Texas Instruments 系列:Tiva C Series TM4C123G (基于 Cortex-M4)_(1).TivaC系列TM4C123G概述.docxVIP

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TivaC系列TM4C123G概述

1.基本介绍

TivaCSeriesTM4C123G微控制器是TexasInstruments推出的一款高性能、低功耗的32位ARMCortex-M4处理器。它广泛应用于各种嵌入式系统中,包括工业控制、消费电子、医疗设备和物联网等。TM4C123G系列微控制器集成了丰富的外设和强大的计算能力,使其成为开发复杂应用的理想选择。

1.1主要特性

高性能处理器:基于ARMCortex-M4内核,最高运行频率可达80MHz,支持浮点运算和DSP指令。

低功耗:多种低功耗模式,能够满足不同应用场景的功耗需求。

丰富的外设:包括UART、I2C、SPI、CAN、ADC、DAC、PWM、GPIO等。

大容量存储:高达256KB的Flash存储器和32KB的SRAM。

灵活的电源管理:支持多种电源输入方式,包括3.3V和5V供电。

强大的调试工具:支持JTAG、SWD等调试接口,方便开发和调试。

1.2应用领域

TM4C123G系列微控制器主要应用于以下几个领域:

工业控制:电机控制、传感器接口、数据采集等。

消费电子:智能家居、可穿戴设备、智能家电等。

医疗设备:便携式医疗设备、健康监测系统等。

物联网:无线传感器网络、环境监测、智能农业等。

2.硬件架构

2.1ARMCortex-M4内核

ARMCortex-M4是一款高性能、低功耗的32位RISC处理器,专为嵌入式应用设计。它支持Thumb-2指令集,具有32位数据处理能力,并且集成了浮点运算单元(FPU)和数字信号处理(DSP)指令,能够在处理复杂算法时提供出色的性能。

2.2存储器架构

TM4C123G系列微控制器的存储器架构包括Flash存储器和SRAM,具体如下:

Flash存储器:用于存储程序代码和常量数据,最高可达256KB。

SRAM:用于存储运行时数据,最高可达32KB。

2.3电源管理

TM4C123G系列微控制器支持多种电源管理模式,包括:

正常运行模式:处理器全速运行,所有外设均可用。

低功耗模式:包括睡眠模式、深度睡眠模式和待机模式,适用于功耗敏感的应用。

2.4外设介绍

TM4C123G集成了丰富的外设,具体包括:

UART:通用异步收发传输器,用于串行通信。

I2C:用于连接低速外设的串行通信协议。

SPI:同步串行通信协议,用于高速数据传输。

CAN:控制器局域网协议,适用于汽车和工业应用。

ADC:模数转换器,用于将模拟信号转换为数字信号。

DAC:数模转换器,用于将数字信号转换为模拟信号。

PWM:脉宽调制,用于控制电机等设备的速度。

GPIO:通用输入输出端口,用于控制外部设备。

3.开发环境

3.1开发工具

开发TivaCSeriesTM4C123G微控制器需要以下工具:

IDE:推荐使用TI的CodeComposerStudio(CCS)或者开源的IDE如Eclipse。

调试工具:如JTAG接口或SWD接口的调试器。

开发板:如TM4C123GLaunchPad,用于快速原型开发和测试。

3.2安装和配置

3.2.1安装CodeComposerStudio(CCS)

访问TI的官方网站,下载必威体育精装版版本的CodeComposerStudio。

安装过程中选择默认设置,完成安装。

启动CCS,选择“File”-“Import”,导入TivaC系列的示例项目。

3.2.2配置硬件

将TM4C123GLaunchPad连接到电脑的USB接口。

在CCS中选择“Debug”-“DebugConfigurations”,配置调试设备。

选择“JTAG”或“SWD”接口,点击“Apply”保存配置。

4.基本编程

4.1GPIO编程

GPIO(GeneralPurposeInput/Output)是微控制器中最基本的外设之一,用于控制外部设备的输入输出。

4.1.1GPIO配置

//包含必要的头文件

#includetm4c123gh6pm.h

//配置GPIO端口

voidGPIO_Init(void){

//使能GPIO端口A的时钟

SYSCTL_RCGC2_R|=SYSCTL_RCGC2_GPIOA;

//等待时钟稳定

while((SYSCTL_RCGC2_RSYSCTL_RCGC2_GPIOA)==0);

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