Tổng quan kiến trúc ARM Cortex M3

Chia sẻ: Truong Dinh Ha | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:90

Thêm vào BST

Báo xấu

964
lượt xem 358
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Các dòng vi điều khiển Stellaris – ARM ® ™ Cortex-M3 đầu tiên - mang lại những ứng dụng vi điều khiển nhúng hiệu suất cao 32-bit. Những bộ phận tiên phong cung cấp cho khách hàng 32-bit hoạt động tại một chi phí tương đương với các vi điều khiển kế thừa 8 bit và 16bit . Có nhiều ho vi điều khiển để chúng ta nghiên cứu, tìm hiểu và ứng dụng như: 8051, PIC, PSoc, AVR… Trong nhiều năm trước, các dòng vi điều khiển 8051 được sinh viên sử dụng nhiều với tính năng đơn giản, dễ sử dụng;...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Tổng quan kiến trúc ARM Cortex M3

Ha Noi university of industry FEE2-K2 BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA : ĐIỆN TỬ NGHIÊN CỨU, MÔ PHỎNG HOẠT ĐỘNG CỦA TIMER, INTERRUPT, ADC, UARTS, SSI, I2C, CAN TRÊN VI ĐIỀU KHIỂN ARM CORTEX-M3 LM3S8962 CỦA HÃNG TEXAS INTSTRUMENTS Giáo viên hướng dẫn: Phạm Văn Chiến Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Tấn Trương Đình Hà Lớp: ĐH CNKT ĐT2- K2 Hà Nội – 06/201 _________________________________________________________________________ Faculty of Electronics Engineering
Ha Noi university of industry FEE2-K2 ̣ ̣ Muc luc Chương V. Giao diện liên vi mạch (I2C)............................................................ 42 Chương VII : Bộ chuyển đổi tương tự - số (ADC).......................................... 69 7.4 Bản đồ thanh ghi........................................................................................ 78 Chương VIII: UARTs........................................................................................... 80 8.1 Sơ đồ khối................................................................................................... 81 8.2 Mô tả chức năng.......................................................................................... 81 8.2.2 Tốc độ baud........................................................................................................82 _______________________________________________________________________ 1 Faculty of Electronics Engineering
Ha Noi university of industry FEE2-K2 Lời mở đầu Ngày nay, các dòng vi điều khiển ngày càng có vị trí quan trọng trong các lĩnh vực điện tử, không khó để nhận ra rằng hầu hết trong các lĩnh vực đời sống có sự tham gia của vi điều khiển. Có nhiều ho vi điều khiển để chúng ta nghiên cứu, tìm hiểu và ứng dụng như: 8051, PIC, PSoc, AVR… Trong nhiều năm trước, các dòng vi điều khiển 8051 được sinh viên sử dụng nhiều với tính năng đơn giản, dễ sử dụng; AVR được sử dụng nhiều trong các cuộc thi Robocon nhờ tốc độ xử lý khá cao, ổn định; PIC với ưu thế tốc độ cao, chi phí thấp hơn cũng được nghiên cứu, sử dụng nhiều, đặc biệt là trong các cuộc thi lập trình tay nghề khu vực và thế giới… Nhưng trong một vài năm trở lại đây, có một dòng vi điều khiển mới, càng ngày càng nắm vị trí quan trọng trong các lĩnh vực đòi hỏi tốc đ ộ xử lý cao như