《TM4C123微处理器原理与实践》

德州仪器公司(Texas Instruments，TI)2011年推出的Tiva C系列TM4C123系列32位微处理器，是基于ARM公司推出的最新的CortexM4F架构设计的SoC(System on Chip)器件，具有较强的信号运算能力，如具有扩展的单周期乘法累加指令、优化的单指令多数据运算和单精度浮点运算指令，另外，支持用于高级运动控制的PWM(Pulse Width Modulation)和QEI(Quadrature Encoder Interface)功能，支持USB OTG及CAN 2.0等通信功能，同时集成了精密的模拟信号处理功能，如模拟比较器和12位模数转换器。TM4C123系列微处理器可用于测试和测量、工业监控、运动控制、汽车监控、医疗仪器、音频及游戏设备、安防及能源管理等领域。需要说明的是，Tiva C系列的TM4C123系列微处理器最初命名为Stellaris LM4F系列微处理器，新名称从2013年4月开始使用。本书以教学和实践经验为基础而编写，全面介绍TM4C123系列微处理器的特点、结构、外设、开发环境和开发方法，并配有大量的实验样例及源程序解析。本书可作为嵌入式、电子技术、电子系统设计等相关课程的大学教师的教学参考书，同时也可作为该领域工程技术人员的参考书。

本书包括原理与实验训练两部分，原理部分包括第1~8章，实验训练部分包括第9~11章。原理部分： 首先介绍ARM体系结构、ARM CortexM4F微处理器结构以及TM4C123系列微处理器等，使读者初步了解TM4C123微处理器的特点、结构和功能。在此基础上，以TM4C123GH6PGE微处理器为例，详细叙述其系统控制功能，系统外设、模拟外设、通信外设和运动控制外设的功能与特点、内部结构、工作原理和使用方法，方便读者深入学习和研究。阅读时，不需要深入理解TM4C123系列微处理器工作原理的读者可以先略过第3~8章，而需要深入学习和研究的读者可以参考。实验训练部分： 首先介绍TM4C123系列微处理器的开发环境CCS、软件库TivaWare以及实验套件，使读者了解开发流程和方法。然后通过3个层次的实验设计即基本实验、提高实验和综合实验，使读者能够逐步掌握TM4C123系列微处理器软硬件特点及开发方法。本书对TM4C123微处理器的特点及外设进行了详细描述，使读者阅读后能够深入理解TM4C123微处理器的开发方法。3个层次的实验设计循序渐进，由易到难，不仅使读者全面了解TM4C123微处理器的功能特点，而且使读者易于掌握其开发和应用。

本书由叶朝辉编著，第1、2、4章由叶朝辉编写，第3章及第5~10章由研究生林博提供初稿，第11章实验分别由研究生周永明、林博以及本科生张成晖、孟繁庆、徐洁提供初稿和源程序解析。本书编写过程中得到了德州仪器公司上海办事处的黄争先生和崔萌女士的支持和帮助，在此一并表示感谢。由于我们的能力和水平所限微处理器与外设大学教程，书中定有疏漏、欠妥和错误之处，恳请读者多加指正。作者2013年6月于清华园名 词 术 语ADC： Analog to Digital Converter 模数转换器AES： Advanced Encryption Standard 高级加密标准AHBLite： Advanced HighPerformance BusLite 精简高级高性能总线APB： Advanced Peripheral Bus 高级外设总线ARM： Advanced RISC Machine 高级精简指令集计算机机器BDR： BaudRate Divisor 波特率除数CAN： Controller Area Network 控制器局域网络CCP： Capture/Compare/PWM 捕获/比较/脉冲宽度调制CCS： Code Composer Studio 代码集成开发环境CISC： Complex Instruction Set Computer 复杂指令集计算机CRC： Cyclic Redundancy Check 循环冗余校验DAC： Digital to Analog Converter 数模转换器DSP： Digital Siginal Processor 数字信号处理器DWT： Data Watchpoint and Trace 数据观察点和跟踪ETM： Embedded Trace Macrocell 嵌入式跟踪宏单元FIFO： First In First Out 先进先出FPB： Flash Patch and Breakpoint Flash修补和断点FPU： FloatingPoint Unit浮点单元GPIO： General Purpose Input Output 通用输入输出GPTM： General Purpose Timer Module 通用定时器模块GSM/GPRS： Global System of Mobile communication / General Packet Radio Service 全球移动通信系统/通用分组无线业务Jazelle： Java Bytecode Execution Java字节码执行I2C： InterIntegrated Circuit 内部集成电路ICDI： InCircuit Debug Interface 在线调试接口IrDA： Infrared Data Association 红外数据协会ISR： Interrupt Service Routine 中断服务程序ITM： Instrumentation Trace Macrocell 仪表跟踪宏单元LGPL： Lesser General Public License 宽通用公共许可证LIN： Local Interconnect Network 本地互连网络MAC： MultiplywithAccumulate 乘累加MCU： Microcontroller Unit 微控制器单元MMU： Memory Management Unit 存储器管理单元MPU： Memory Protection Unit 存储器保护单元MSP： Main Stack Pointer 主堆栈指针NMI： Non Maskable Interrupt 非屏蔽中断NVIC： Nested Vectored Interrupt Controller 嵌套向量中断控制器OLED： Organic LightEmitting Diode 有机发光二极管OTG： OnTheGo 正在进行中。

USB OTG是USB的一个补充标准微处理器与外设大学教程，主要应用于各种不同设备的连接和数据交换PMSA： Protected Memory System Architecture 保护存储系统架构PPB： Private Peripheral Bus 私有外设总线PSP： Process Stack Pointer 处理堆栈指针PWM： Pulse Width Modulation 脉冲宽度调制QEI： Quadrature Encoder Interface 正交编码器接口RISC： Reduced Instruction Set Computer 精简指令集计算机RTC： RealTime Clock 实时时钟RTOS： Real Time Operating System 实时操作系统SCB： System Control Block 系统控制模块SCS： System Control Space 系统控制空间SIMD： Single Instruction Multiple Data 单指令多数据SoC： SystemonChip 片上系统SSI： Synchronous Serial Interface 同步串行接口SWDP： Serial Wire Debug Port 串行线调试端口SWJDP： Serial Wire JTAG Debug Port 串行线JTAG调试端口SWO： Single Wire Output 单线输出TPA： Trace Port Analyzer 跟踪端口分析仪TPIU： Trace Point Interface Unit 跟踪点接口单元μDMA： Micro Direct Memory Access 微型直接内存访问UART： Universal Asynchronous Receiver/Transmitter 通用异步接收器/发送器USB： Universal Serial BUS 通用串行总线VMSA： Virtual Memory System Architecture 虚拟内存系统架构WDT： Watchdog Timer 看门狗定时器

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