ek lm3s8962系列學(xué)習(xí)材料開(kāi)發(fā)套件概述

TILM3S8962評(píng)估套件概述合肥工業(yè)大學(xué)-TI單片機(jī)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室（MSP430&Cortex-M）作者：邵春莉指導(dǎo)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(jí)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(shí)時(shí)

MCUs數(shù)字信號(hào)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(shè)備包含timers,UART,I2C,SPI,USB,I2S,EPI,Ethernet,CAN,PWM,ADCs,DMA.每個(gè)設(shè)備所包含的外設(shè)沒(méi)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(diǎn)哈佛結(jié)構(gòu)處理器采用獨(dú)立的指令總線和數(shù)據(jù)總線，可以同時(shí)進(jìn)行取指和數(shù)據(jù)讀/寫(xiě)操作，從而提高處理器的運(yùn)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(kāi)銷，使存儲(chǔ)容量的需求得到最小化。Cortex-M3處理器特點(diǎn)3級(jí)流水線+分支預(yù)測(cè)在處理器從存儲(chǔ)器預(yù)取指令時(shí)，如遇到轉(zhuǎn)移指令，能自動(dòng)預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)移是否發(fā)生，并從預(yù)測(cè)的方向進(jìn)行取指，大幅縮短等待時(shí)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(duì)齊數(shù)據(jù)訪問(wèn)CM3存儲(chǔ)器系統(tǒng)支持非對(duì)齊訪問(wèn)，這個(gè)特性直到v7M才有。它可以訪問(wèn)存儲(chǔ)在一個(gè)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(gè)半字類型數(shù)據(jù)可以分配在一個(gè)32位單元中，提高了存儲(chǔ)器的利用率。一般ARM的對(duì)齊模式CM3的非對(duì)齊模式Cortex-M3處理器特點(diǎn)位綁定操作在位綁定區(qū)中，每一個(gè)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(gè)字(只有LSB有效)，這樣對(duì)位綁定別名區(qū)操作時(shí)，可以不用屏蔽操作，提高了位操作的速度。對(duì)位寫(xiě)操作存儲(chǔ)保護(hù)單元(MPU)MPU可以實(shí)施對(duì)存儲(chǔ)器(主要是內(nèi)存和外設(shè)寄存器)的保護(hù)，以使軟件更加穩(wěn)定可靠，按照區(qū)來(lái)實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)保護(hù)，CM3的MPU可提供以下支持：◢可設(shè)定保護(hù)區(qū)，阻止不正確的訪問(wèn)；保護(hù)區(qū)共8個(gè)，并可進(jìn)一步劃分為子區(qū)；◢可設(shè)置保護(hù)區(qū)等級(jí)，分為8級(jí)，用0~7表示，其中0最低、7最高；不同級(jí)別保護(hù)區(qū)可重疊；◢可設(shè)定訪問(wèn)權(quán)限，例如可將關(guān)鍵數(shù)據(jù)區(qū)設(shè)置為只讀；◢可檢測(cè)意外的存儲(chǔ)訪問(wèn)，例如堆棧溢出、數(shù)組越界等；◢可設(shè)定存儲(chǔ)區(qū)訪問(wèn)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(diǎn)存儲(chǔ)器映射CM3只有一個(gè)單一固定的存儲(chǔ)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(gè)規(guī)則是粗線條的，依然允許芯片制造商靈活地分配存儲(chǔ)器空間，以制造出各具特色的微控制器產(chǎn)品。Stellaris存儲(chǔ)器組織FlashROMSRAM256KB的Flash1KB區(qū)塊Flash保護(hù)讀Flash保護(hù)編程Stellaris引導(dǎo)程序和向量表Stellaris外設(shè)驅(qū)動(dòng)庫(kù)AES密碼表CRC差錯(cuò)檢測(cè)96KB位綁定區(qū)位綁定技術(shù)代碼執(zhí)行Cortex-M3處理器特點(diǎn)先進(jìn)的中斷處理功能◆CM3支持16種系統(tǒng)異常(保留5個(gè))，內(nèi)置的NVIC支持多達(dá)240個(gè)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(shí)現(xiàn)，不需要軟件代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)。◆可編程N(yùn)VIC可動(dòng)態(tài)地修改優(yōu)先級(jí)，并且可以設(shè)置搶占優(yōu)先級(jí)和次優(yōu)先級(jí)?！鬋M3在進(jìn)入異常服務(wù)程序時(shí)，自動(dòng)將R0~R3、R12、LR、PSR和PC入棧，并在中斷返回時(shí)自動(dòng)彈出，取向量和保存狀態(tài)是同時(shí)進(jìn)行的，這樣便提高了進(jìn)入中斷的效率。◆優(yōu)化中斷響應(yīng)還有兩種方法，尾鏈中斷機(jī)制和遲到中斷機(jī)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(jī)制，把系統(tǒng)程序使用的堆棧和用戶程序使用的堆棧分開(kāi)。32位Thumb-2指令可以訪問(wèn)所有寄存器?！鬚SR在其內(nèi)部又被分為3個(gè)子狀態(tài)寄存器：