điện tử viễn thông, giám sát, an ninh… Đó là họ vi điều khiển ARM. Với rất nhiều thế hệ đã ra đời, với nhiều tính năng, công dụng khác nhau. Tinh hinh nghiên cứu ở nước ngoai: ̀ ̀ ̀ Chíp ARM được nghiên cứu phát triển và ứng dụng rất rộng rãi trong đo lường và điều khiển. Đặc biệt chíp ARM được nghiên cứu ứng dụng để sản xuất các thiết bị cầm tay như điện thoại, máy ảnh và các thiết bị đòi hỏi tốc đ ộ xử lý cao như tivi, các thiết bị xử lý tín hiệu số… Các hãng sản xuất chíp đã đưa vào rất nhiều các ngoại vi để phục vụ mục đích giao tiếp, đo lường và điều khiển của ngưởi phát triển các ứng dụng. Tinh hinh nghiên cứu ở trong nước: ̀ ̀ Chíp ARM đã được các cá nhân và một cố công ty nghiên cứa và ứng dụng, Nhưng chưa được trường nào đưa vào để giảng dạy cho sinh viên. Bởi vì nó có kiến trúc phức tạp, nhiều chuẩn giao tiếp và tài nguyên hiện đại mà chưa đ ược nghiên cứu rộng rãi để ứng dụng. Với nhiều tính năng vượt trội của ARM và xu thế lựa chọn dòng vi điều khiển mới ở Việt Nam nên trong đề tài nghiên cứu khoa học này, dưới sự giúp đỡ của Thầy Phạm Văn Chiến, chúng tôi thực hiện đề tài nghiên cứu về chip ARM Cortex M3 LM3S8962 của hãng Texas Instruments. _______________________________________________________________________ 2 Faculty of Electronics Engineering
Ha Noi university of industry FEE2-K2 Trong giới hạn thời gian cho phép, đồng thời có hạn chế về nguồn tài liệu và hỗ trợ nghiên cứu, đề tài nghiên cứu của tôi còn nhiều thiếu sót, còn nhiều lỗi kỹ thuật trong báo cáo, nên rất mong được sự đóng góp ý kiến của Hội đồng bảo vệ và các thầy cô để đề tài nghiên cứu của chúng tôi được hoàn thiện hơn. Cuối cùng chúng tôi xin chân thành cảm ơn thầy Vũ Trung Kiên, thầy Phạm Văn Chiến, thầy Nguyễn Văn Tùng, các thầy cô trong khoa Điện Tử và anh Nguyễn Xuân Kiên- đại diện TI Việt Nam đã giúp chúng tôi hoàn thành đ ề tài nghiên cứu này! Nhóm sinh viên thực hiện Nguyễn Văn Tấn Trương Đình Hà _______________________________________________________________________ 3 Faculty of Electronics Engineering
Ha Noi university of industry FEE2-K2 Chương I: Tổng quan kiến trúc ARM Cortex M3 Các dòng vi điều khiển Stellaris – ARM ® ™ Cortex-M3 đầu tiên - mang lại những ứng dụng vi điều khiển nhúng hiệu suất cao 32-bit. Những bộ phận tiên phong cung cấp cho khách hàng 32-bit hoạt động tại một chi phí tương đương với các vi điều khiển kế thừa 8 bit và 16bit Các Stellaris cung cấp hiệu suất hiệu quả và hội nhập sâu rộng, thiết bị định vị thuận lợi với chi phí hợp lý, các ứng dụng đòi hỏi phải kiểm soát quá trình đáng kể và khả năng kết nối. Dòng Stellaris LM3S8000 kết hợp công nghệ Bosch Controller Area Network với cả 10/100 Ethernet Media Access Control (MAC) và lớp vật lý (PHY). Các vi điều khiển LM3S8962 là mục tiêu cho các ứng dụng công nghiệp, bao gồm cả giám sát từ xa, máy bán điện tử, thiết bị kiểm tra và đo lường, thiết bị mạng và thiết bị chuyển mạch, nhà máy tự động hóa, HVAC và kiểm soát các tòa nhà, thiết bị chơi game, điều khiển chuyển động, thiết bị y tế, cứu hỏa và an ninh. Đối với các ứng dụng yêu cầu tiết kiệm năng