ek lm3s8962系列學習材料開發(fā)套件概述

TILM3S8962評估套件概述合肥工業(yè)大學-TI單片機聯(lián)合實驗室（MSP430&Cortex-M）作者：邵春莉指導老師：徐科軍教授聯(lián)系方式：

TI嵌入式處理器產(chǎn)品DigitalSignalProcessors(DSPs)Microcontrollers(MCUs)ARM?-BasedProcessors高級通信功能

Cortex?-M3MCUs

DSPDSP+ARMARMCortex-A8MPUs超低功耗

DSP多核DSP16位超低功耗

MCUs32位實時

MCUs數(shù)字信號處理(DSPs)微控制器(MCUs)基于ARM的處理器Stellaris發(fā)展路線圖LM3S1xx/3xxLM3S6xx/8xx8-64KBflashMotioncontrol48-pinpkgLM3S9xxx128-256KBflashCAN&motioncontrol64-&100-pinpkgGeneralMCUUSBEthernetLM3S1xxx2xxx16-256KBflashCAN&motioncontrol64-&100-pinpkgLM3S3xxx/5xxx16-256KBflashCAN&motioncontrol64-&100-pinpkgLM3S6xxx64-256KBflashMotioncontrol64-&100-pinpkgLM3S8xxx64-256KBflashCAN&Motioncontrol64-&100-pinpkgLM3S9xxx384-512KBflashCAN&motioncontrol64-&100-pinpkgLM4F191/194128Kto2MBflash64-,100-,144-pinLM4F291/294128KBto2MBflashMotioncontrol64-,100-,144-pinLM4F130/1/2/432KB-2MBflash64-,100-,144-pinProduction

