4. LPC546XX评估板的3.3V电源方案

最小系统

把电源理清楚后，剩下就是时钟、复位了，这两个东西没有特别要求，跟常规电路设计里的时钟、复位电路一样，如果不了解可以参考我之前的文章“STM32F0系列MCU硬件电路设计-时钟/复位/烧录篇”和“无源晶振电路设计”了解。LPC546XX的规格书真的很友善，在规格书的第147页给出了最小系统参考电路，设计时直接参考该最小系统电路设计，然后再对于添加其他外设即可，如下。设计时注意看Note部分，有关去耦方案信息都在上面，每个VDD引脚推荐放置一颗0.01uF的陶瓷电容，Layout时注意靠近引脚放置。

图4. LPC546XX的最小系统参考电路

其他特别注意

LPC546XX电路设计不复杂，反复的看了几遍规格书和相关其他设计资料后，也没看到什么特别需要注意的地方，仅有USB的VBUS引脚和一些未使用的引脚处理方式需要注意，如下图所示，设计时需要特别小心处理未使用的引脚，描述在规格书的第53页的Table 5和54页的Table 6。

图5. LPC546XX未使用的引脚处理方式

对于USB_VBUS这个引脚，设计时也需要小心处理，不然芯片有可能会被搞挂掉。如果设计不使用USB口供电，使用外部5V供电，那么得把USB接口的5V电压经过分压电阻网络分压后再接到USB_VBUS这个引脚上，如下。

图5. 不使用USB接口的5V电源供电时，需要把USB的5V使用电阻分压后给USB_VBUS引脚

为什么不使用USB接口的5V供电时要使用电阻分压网络分压给USB_VBUS引脚呢，在规格书的第153页的“Suggested USB0 Full-speed interface solutions”有描述如下，原因是即使USB_VBUS耐压是5V，但是这样的条件是VDD必须正常供电的情况下，如果VDD没有供电，那么这个耐压条件就不一定成立，所以如果使用外部5V供电生成3.3V给VDD，如果没接外部5V电源，USB接口接上了，这样有可能把芯片搞挂。