應(yīng)用程序PSR(APSR)中斷號(hào)PSR(IPSR)執(zhí)行PSR(EPSR)中斷處理—尾鏈中斷PUSHPOPISR1PUSHISR2PUSHISR1POPISR22616261612IRQ1IRQ261242個(gè)時(shí)鐘周期6個(gè)時(shí)鐘周期高優(yōu)先級(jí)尾鏈中斷技術(shù)ARM7

從#1中斷請(qǐng)求到#1中斷響應(yīng)要26個(gè)時(shí)鐘周期從#1中斷返回到#2中斷響應(yīng)要42個(gè)時(shí)鐘周期#2中斷返回要16個(gè)時(shí)鐘周期Cortex-M3

從#1中斷請(qǐng)求到#1中斷響應(yīng)要12個(gè)時(shí)鐘周期

從#1中斷返回到#2中斷響應(yīng)要6個(gè)時(shí)鐘周期

#2中斷返回要12個(gè)時(shí)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(jí)Cortex-M3

#2中斷入棧

尚未執(zhí)行#2中斷服務(wù)程序時(shí)更高優(yōu)先級(jí)的#1中斷請(qǐng)求，入棧完成后執(zhí)行ISR1

#1中斷返回后尾鏈進(jìn)入#2中斷服務(wù)程序ARM7

26個(gè)時(shí)鐘周期進(jìn)入#2中斷

#1中斷優(yōu)先級(jí)高于#2中斷，另外需要26個(gè)時(shí)鐘周期進(jìn)入#1中斷服務(wù)程序

#1中斷返回后消耗16個(gè)時(shí)鐘周期進(jìn)入#2中斷服務(wù)程序26161626126ISR1TIStellaris系列微控制器特點(diǎn)遠(yuǎn)程監(jiān)控電子售貨機(jī)測(cè)試和測(cè)量設(shè)備網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和交換機(jī)工廠自動(dòng)化HVAC和建筑控制游戲設(shè)備運(yùn)動(dòng)控制醫(yī)療器械火警安防運(yùn)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(zhǔn)確的中斷控制器:6個(gè)時(shí)鐘周期,不多于12個(gè)時(shí)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(wú)須模式切換三種睡眠模式降低電源消耗高級(jí)調(diào)試功能包括數(shù)據(jù)斷點(diǎn)和軟件斷點(diǎn)位綁定技術(shù)1.25DMIPS/MHz—比ARM7和ARM9好LM3S8962評(píng)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(jià)格便宜且應(yīng)用廣泛，適合初學(xué)者學(xué)習(xí)。LM3S8962以太網(wǎng)+CAN評(píng)估板和獨(dú)立的LM3S2110CAN器件板—OLED圖形顯示屏—電磁揚(yáng)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(pán)—評(píng)估板的軟件工具—完備的文檔資料—快速啟動(dòng)指南和源代碼—Stellaris外設(shè)驅(qū)動(dòng)庫(kù)和實(shí)例源碼評(píng)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(dá)50MHz片內(nèi)存儲(chǔ)器-256KBFlash-64KBSRAM先進(jìn)串行集成-10M/100M以太網(wǎng)MAC/PHY-3個(gè)CAN2.0A/B控制器-2個(gè)UART，帶IrDA-2個(gè)I2C-2個(gè)同步串行接口(SSI)系統(tǒng)集成-2個(gè)帶獨(dú)立時(shí)鐘域的看門狗定時(shí)器-ARMCortex系統(tǒng)定時(shí)器-4個(gè)32位定時(shí)器(可設(shè)置為8個(gè)16位)，具有RTC功能-低功耗電池后備休眠模式-靈活的引腳復(fù)用功能運(yùn)動(dòng)控制-6個(gè)先進(jìn)PWM輸出，用于電機(jī)和能量應(yīng)用-2個(gè)正交編碼輸入(QEI)模擬-2個(gè)8通道10位ADC(總共16通道)-3個(gè)模擬比較器-LDO電壓調(diào)節(jié)器LM3S8962評(píng)估套件開(kāi)發(fā)●通用I/O端口(GPIO)控制實(shí)驗(yàn)●用戶使用開(kāi)關(guān)實(shí)驗(yàn)●液晶(OLED)顯示實(shí)驗(yàn)●位帶操作實(shí)驗(yàn)●中斷控制實(shí)驗(yàn)●

通用定時(shí)器實(shí)驗(yàn)●看門狗定時(shí)器實(shí)驗(yàn)●模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)實(shí)驗(yàn)●通用異步收發(fā)器(UART)實(shí)驗(yàn)●PWM產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)●同步串行接口(SSI)實(shí)驗(yàn)●控制器局域網(wǎng)(CAN)實(shí)驗(yàn)●以太網(wǎng)實(shí)驗(yàn)●JTAG轉(zhuǎn)GPIO實(shí)驗(yàn)●內(nèi)存保護(hù)單元(MPU)實(shí)驗(yàn)●LM3S8962開(kāi)發(fā)套件概述●CCS安裝與應(yīng)用實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)實(shí)驗(yàn)設(shè)備軟、硬件安裝及說(shuō)明

實(shí)驗(yàn)例程PPT視頻LM3S8962評(píng)估套件開(kāi)發(fā)前期目標(biāo)查看評(píng)估套件內(nèi)容安裝軟件連接硬件安裝驅(qū)動(dòng)程序快速啟動(dòng)應(yīng)用程序

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