Texas Instruments 系列：Tiva C Series TM4C123G (基于 Cortex-M4)_（3）.TM4C123G硬件设计.docxVIP

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TM4C123G硬件设计

1.引言

在设计基于TM4C123G单片机的硬件系统时，了解其基本架构、引脚配置、电源要求和外设接口至关重要。本节将详细介绍这些硬件设计的基本要素，帮助您构建稳定、高效的单片机应用系统。

2.基本架构与引脚配置

2.1基本架构

TM4C123G是一款基于ARMCortex-M4内核的高性能微控制器。其基本架构包括以下几个主要部分：

中央处理单元(CPU):ARMCortex-M4内核，支持浮点运算和DSP指令。

存储器:

闪存(Flash):256KB，用于存储程序代码。

RAM:64KB，用于数据存储和运行时变量。

电源管理:

供电电压:3.0V至3.6V。

低功耗模式:支持多种低功耗模式。

时钟系统:

内部振荡器:16MHz。

外部晶振:可支持高达25MHz的外部晶振。

PLL(Phase-LockedLoop):支持高达80MHz的系统时钟。

外设接口:

GPIO(GeneralPurposeInput/Output):多达80个GPIO引脚。

UART(UniversalAsynchronousReceiver/Transmitter):多达8个UART接口。

I2C(Inter-IntegratedCircuit):多达4个I2C接口。

SPI(SerialPeripheralInterface):多达4个SPI接口。

ADC(Analog-to-DigitalConverter):12位ADC，最多12个通道。

PWM(PulseWidthModulation):16通道PWM。

定时器:多达12个定时器。

其他外设:如DMA(DirectMemoryAccess)、SSI(SynchronousSerialInterface)等。

2.2引脚配置

TM4C123G具有丰富的引脚资源，每个引脚可以配置为多种功能。以下是引脚配置的一些基本概念和方法：

引脚复用:多个外设可以共享同一个引脚，通过配置寄存器来选择具体的功能。

引脚配置寄存器:

GPIOPortControlRegister(GPIOx_PCTL):用于选择引脚的复用功能。

GPIODirectionControlRegister(GPIOx_DIR):用于设置引脚的方向（输入或输出）。

GPIODataRegister(GPIOx_DATA):用于读取或设置引脚的数据。

GPIODigitalEnableRegister(GPIOx_DEN):用于启用或禁用引脚的数字功能。

GPIOPull-Up/Pull-DownRegister(GPIOx_PUR/GPIOx_PDR):用于设置引脚的上拉或下拉电阻。

2.2.1引脚配置示例

以下是一个简单的示例，演示如何配置一个GPIO引脚为输出模式并控制一个LED。

#includetm4c123gh6pm.h

//配置引脚为输出模式

voidGPIO_Init(void){

//使能端口F的时钟

SYSCTL_RCGCGPIO_R|=SYSCTL_RCGCGPIO_R5;

//等待时钟稳定

while((SYSCTL_PRGPIO_RSYSCTL_PRGPIO_R5)==0){}

//选择引脚F1为GPIO功能

GPIO_PORTF_AFSEL_R=~0x02;

GPIO_PORTF_PCTL_R=~GPIO_PCTL_PF1_M;

GPIO_PORTF_PCTL_R|=GPIO_PCTL_PF1_GPIO;

//设置引脚F1为输出模式

GPIO_PORTF_DIR_R|=0x02;

//启用引脚F1的数字功能

GPIO_PORTF_DEN_R|=0x02;

}

//控制LED

voidToggle_LED(void){

//读取当前引脚状态

uint32_tcurrentState=GPIO_PORTF_DATA_R0x02;

//切换LED状态

if(currentState){

GPIO_PORTF_DATA_R=~0x02;//关闭LED

}else{

GPIO_PORTF_DATA_R|=0x02;//打开LED

}

}

intmain