2  系统方案设计

2。1  系统控制器特性

LPC2148是一个支持嵌入式跟踪和实时仿真的微控制器，它基于32位的ARM7TDMI-S微处理器内核，该内核具有低功耗、高性能的特性。LPC2148功能强大，开发板上提供按键、蜂鸣器、LED等常用功能部件，提供用户I/O接口，还具有I²C存储器电路、RS232接口电路等。其功能框图如图2。1所示。文献综述

图2。1  LPC2148功能框图

本系统基于USB通信原理，使用LPC2148内部带有的USB设备控制器，该控制器完全兼容USB2。0 全速规范。开发板内嵌 512kB 的高速 Flash 存储器，USB控制器具有2kB的USB端点RAM，并提供32kB+8kB的片内SRAM，其中额外添加的8kB RAM主要是为USB 的DMA控制器准备，但该RAM不局限于DMA使用，必要时可作为数据和代码存储的通用RAM，并且在任何时候都可以被CPU访问。

LPC2148 的USB设备控制器结构如图2。2所示。该框图结构显示了USB设备控制器的内部结构及USB设备控制器与LPC2148内核总线间的接口。

图2。2  LPC2148 USB设备控制器结构框图

在图2。2中，USB管脚是指LPC2148芯片与USB总线间的引脚，它通过串行接口引擎与控制器内部连接。串行接口引擎完成USB协议的大部分功能，并能对USB总线和EP RAM之间的数据流进行译码或封装。

USB端点使用的缓存区为SRAM的FIFO，该FIFO为图2。2中的EP RAM。EP RAM的大小为2K Bytes，每个USB端点都在RP RAM中都有部分的保留空间，全部保留空间的大小总和不超过2K Bytes，而保留空间的大小可由用户自己设定。LPC2148通过图中的EP_RAM访问控制接口和寄存器接口来访问EP RAM端点缓冲区，实现LPC2148和USB总线的通信。

从图2。2中可以看出， DMA引擎处于一个特殊的位置。数据除了可以通过EP RAM进行传输外，还可以直接使用DMA引擎（通过USB RAM）在端点缓冲区与LPC间传输，这种传输是通过AHB总线实现的。

LPC2148 USB的所有端点（32个物理端点，16个逻辑端点）都有双向的DMA通道结构，可支持DMA传输，其DMA接口是挂接在LPC2148的AHB总线上的。因此，在DMA模式下工作，USB设备控制器占用AHB总线工作，其数据交换速率非常快。在本系统的设计中，使用DMA传输提高USB通信效率很有必要。来;自]优Y尔E论L文W网www.chuibin.com +QQ752018766-

2。2  系统架构设计

系统的设计流程为：首先，在ARM7系统LPC2148上进行嵌入式开发，实现LPC2148与PC计算机的USB通信，在PC上实现后，再将程序移植到μC/OS-Ⅱ操作系统上，同样搭载在LPC2148上，实现基于操作系统的LPC2148与PC机通信。最后，基于USB通信原理及PC机上的开发经验，在Android手机端设计相应APP软件，通过OTG线连接手机与LPC2148，实现Android与ARM7系统间的通信。

2。2。1  硬件架构

本系统最终实现LPC2148核心板与安卓手机间的USB通信，LPC2148通过自带的USB外设接口，利用USB数据线、OTG线与手机端USB接口连接，以手机为USB主设备，LPC2148为从设备，手机向LPC2148发送消息，LPC收到后，将消息处理并反馈回手机，在手机软件中予以显示。