摘要单片机是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D 转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。
它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。
定时器是对外设时钟（PCLK）进行计数，根据4个匹配寄存器的设定，可以设置为匹配时产生中断或执行其他动作。
它还包括4个捕获输入，用于在输入信号发生跳变时捕获定时器的当前值，并可选择产生中断。
关键字：单片机 LPC2106 GPIO 定时器timer 实时时钟外部中断Int目录第一章原理与总体方案 (4)1.1单片机简介 (4)1.2 LPC2106简介 (5)1.3单片机的选择 (7)1.4 LPC2106芯片的选择及设计原理 (8)第二章硬件设计 (9)2.1 LED显示电路 (9)2.2电路图整体设计 (9)第三章调试 (12)3.1调试及处理 (12)第四章测试与分析 (14)4.1Proteus软件介绍 (14)4.2仿真结果 (15)第五章结束语 (16)5.1结束语 (16)第1章原理与总体方案本章阐述了本课题研究的背景，表述了单片机的发展、功能以及LPC2114的简单介绍。
阐述了单片机的选择原理以及LPC2106的设计原理。
1.1数字单片机简介单片机是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D 转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。
它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。
近年来，单片机以其体积小、价格廉、面向控制等独特优点，在各种工业控制、仪器仪表、设备、产品的自动化、智能化方面获得了广泛的应用。
与此同时，单片机应用系统的可靠性成为人们越来越关注的重要课题。
影响可靠性的因素是多方面的，如构成系统的元器件本身的可靠性、系统本身各部分之间的相互耦合因素等。
其中系统的抗干扰性能是系统可靠性的重要指标。
单片机的另外一个名称就是嵌入式微控制器，原因在于它可以嵌入到任何微型或小型仪器或设备中。
目前，把单片机嵌入式系统和Internet连接已是一种趋势。
但是，Internet一向是一种采用肥服务器，瘦用户机的技术。
这种技术在互联上存储及访问大量数据是合适的，但对于控制嵌入式器件就成了"杀鸡用牛刀"了。
要实现嵌入式设备和Int ernet连接，就需要把传统的Internet理论和嵌入式设备的实践都颠倒过来。
为了使复杂的或简单的嵌入式设备，例如单片机控制的机床、单片机控制的门锁，能切实可行地和Internet连接，就要求专门为嵌入式微控制器设备设计网络服务器，使嵌入式设备可以和Internet相连，并通过标准网络浏览器进行过程控制。
嵌入式计算机系统的出现，是现代计算机发展史上的里程碑。
嵌入式系统诞生于微型计算机时代，与通用计算机的发展道路完全不同，形成了独立的单芯片的技术发展道路。
由于嵌入式系统的诞生，现代计算机领域出现了通用计算机与嵌入式计算机两大分支。
不可兼顾的技术发展道路，形成了两大分支的独立发展：通用计算机按照高速、海量的技术发展；嵌入式计算机系统则为满足对象系统按照嵌入式智能化控制要求发展。
由于独立的分工发展，20世纪末，现代计算机的两大分支都得到了迅猛的发展。
1.2 LPC2106简介LPC2106带有一个支持实时仿真和跟踪的ARM7TDMI-S CPU,是由ARM公司所设计，飞利浦公司所生产的。
ARM（Advanced RISC Machines）是微处理器行业的一家知名企业，成立于1990年。
他们所设计的技术具有性能高、成本低和能耗省的特点。
适用于多种领域，比如嵌入控制、消费/教育类多媒体、DSP和移动式应用等。
随着嵌入式系统处理器的不断发展，典型的32位RISC芯片——ARM处理器，不论是在PDA，STB，DVD等消费类电子产品中，还是在GPS，航空，勘探，测量等军方产品中都得到了广泛的应用，超过85％的无线设备（手机等）都采用了ARM技术，ARM公司并不自己生产芯片，也不参与芯片的销售，而是出售知识产权。
越来越多的芯片厂商早已看好ARM的前景，比如Intel, NS, Atmel, Philips, NEC, CirrusLogic等公司都有相应的产品。
ARM芯片在国内外都占据了巨大的产品市场，目前已经占据了75%的32位RISC嵌入式产品市场，生产ARM芯片的公司也超过70家。
随着国内嵌入式领用领域的发展，ARM芯片会得到更加广泛的应用。
带有一个支持实时仿真和跟踪的ARM7TDMI-S CPU，并嵌入了128kb的高速Flash 存储器。
128位的储存器接口和特别的允许在最高时钟周期执行32位代码的加速体系。
在代码长度起关键作用的程序中，可选的16位的Thumb模式在最少的代价下能够减少了超过30%的代码。
因为LPC2106很小，省电，在小型化非常重要的场合，比如访问控制中，它是非常理想的选择。
而且，它内部Ram达到64k大小，以及各种接口的提供，使得LPC2106在很多行业有着广泛的应用。
