1、LPC80x的IO口雙電源供電介紹
細心的用戶可能會發現，在LPC802(TSSOP20)和LPC804(TSSOP24)這兩款封裝的晶片上，提供了一種以前沒有的性能，稱為IO口雙電源供電（Dual IO Supply）。
什麼是IO口雙電源供電吶？其實，它是指將晶片兩邊的管腳分別由兩個電源域供電，從而使得它們可以分別工作在不同的電壓範圍。這樣設計的好處在於，可以讓這兩款晶片同時適配兩種不同工作電壓的外部器件，在某些應用環境下節省外部電平轉換器件。如下圖所示，晶片左邊管腳的電壓範圍由VDDio控制，右邊管腳的電壓範圍由VDD控制。
圖1. LPC802/804 IO口雙電源供電
例如用戶可以把VDDio設置為3.3V，而VDD設置為1.8V；通過SWM把需要連接到3.3V器件的信號對接到左側，把需要連接到1.8V器件的信號對接到右側。在具有雙電源供電的晶片上，還有另一項特殊功能，即在晶片內部把一側的輸入信號直連到另一側輸出，而不經過內部的其它邏輯單元，使該晶片部分具有了電平轉換器件的功能。
用戶在實際使用時，可通過SWM定義LPC80x一邊的任意兩個管腳為輸入管腳：In0, In1，另一邊的任意兩個管腳為輸出管腳：Out0, Out1。設置完成後，相對應的兩個輸入、輸出管腳可看作物理上相連，只是有一個方向性的限制。這樣，一個加在輸入管腳上的信號可無延遲地到達輸出管腳，而無需軟體的介入，這兩對信號就構成為了一個電平轉換器件。
2、管腳的電氣特性
管腳的電氣特性如下圖所示，管腳的高低電壓閾值由相對應的電源電壓決定。
由VDDio供電的管腳電氣特性：
圖2. VDDio供電的管腳電氣特性
由VDD供電的管腳電氣特性：
圖3. VDD供電的管腳電氣特性
需要注意的一點：當使用ADC功能時，VDDio和VDD都需要提供2.5伏以上的電壓，否則會影響ADC轉換精度。
3、管腳使用的區別
對於提供IO口雙電源供電功能的晶片（DS-Dual power supply）和不提供IO口雙電源供電功能的晶片（SS-Single power supply），它們的管腳功能稍有不同，如下圖所示：
圖4. SS晶片和DS晶片的引腳比較
DS晶片的第2腳為VDDio，而SS晶片的第2腳用作PIO0_17。此外，DS晶片使用13、14腳作為ISP USART口，而SS晶片使用6、19腳作為ISP USART口，實際使用中要注意。
4、一個電平轉換的演示實例
4.1 實例介紹
該演示實例模擬了一個3.3V的應用系統，通過LPC802向另一個1.8V的應用系統傳輸信號的過程。
在傳輸信號之前，LPC802使用SWM將PIO0_14 配為電平轉換的In0，將PIO0_11配為電平轉換的Out0，3.3V的應用系統發送一個方波到LPC802的PIO0_14管腳上，該方波無延時地直接從PIO0_11輸出，送往1.8V的應用系統。為方便演示，這裡使用LPC802的PIO0_9管腳輸出方波來模擬3.3V的應用系統發出的方波。
圖5. LPC802電平轉換演示
4.2 演示實例所需環境的建立
演示實例使用演示板LPCXpress802，並做相應配置及修改：
-
板上JP1需放置在3.3V一側，使得VDD = 3.3V
-
將上原有SS晶片LPC802M001JDH20替換為DS晶片LPC802M011JDH20
-
移除R35，放置0歐電阻R23，使得VDDio = 1.8V
圖6. 開發板設置
板子配置及修改完成後，將管腳PIO0_9 和 PIO0_14連在一起（可通過Arduino插座）。演示實例所用例程，在相應的應用筆記發布後，可到NXP官網下載。
4.3 演示步驟
-
通過USB線給演示板上電
-
在電腦上打開串口助手（可選，若只需觀察波形可忽略）
-
編譯例程及下載
-
使用示波器觀觀察PIO0_14管腳上的3.3V方波，和PIO0_11管腳上的1.8V方波
4.4 演示結果
演示結果如圖所示：
圖7. 電平轉換方波波形
PIO0_11管腳信號可實時跟隨PIO0_14管腳上的信號，且電平得到轉換，LPC802實現了電平轉換器件的功能。
5、總結
LPC80x的雙電源供電機制，為用戶擴大了器件的選型範圍，並可以在需要的時候配置出兩對引腳，實現電平轉換的功能，節省了相應的器件。
LPC80x只配置了20個引腳，非常適合於小型的應用場景，通常這種小型的應用環境都是相對地對成本敏感，這種雙電源供電機制恰好可以幫助客戶更有效地控制成本。
我要聯絡