研發紀事

前言        這是一個超音波測距和溫濕度系統，MCU 當作系統的核心，整合超音波模組 、溫濕度模組 、和 LCM 顯示模組。系統的電源為 5V，耗電量約 26mA，使用三顆四號電池供電。可應用的範圍，如：自走車 、掃地機器人 、停車場車位偵測...等。我們先在麵包板上把各個模組的電路功能設計出來，並驗證韌體程式可以正常運作，接下來再製作成 PCB 電路板。 元件介紹        超音波模組  HC-SR04 ：如下圖所示，一般常使用在  Arduino  系統上，做為自走車的距離感測器，利用發射超音波與接收其反射波的時間差計算出前方物體的距離，再根據距離遠近做出適當的動作。        溫濕度零件  DHT11 ：這是溫度與濕度整合的零組件， 其工作電壓在  3~5.5V ，具有  8-bit  的解析度，溫度範圍  0~50 度 C ，濕度範圍  20~90% ，可應用的領域像是家電 、空調、數據紀錄器、自動控制 … 等等。     NXP LPC11xx 系列的 MCU ：這是ARM  Cortex-M0 為核心的控制器，運算速度約  50MHz ，用來控制超音波模組和溫濕度模組，包含控制一個 2x16 LCM 顯示模組，如下圖所示。除了讀取溫濕度數據之外，同時  MCU  計算超音波傳輸的時間，再將數值轉換成反射物的距離，並將所有資訊顯示在 LCM 上。 圖一：超音波與溫濕度系統 圖二：超音波測距模組 原理說明        LPC1114 MCU  對超音波模組的 Trig 腳發出一個  pulse ，突波的時間需超過 10 us 以上，如下圖所示。超音波的反射信號會回應在模組的  Echo  腳上，當低電位升到高電位的時間是音波發射的時間點，而當高電位降到低電位是接收反射波的時間點。       ...

        三~四年前，當開發恩智浦的 LPC11xx (ARM Cortex-M0) 韌體時，設計者必須在名為 LPCXpresso 的套裝軟體下執行，它提供各系列晶片的周邊驅動程式與原始碼，方便使用者 compile & link。如果要除錯程式的話，這套軟體必須再搭配使用名為 LPC-Link 的除錯器，我們用它來除錯也可燒錄代碼。幾年前，LPC 並不支援在 KEIL C 的環境開發 (當時很多 ARM 晶片都用 KEIL 環境開發)，所以只能安裝 LPCXpresso，後來 LPC 已經成功整合到 IAR / KEIL 等環境了。有關的開發軟體與除錯器可以連結到 LPCware 的網站上。         最近我的 LPC-Link 好像壽終正寢，USB 完全偵測不到它。原本想再買一個 LPC-Link，不過因工作需要我也常常使用 ULINK2 在開發與除錯意法半導體 STM32 晶片 (ARM Cortex-M3)，於是想要將 LPC 開發環境移植到 KEIL C上面，這樣就只要維護一套開發軟體和一個除錯器，也能開發設計 STM32 和 LPC11x 韌體了。圖一就是移植到 KEIL 所需的重要檔案，原本的驅動程式原始碼移過來，並替換掉下列的檔案，基本上就大功告成了。                core_cm0.c                system_LPC11xx.c                startup_LPC11xx.s   (原 cr_startup_lpc11.c in LPCXpresso) 圖一：LPC11xx 整合到 KEIL環境         除錯的方面，因為不用 LPC-Link 後，首先要將 ULINK2 除錯器接到晶片接腳上。我的 ULINK2 一端連著一條 20-pin JTAG 排線，而...