ARMCorte-M3Sampling

ARM

Cortex

–M3Development

ARM

Cortex

-M4FLM4F29B/29C128KBto2MBflashEncryption/tamperMotioncontrol64-,100-,144-pinLM4F230/1/2/432KB-2MBflashMotioncontrol64-,100-,144-pinLM4F13A/B/C128KB-2MBflashEncryption/tamper64-,100-,144-pinLM4F23B/23C128KB-2MBflashEncryption/tamperMotioncontrol64-,100-,144-pinLM4F110/1/2/432KB-2MBflash64-,100-,144-pinLM4F11A/B/C128KB-2MBflashEncryption/tamper64-,100-,144-pin注:所有設備包含timers,UART,I2C,SPI,USB,I2S,EPI,Ethernet,CAN,PWM,ADCs,DMA.每個設備所包含的外設沒有完整的顯示。Cortex-M3處理器結(jié)構(gòu)圖2Cortex-M3處理器結(jié)構(gòu)圖1Cortex-M3內(nèi)核結(jié)構(gòu)采用ARMv7架構(gòu)基于哈佛結(jié)構(gòu)Cortex-M3處理器特點哈佛結(jié)構(gòu)處理器采用獨立的指令總線和數(shù)據(jù)總線，可以同時進行取指和數(shù)據(jù)讀/寫操作，從而提高處理器的運行性能。000001111110101111111000000001111011000000000001011111COREFLASHRAMDMAPERIPHPERIPHI-Code11101000CM3FLASHRAMDMAPERIPHPERIPH101101D-Code000010110110SystemThumb-2指令集一種16位/32位混合編碼指令，兼容16位Thumb指令集，CM3不再使用32位ARM指令集，僅支持Thumb-2指令集，省去了ARM狀態(tài)和Thumb狀態(tài)的切換開銷，使存儲容量的需求得到最小化。Cortex-M3處理器特點3級流水線+分支預測在處理器從存儲器預取指令時，如遇到轉(zhuǎn)移指令，能自動預測轉(zhuǎn)移是否發(fā)生，并從預測的方向進行取指，大幅縮短等待時間，從而提供給流水線連續(xù)的指令流，流水線就可以不斷地執(zhí)行有效指令，保證了其性能的發(fā)揮。支持非對齊數(shù)據(jù)訪問CM3存儲器系統(tǒng)支持非對齊訪問，這個特性直到v7M才有。它可以訪問存儲在一個32單元中的字節(jié)/半字類型數(shù)據(jù)，這樣4字節(jié)類型或2個半字類型數(shù)據(jù)可以分配在一個32位單元中，提高了存儲器的利用率。一般ARM的對齊模式CM3的非對齊模式Cortex-M3處理器特點位綁定操作在位綁定區(qū)中，每一個地址單元的32位變量中的每一位都映射到別名地址區(qū)的一個字(只有LSB有效)，這樣對位綁定別名區(qū)操作時，可以不用屏蔽操作，提高了位操作的速度。對位寫操作存儲保護單元(MPU)MPU可以實施對存儲器(主要是內(nèi)存和外設寄存器)的保護，以使軟件更加穩(wěn)定可靠，按照區(qū)來實現(xiàn)存儲保護，CM3的MPU可提供以下支持：◢可設定保護區(qū)，阻止不正確的訪問；保護區(qū)共8個，并可進一步劃分為子區(qū)；◢可設置保護區(qū)等級，分為8級，用0~7表示，其中0最低、7最高；不同級別保護區(qū)可重疊；◢可設定訪問權(quán)限，例如可將關(guān)鍵數(shù)據(jù)區(qū)設置為只讀；◢可檢測意外的存儲訪問，例如堆棧溢出、數(shù)組越界等；◢可設定存儲區(qū)訪問屬性，并提供給系統(tǒng)使用，如是否緩沖區(qū)。Cortex-M3處理器特點存儲器映射CM3只有一個單一固定的存儲器映射，這極大地方便了各種CM3微控制器間的軟件移植；但是這個規(guī)則是粗線條的，依然允許芯片制造商靈活地分配存儲器空間，以制造出各具特色的微控制器產(chǎn)品。Stellaris存儲器組織FlashROMSRAM256KB的Flash1KB區(qū)塊Flash保護讀Flash保護編程Stellaris引導程序和向量表Stellaris外設驅(qū)動庫AES密碼表CRC差錯檢測96KB位綁定區(qū)位綁定技術(shù)代碼執(zhí)行Cortex-M3處理器特點先進的中斷處理功能◆CM3支持16種系統(tǒng)異常(保留5個)，內(nèi)置的NVIC支持多達240個外部中斷輸入，不需要軟件判斷中斷源，向量化的中斷功能顯著地縮短了中斷延遲；中斷的嵌套也是用硬件實現(xiàn)，不需要軟件代碼來實現(xiàn)?！艨删幊蘊VIC可動態(tài)地修改優(yōu)先級，并且可以設置搶占優(yōu)先級和次優(yōu)先級?！鬋M3在進入異常服務程序時，自動將R0~R3、R12、LR、PSR和PC入棧，并在中斷返回時自動彈出，取向量和保存狀態(tài)是同時進行的，這樣便提高了進入中斷的效率?！魞?yōu)化中斷響應還有兩種方法，尾鏈中斷機制和遲到中斷機制。寄存器◆為了減少門數(shù)和提高系統(tǒng)的靈活性，CM3采用了一種新的基于堆棧的異常模型?！鬋M3引入了分組堆棧指針機制，把系統(tǒng)程序使用的堆棧和用戶程序使用的堆棧分開。32位Thumb-2指令可以訪問所有寄存器?！鬚SR在其內(nèi)部又被分為3個子狀態(tài)寄存器：

應用程序PSR(APSR)中斷號PSR(IPSR)執(zhí)行PSR(EPSR)中斷處理—尾鏈中斷PUSHPOPISR1PUSHISR2PUSHISR1POPISR22616261612IRQ1IRQ261242個時鐘周期6個時鐘周期高優(yōu)先級尾鏈中斷技術(shù)ARM7

從#1中斷請求到#1中斷響應要26個時鐘周期從#1中斷返回到#2中斷響應要42個時鐘周期#2中斷返回要16個時鐘周期Cortex-M3

從#1中斷請求到#1中斷響應要12個時鐘周期

從#1中斷返回到#2中斷響應要6個時鐘周期

#2中斷返回要12個時鐘周期ARM7基于匯編代碼的中斷處理技術(shù)Cortex-M3基于硬件的中斷處理技術(shù)主程序ISR1ISR2入棧中斷返回出棧中斷返回主程序中斷處理—遲到中斷ISR2IRQ1IRQ2ISR2尾鏈技術(shù)ISR1PUSHPUSHPOPPOPPUSHPOPARM7Cortex-M3高優(yōu)先級Cortex-M3