它的主要的应用领域有：Internet网关、串行通信协议转换器、访问控制、工业控制、三相分时复费电度表、MP3等音频产品及医疗设备。
【性能参数】1 .16/32位ARM7TDMI-S处理器2 .16/32/64KB片内静态RAM3 .128KB片内Flash程序存储器128位接口/加速器使其实现了60MHz的高速操作4 .通过片内Boot-loader软件实现在系统编程ISP和在应用编程IAP Flash编程时间1ms可编程512字节单扇区擦除和正片擦除只需400ms5 .向量中断控制器可配置优先级和向量地址6 ．EmbeddeDICE-RT接口使能断点和观察点当前台任务使用片内RwalMonitor 软件调试时中断服务程序可继续执行7 .嵌入式跟踪宏单元对指令的执行实现了非插入的高速实时跟踪8 .多个串行接口包括双UART 16C550 高速I2C400kbits/s 和SPI9 .两个32位定时器7路捕获/比较通道PWM单元6路输出实时时钟和看门狗定时器10.小型的LQFP封装7X7mm有多达32个可承受5v的通用I/O口11.通过可编程的片内锁相环可实现最大为60MHz的CPU操作频率12.片内晶振的操作频率范围10MHz-25MHz13.两个低功耗模式空闲和掉电14.通过外部中断将处理器从掉电模式中唤醒15.外设功能可单独使能/禁止实现功耗最优化16.双电源CPU操作电压范围1.65V-1.95V（1.8V+8.3%）I/O电源电压范围3.0V-3.6V（3.3V+10%）I/O可承受5V电压1.3单片机的选择单片机微型计算机是微型计算机的一个重要分支，也是颇具生命力的机种。
单片机微型计算机简称单片机，特别适用于控制领域，故又称为微控制器。
通常，单片机由单块集成电路芯片构成，内部包含有计算机的基本功能部件：中央处理器、存储器和I/O接口电路等。
因此，单片机只需要和适当的软件及外部设备相结合，便可成为一个单片机控制系统。
单片机经过1、2、3、3代的发展，正朝着多功能、高性能、低电压、低功耗、低价格、大存储容量、强I/O功能及较好的结构兼容性方向发展。
其发展趋势不外乎以下几个方面：1、多功能单片机中尽可能地把所需要的存储器和I/O口都集成在一块芯片上，使得单片机可以实现更多的功能。
比如A/D、PWM、PCA（可编程计数器阵列）、WDT（监视定时器---看家狗）、高速I/O口及计数器的捕获/比较逻辑等。
有的单片机针对某一个应用领域，集成了相关的控制设备，以减少应用系统的芯片数量。
2、高效率和高性能为了提高执行速度和执行效率，单片机开始使用RISC、流水线和DSP的设计技术，使单片机的性能有了明显的提高，表现为：单片机的时钟频率得到提高；同样频率的单片机运行效率也有了很大的提升；由于集成度的提高，单片机的寻址能力、片内ROM（FLASH）和RAM的容量都突破了以往的数量和限制。
由于系统资源和系统复杂程度的增加，开始使用高级语言（如C语言）来开发单片机的程序。
使用高级语言可以降低开发难度，缩短开发周期，增强软件的可读性和可移植性，便于改进和扩充功能。
3、低电压和低功耗单片机的嵌入式应用决定了低电压和低功耗的特性十分重要。
由于CMOS等工艺的大量采用，很多单片机可以在更低的电压下工作（1.2V或0.9V），功耗已经降低到uA级。
这些特性使得单片机系统可以在更小电源的支持下工作更长的时间。
4、低价格单片机应用面广，使用数量大，带来的直接好处就是成本的降低。
目前世界各大公司为了提高竞争力，在提高单片机性能的同时，十分注意降低其产品的价格。
1.4 LED2106芯片的选择及设计原理（1）寄存器PINSEL0和PINSEL1的设置。
LPC2106的I/O口全都是3功能服用端口，也就是说即可用作普通输入输出端口，又用作第2或第3种功能。
设计人员可根据需要设置两个32位特殊功能寄存器PINSEL0和PINSEL1。
PINSEL0对应引脚P0.0～P0.15，PINSEL1对应引脚P0.16～P0.31。
都是寄存器中用两位来完成1根引脚的功能设置。
（2）GPIO方向寄存器设置当管脚配置为GPIO 模式时，可使用该寄存器控制管脚的方向。
任意管脚的方向位的设置必须与管脚功能一致。
表1-1GPIO 方向寄存器(IODIR)（3）输出置1寄存器IOSET当管脚配置为GPIO 输出模式时，可使用该寄存器从管脚输出高电平。
写入1 使对应管脚输出高电平。
写入0 无效。
如果一个管脚被配置为输入或第二功能，写IOSET 无效。
表1-2GPIO 输出置位寄存器（IOSET）（4）输出清零寄存器IOCLR当管脚配置为GPIO 输出模式时，可使用该寄存器从管脚输出低电平。
写入1 使对应管脚输出低电平。
写入0 无效。
如果一个管脚被配置为输入或第二功能，写IOCLR 无效。
表1-3GPIO 输出清零寄存器（IOCLR）（5） GPIO引脚值寄存器IOPIN该寄存器提供GPIO引脚的值。
反映了外部环境对引脚的影响。
表1-4GPIO 管脚值寄存器（IOPIN）第2章硬件设计2.1 LED显示电路显示器普遍地用于直观地显示数字系统的运行状态和工作数据，按照材料及产品工艺，单片机应用系统中常用的显示器有：发光二极管LED显示器、液晶LCD显示器、CRT显示器等。