lượng, LM3S8962 đề cao một mô-đun pin hiệu quả đi theo, đưa năng lượng tiêu hao của LM3S8962 đến một trạng thái năng lượng thấp trong thời gian dài không hoạt động. Với một chuỗi power-up/power-down, một đồng hồ thời gian thực lien tục (RTC), một cặp thanh ghi phù hợp, một giao diện APB với bus hệ thống, và bộ nhớ không bay hơi dành riêng, các mô-đun Hibernation, các vi điều khiển LM3S8962 hoàn hảo cho các ứng dụng pin. Ngoài ra, các vi điều khiển LM3S8962 cung cấp những lợi thế của ARM phổ biến rộng rãi với các công cụ phát triển, System-on-Chip (SoC) các ứng dụng cơ sở hạ tầng IP, và một cộng đồng lớn người dùng. Ngoài ra, vi điều khiển ARM sử dụng Thumb ® tương thích Thumb-2 hướng dẫn thiết lập để giảm bộ nhớ yêu cầu và, do đó chi phí giảm theo. Cuối cùng, các vi điều khiển LM3S8962 là mã tương thích cho tất cả các thành viên của gia đình Stellaris rộng, cung cấp s ự linh hoạt để phù hợp chính xác nhu cầu của khách hàng. 1.1 Tính năng sản phẩm Các vi điều khiển LM3S8962 bao gồm các tính năng sau: ■ 32-bit RISC _______________________________________________________________________ 4 Faculty of Electronics Engineering
Ha Noi university of industry FEE2-K2 - 32-bit ARM Cortex ® ™-M3 v7M kiến trúc tối ưu hóa với chân linh kiện nhỏ cho ứng dụng nhúng. - Hệ thống hẹn giờ (SysTick), cung cấp đơn giản, 24-bit tự động nạp lại, tạo sự kiện ngắt khi bộ đếm xuống mức zero, truy cập với một cơ chế điều khiển linh hoạt, được thiết kế cho hệ điều hành thời gian thực. - Thumb ® tương thích Thumb-2-nhằm đạt được hiệu suất cao của tập lệnh ARM-32bit với mật độ ma chương trình tối ưu của tập lệnh Thumb 16bit. - Hoạt động 50-MH - Chia phần cứng và khuếch đại chu trình đơn. - Tích hợp Bộ điều khiển vector ngắt lồng nhau (NVIC) cung cấp tính quyết định xử lý ngắt - 36 ngắt với tám cấp độ ưu tiên - Khối bảo vệ bộ nhớ (MPU), cung cấp một chế độ đặc quyền cho cấu trúc hệ điều hành được bảo vệ - Truy cập dữ liệu độc lập, cho phép dữ liệu được đóng gói vào bộ nhớ hiệu quả - Thao tác bit (dải bit), cung cấp sử dụng bộ nhớ tối đa và kiểm soát các thiết bị ngoại vi hợp lý. ■ ARM Cortex ® ™-M3 Processor Core - Lõi thu gọn. - Thumb-2, cung cấp các tính năng cao dự kiến của một lõi ARM trong kích thước bộ nhớ thường được kết hợp với 8 - và 16-bit thiết bị; thường trong khoảng một vài kilobyte bộ nhớ cho các ứng dụng lớp vi điều khiển. - Nhanh chóng thực hiện thông qua các ứng dụng kiến trúc Harvard bằng các bus đặc trưng riêng biệt cho điều khiển và dữ liệu. - Xử lý gián đoạn vượt trội, bằng cách thực hiện các thao tác thanh ghi c ần thiết để xử lý một gián đoạn trong phần cứng. - Tính quyết định, xử lý ngắt nhanh chóng: trong 12 chu kỳ, hoặc chỉ có 6 chu kỳ với kỹ thuật tail-chaining - Đơn vị bảo vệ bộ nhớ (MPU) cung cấp một chế độ ưu tiên để thực hiện các ứng dụng phức tạp. _______________________________________________________________________ 5 Faculty of Electronics Engineering