#2中斷入棧

尚未執(zhí)行#2中斷服務程序時更高優(yōu)先級的#1中斷請求，入棧完成后執(zhí)行ISR1

#1中斷返回后尾鏈進入#2中斷服務程序ARM7

26個時鐘周期進入#2中斷

#1中斷優(yōu)先級高于#2中斷，另外需要26個時鐘周期進入#1中斷服務程序

#1中斷返回后消耗16個時鐘周期進入#2中斷服務程序26161626126ISR1TIStellaris系列微控制器特點遠程監(jiān)控電子售貨機測試和測量設備網(wǎng)絡設備和交換機工廠自動化HVAC和建筑控制游戲設備運動控制醫(yī)療器械火警安防運用范圍非常廣泛：Cortex-M3為微控制器版本優(yōu)化的單周期flash快速,準確的中斷控制器:6個時鐘周期,不多于12個時鐘周期單周期硬件乘法器和除法器Thumb2混合16-/32-位指令集—無須模式切換三種睡眠模式降低電源消耗高級調(diào)試功能包括數(shù)據(jù)斷點和軟件斷點位綁定技術(shù)1.25DMIPS/MHz—比ARM7和ARM9好LM3S8962評估套件特性TI公司提供的Stellaris系列微控制器中LM3S8962集成了CAN控制器和以太網(wǎng)，功能比較齊全，價格便宜且應用廣泛，適合初學者學習。LM3S8962以太網(wǎng)+CAN評估板和獨立的LM3S2110CAN器件板—OLED圖形顯示屏—電磁揚聲器—microSD卡插槽—USB調(diào)試接口可卷縮以太網(wǎng)線纜、CAN帶狀線纜、USB線纜、JTAG線纜光盤—評估板的軟件工具—完備的文檔資料—快速啟動指南和源代碼—Stellaris外設驅(qū)動庫和實例源碼評估板和器件板介紹LM3S8962微控制器特性ARMCortex-M3v7M處理器核-工作頻率高達50MHz片內(nèi)存儲器-256KBFlash-64KBSRAM先進串行集成-10M/100M以太網(wǎng)MAC/PHY-3個CAN2.0A/B控制器-2個UART，帶IrDA-2個I2C-2個同步串行接口(SSI)系統(tǒng)集成-2個帶獨立時鐘域的看門狗定時器-ARMCortex系統(tǒng)定時器-4個32位定時器(可設置為8個16位)，具有RTC功能-低功耗電池后備休眠模式-靈活的引腳復用功能運動控制-6個先進PWM輸出，用于電機和能量應用-2個正交編碼輸入(QEI)模擬-2個8通道10位ADC(總共16通道)-3個模擬比較器-LDO電壓調(diào)節(jié)器LM3S8962評估套件開發(fā)●通用I/O端口(GPIO)控制實驗●用戶使用開關(guān)實驗●液晶(OLED)顯示實驗●位帶操作實驗●中斷控制實驗●

通用定時器實驗●看門狗定時器實驗●模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)實驗●通用異步收發(fā)器(UART)實驗●PWM產(chǎn)生實驗●同步串行接口(SSI)實驗●控制器局域網(wǎng)(CAN)實驗●以太網(wǎng)實驗●JTAG轉(zhuǎn)GPIO實驗●內(nèi)存保護單元(MPU)實驗●LM3S8962開發(fā)套件概述●CCS安裝與應用實驗指導書實驗設備軟、硬件安裝及說明

實驗例程PPT視頻LM3S8962評估套件開發(fā)前期目標查看評估套件內(nèi)容安裝軟件連接硬件安裝驅(qū)動程序快速啟動應用程序

下載并安裝集成開發(fā)環(huán)境CCSv4.x(至少支持Stellaris)下載并安裝StellarisWare下載LMFlashProgrammer下載并運行最新版本的Java運行環(huán)境下載并安裝GIMP圖形庫用戶指南外設驅(qū)動程序用戶指南LM3S8962用戶指南StellarisFTDI驅(qū)動程序LM3S8962評估套件開發(fā)Stellar