mbed NXP LPC1768

Rapid Prototyping mit Cortex-M3

Das mbed Controllermodul ist mit einem LPC1768 Controller von NXP ausgestattet, dessen 32 Bit Rechnerkern auf der ARM Cortex-M3 Architektur basiert. Das mbed Modul und die von ARM bereitgestellte Entwicklungsumgebung ermöglichen die Realisierung von Prototypen und Versuchsschaltungen auf eine ganz neue, einfache und schnelle Art.

Der mechanische Aufbau der mbed Hardware als "DIL40-Extrabreit-Modul" mit zwei Pinreihen (mit 0,9" Reihenabstand und den üblichen 0,1" Pinabstand) erleichtert das Einsetzen in eine Schaltung oder das Aufstecken auf ein Protoboard. Der lötfreie Aufbau ermöglicht die wiederholte Verwendung des Rechnermoduls in verschiedenen Projekten.

Download per Drag-and-drop

Ganz einfach (und zugleich einfach genial) realisiert mbed die Verbindung zu einem Entwicklungsrechner: Schliesst man das Modul per USB an einen PC an, wird sogleich ein Mass Storage Device erkannt. Das mbed Modul verhält sich nun einfach wie ein Speicherstick am USB-Port! Man kopiert lediglich das Programm für den mbed Mikrocontroller auf das (vermeintliche) USB-Laufwerk, um den Rest (Flash-Programmierung, Programmstart) kümmert sich mbed dann automatisch!

Das mbed Modul verwendet hierzu einen zusätzlichen Controller, welcher die Kommunikation zum USB-Host und die Programmierung des LPC1768 über eine modulinterne JTAG-Verbindung steuert. Diese Arbeitsweise hat zwei entscheidende Vorteile: einerseits kann der Programmdownload als Black-Box Funktion betrachtet werden. Das binäre Firmwareimage wird in den Flash der Target-MCU geschrieben - mehr muss man als Entwickler an dieser Stelle gar nicht wissen. Und zweitens werden hierbei keine Ressourcen der Target-MCU belegt, wie das z.B. bei einem Bootlader der Fall wäre. Man kann also die eigene Software ohne Rücksicht auf Restriktionen der Entwicklungshardware auslegen.

Kein Installationsaufwand

Was hält Entwickler davon ab, eine neue Technologie - z.B. eine neue Controllerfamilie - auszuprobieren? Der wohl größte Hinderungsgrund dürfte die hierfür erforderliche Zeit darstellen, insbesondere der Zeitaufwand, eine moderne (soll u.a. heissen: umfangreiche, komplexe) Toolchain zu installieren und deren Handhabung zu erlernen. Das hat ARM erkannt und macht Entwicklern ein Angebot, das kaum auszuschlagen ist: die kostenlose Nutzung des hauseigenen ARM Realview Compilers für die mbed-Programmentwicklung, ohne Installationsaufwand - über ein Webinterface!

Dass diese Lösung keineswegs billiges Spielzeug darstellt, wird spätestens klar, wenn man bedenkt, dass der Realview Compiler auch im KEIL MDK-ARM Paket steckt, dessen Anschaffung das Budget des geneigten Entwicklers mit einigen kEUR belasten würde. Hinzu kommen umfangreiche Bibliotheken, welche sowohl einfache API-Funktionen bereitstellen als auch sehr komplexe Features unterstützen, z.B. USB, TCP/IP und HTTP Stacks. Das ganze für eben mal null Euro per Web-Zugang über die mbed Online Plattform!

C++ Entwicklungsumgebung im Web

Nebeneffekt der Browser-basierten C++ Entwicklungsumgebung ist, dass es so gut wie keine Rolle spielt, welches Betriebssystem auf dem PC des Anwenders läuft. Durch die Web-basierte Lösung kann man Windows einsetzen, man kann auf einem Mac arbeiten oder sein Lieblings-Linux verwenden. Und auch fernab des eigenen Arbeitsplatzes kann man weiter am Projekt arbeiten - rund um die Uhr, wenn es sein muss.

Natürlich ist die Weblösung mit mbed nicht dafür ausgelegt, echte Produktentwicklungen durchzuführen, schon allein durch das Fehlen traditioneller Debug-Tools bedingt. Um aber ein erstes Funktionsmuster auf die Beine zu stellen oder eine schnelle Demo für ein neues Projekt zu realisieren, ist mbed einfach nicht zu schlagen. Dahingehend kann man es wohl auch getrost akzeptieren, dass man der mbed Plattform (und dessen Betreibern) die eigenen Software-Quelltexte anvertraut. Hierbei gilt freilich einmal mehr: wirklich wichtige Daten gehören in den Safe und nicht auf die Community-Plattform.

