Arduino 系列：Arduino Due 系列 (基于 ATSAM3X8E)_（2）.ATSAM3X8E 微控制器详解.docxVIP

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ATSAM3X8E微控制器详解

1.ATSAM3X8E概述

ATSAM3X8E是ArduinoDue系列的核心微控制器。它是一款高性能、低功耗的32位ARMCortex-M3微控制器，由Atmel公司生产。ATSAM3X8E拥有54个GPIO引脚，支持多种外设接口，如SPI、I2C、UART、USB、CAN等，适用于各种嵌入式应用。

1.1主要特性

32位ARMCortex-M3内核：运行频率高达84MHz。

512KBFlash存储器：用于存储程序代码。

96KBSRAM：用于数据存储和处理。

12位ADC：12位分辨率的模拟到数字转换器，支持14个输入通道。

12位DAC：2个12位分辨率的数字到模拟转换器。

USB接口：支持USB2.0全速设备和主机模式。

CAN接口：支持CAN2.0B协议。

外设：包括SPI、I2C、UART、定时器、PWM等多种外设接口。

低功耗模式：支持多种低功耗模式，适用于电池供电设备。

1.2应用领域

ATSAM3X8E微控制器广泛应用于各种嵌入式系统，包括但不限于：

工业控制：实时控制、数据采集。

消费电子：智能家电、可穿戴设备。

物联网：传感器数据处理、网络通信。

教育和研究：嵌入式系统开发、实验教学。

2.ATSAM3X8E内部架构

2.1CPU内核

ATSAM3X8E采用ARMCortex-M3内核，这是一种高性能、低功耗的32位RISC处理器。Cortex-M3内核的特点包括：

高效率：采用哈佛架构，支持单周期乘法和硬件除法。

低功耗：工作电压范围广，支持多种低功耗模式。

中断处理：支持128个中断，具有可配置的优先级和嵌套中断处理能力。

2.2存储器

ATSAM3X8E配备了512KB的Flash存储器和96KB的SRAM。这些存储器的特点如下：

Flash存储器：用于存储程序代码和常量数据。支持编程和擦除操作，具有高可靠性。

SRAM：用于存储运行时数据和变量。支持快速访问，适合数据处理和缓冲。

2.3外设接口

ATSAM3X8E配备了丰富的外设接口，包括：

SPI：串行外设接口，用于高速通信。

I2C：两线串行接口，用于低速通信。

UART：通用异步收发传输器，用于串行通信。

USB：支持USB2.0全速设备和主机模式。

CAN：控制器局域网接口，用于汽车和工业应用。

定时器：多个定时器，用于定时和计数。

PWM：脉宽调制，用于控制电机和灯光。

2.4电源管理

ATSAM3X8E支持多种电源管理功能，包括：

低功耗模式：包括睡眠模式、深度睡眠模式和待机模式，可以根据应用需求选择合适的模式。

电源域：支持多个电源域，可以独立控制各个部分的电源状态。

3.GPIO引脚配置

3.1GPIO引脚概述

ATSAM3X8E拥有54个GPIO引脚，每个引脚都可以配置为输入或输出。GPIO引脚的配置可以通过寄存器或库函数进行。

3.2配置GPIO引脚

3.2.1使用寄存器配置

ATSAM3X8E的GPIO引脚配置可以通过寄存器进行。以下是一个简单的例子，展示如何配置一个GPIO引脚为输出模式并控制其状态。

//定义GPIO引脚寄存器

#defineGPIO_BASE(0x400E0800)

#defineGPIO_PER(0x01)

#defineGPIO_PD0(0

//配置GPIO引脚为输出模式

voidconfigure_gpio_output(uint32_tpin){

//使能GPIO外设时钟

PMC-PMC_PCER0=GPIO_PER;

//配置引脚为输出模式

GPIO-PIO_PER=pin;

GPIO-PIO_OER=pin;

GPIO-PIO_PUER=pin;//使能上拉

}

//设置GPIO引脚状态

voidset_gpio_pin(uint32_tpin,uint32_tstate){

if(state){

GPIO-PIO_SODR=pin;//设置引脚为高电平

}else{

GPIO-PIO_CODR=pin;//设置引脚为低电平

}

}

intmain(){

//配置GPIOPD0为输出模式

confi