TestBed for mbed

Mit TestBed for mbed bieten wir ein Entwicklungsboard an, das mit vielen Extras ausgestattet ist, welche die Nutzung des mbed1768-Moduls noch einfacher und attraktiver macht. Bei der Entwicklung dieses Carrier Boards haben wir versucht, den Gedanken des Rapid Prototyping konsequent zu verfolgen und dem Anwender viele Möglichkeiten für Hardwareerweiterungen rund um das mbed-Modul zu bieten.

Am wichtigsten sind die Kommunikations-Schnittstellen. Mit USB, RS485, CAN und RS232-TTL stehen zahlreiche Interfaces zur Verfügung. Obligatorisch für mbed ist natürlich eine Ethernet-Anbindung. Zu diesem Zweck wird eine RJ45-Buchse mit integrierten Status-LEDs und Übertragern bereitgestellt.

Ein alphanumerisches LC-Display mit Hintergrundbeleuchtung (LCD20X4BLU) kann verwendet werden, um Text-Informationen anzuzeigen. Die Ansteuerung erfolgt dabei im I/O-sparenden 4Bit Modus. Der Kontrast ist über ein Potentiometer regelbar.

Als weiteres Highlight bietet TestBed die Möglichkeit, Arduino-Shields einzusetzen. So ergeben sich völlig neue Möglichkeiten - die Vielfalt der vorhandenen Shields kombiniert mit der immensen Rechenleistung eines modernen Cortex-M3 Mikrocontrollers!

Für die drahtlose Kommunikation wurde außerdem ein Xbee-Sockel implementiert. Wir bieten verschiedene Funkmodule mit dem populären XBee-Footprint an, darunter: originale Xbee-Module, ein 868MHz-Funkmodul, ein GPS-Empfänger und diese Bluetooth-Lösung.

Das mbed Starterkit

Für den schnellen Einstieg mit mbed bieten wir ein komplettes Starter Kit an, welches neben dem mbed Modul und dem TestBed Carrier Board auch ein großformatiges LC-Display und zahlreiche nützliche Zusatzkomponenten enthält. Das Starterkit bietet dabei einen deutlichen Preisvorteil gegenüber der Summe der enthaltenen Einzelteile.

mbed Starter Kit

Neu: mbed NXP LPC11U24

mbed NXP LPC1768 Modul

Mikrocontroller Daten

• LPC1768 MCU von NXP
• ARM Cortex-M3 Core, 32 Bit
• 100 MHz Taktfrequenz
• 512 KB Flash
• 64 KB RAM
• 10/100 Mbps Ethernet
• USB 2.0 Full-speed Device/Host/OTG
• SPI, I2C, UART, CAN
• ADC, DAC, PWM
• GPIOs 5V-tolerant
• 3,3V Betriebsspannung

mbed Pinbelegung

mbed1768 Features

• 40-Pin DIL-Bauform
• Reihenabstand 0,9", Pinabstand 0,1"
• Spannungsversorgung über USB oder über VIN 4,5 bis 9V
• 3,3V Spannungsregler on-board
• DP83848J Ethernet PHY
• Reset-Taste
• 4 LEDs
• Abmessungen ca. 54mm x 26mm

TestBed for mbed

TestBed Features

• Europakartenformat
• CAN, RS485, 10/100MBit Ethernet, mini USB
• vorbereitet für Xbee-Module, Arduino-Shields, Text-LCD
• microSD-Kartenslot, Backupbatterie für die RTC-Funktion
• Mini-Lautsprecher, je 2 Taster und LEDs, 1 Trimm-Poti
• 2,54mm Prototyping-Fläche
• Reset-Taster
• Stromversorgung über USB oder extern mit 7..9VDC
• Abmessungen ca. 160mm x 100mm

TestBed Funktionen und Erweiterungsmöglichkeiten

Lieferumfang des Starterkits

• mbed NXP LPC1768 Mikrocontroller-Modul
• Zugang zum mbed.org Online-Portal
• USB-Anschlusskabel zum Download von Software
• TestBed for mbed Carrier Board
• LCD-Modul, 20x4 Zeichen, weiß auf blau, beleuchtet, vormontiert
• Montagematerial inkl. ein Satz teilbare Buchsenleisten
• Hochwertiges 7,5V Steckernetzteil in Schaltreglertechnologie
• Neu: ab sofort mit microSD Speicherkarte 1GB!

mbed NXP LPC11U24 Modul

Neu: mbed NXP LPC11U24

Mit dem mbed NXP LPC11U24 bereichert nun ein weiteres Mikrocontroller-Modul das mbed-Ökosystem. Der zum Einsatz kommende NXP Controller LPC11U24 hat einen Cortex-M0 Kern und ist im Vergleich zum LPC1768 (Cortex-M3) mit deutlich weniger Features beladen. Das preisgünstige Modul soll die Entwicklung von batteriebetriebenen Geräten erleichtern und die schnelle Erprobung von USB-Designs unterstützen. Natürlich stehen auch dem "kleinen" mbed alle Vorteile der Online-Entwicklungsplattform auf mbed.org zur Verfügung.