Ha Noi university of industry FEE2-K2 - Dịch chuyển từ các gia đình bộ xử lý ARM7 ™ cho hiệu năng tốt hơn và hiệu quả về năng lượng. - Đầy đủ tính năng giải pháp gỡ rối • JTAG Debug Serial Port (SWJ-DP) • Flash Patch và Breakpoint (FPB) đơn vị để thực hiện các điểm ngắt • DataWatchpoint và Trigger (DWT) đơn vị thực hiện watchpoints, nguồn trigger và hệ thống hồ sơ. • Instrumentation Trace Macrocell (ITM) để hỗ trợ gỡ rối các kiểu printf • Trace Port Interface Unit (TPIU) để chuyển tiếp đến Trace Port Analyzer - Tối ưu hóa cho việc sử dụng flash đơn chu kỳ - Ba chế độ ngủ với điện năng thấp - Hướng dẫn đơn chu kỳ và phân chia phần cứng - Hoạt động nguyên tử - ARM Thumb2 16-/32-bit tập lệnh hỗn hợp - 1.25 DMIPS/MHz ■ JTAG - IEEE 1.149,1-1990 tương thích điều khiển Test Access Port (TAP) - Bốn-bit thanh ghi điều khiển (IR) để lưu trữ chỉ thị JTAG - Tiêu chuẩn chỉ thị IEEE: BYPASS, IDCODE, SAMPLE/PRELOAD, EXTEST và INTEST - ARM thêm chỉ thị: APACC, DPACC và ABOR - Tích hợp ARM Serial Wire Debug (SWD) ■ Hibernation - Hệ thống điều khiển công suất sử dụng bộ điều chỉnh bên ngoài riêng biệt - Pin chuyên dụng để báo một tín hiệu bên ngoài - Phát hiện pin thấp, báo hiệu và tạo ngắt - Đồng hồ thời gian thực (RTC) 32-bit - Hai thanh ghi RTC 32-bit phù hợp cho thức dậy và tạo ngắt - Xung nhịp nguồn từ một bộ dao động bên ngoài 32,768-kHz hoặc một thạch anh 4,194304-MHz - RTC vi chỉnh để điều chỉnh tốt với tỷ lệ xung nhịp _______________________________________________________________________ 6 Faculty of Electronics Engineering
Ha Noi university of industry FEE2-K2 - 64 từ nhớ 32-bit không bay hơi - Có thể lập trình ngắt cho RTC phù hợp, đánh thức bên ngoài, và các sự kiện pin thấp ■ Bộ nhớ trong - 256 KB flash - 64 kB SRAM ■ GPIOs - 5-42 GPIOs, tùy thuộc vào cấu hình - 5-V, tùy vào cấu hình đầu vào - Có thể lập trình điều khiển cho ngắt GPIO • Tạo ngắt • Gây ra ngắt theo sườn: lên, xuống hoặc cả hai • Ngắt theo mức : cao hoặc thấp - Đọc và ghi hoạt động các bit thông qua các dòng địa chỉ - Có thể bắt đầu một chuỗi mẫu ADC - Các Pin cấu hình như các đầu vào kỹ thuật số là các Schmitt-Trigger - Có thể lập trình điều khiển để cấu hình các chân GPIO • Điện trở kéo lên nguồn, hoặc kéo xuống mass. • 2-mA, 4-mA, và 8-mA để giao tiếp kỹ thuật số; có thể được cấu hình lên đến 18-mA cho các ứng dụng cần dòng lớn. • Cho phép đầu vào kỹ thuật số ■ General-Purpose Timers - 4 bộ General-Purpose Timer Modules (GPTM), mỗi bộ cung cấp hai bộ timer/counter 16-bit. Mỗi GPTM có thể được cấu hình để hoạt động độc lập: • Là một bộ đếm thời gian 32-bit • Là một đồng hồ thời gian thực 32-bit (RTC) để nắm bắt sự kiện • Dùng cho điều chế rộng xung (PWM) • Để kích hoạt chuyển đổi tương tự - số - Chế độ Timer 32-bit • Có thể lập trình one-shot thời gian • Có thể lập trình theo chu kỳ thời gian _______________________________________________________________________ 7 Faculty of Electronics Engineering
Ha Noi university of industry FEE2-K2 • Real-Time Clock sử dụng một xung nhịp 32,768-KHz bên ngoài như đầu vào • Người dùng có thể dừng trong quá trình gỡ rối • Kích hoạt ADC - Chế độ Timer 16-bit • Chức năng như độ định thời với một bộ chia 8-bit (cho chế độ one-shot và chế độ theo chu kỳ) • Có thể lập trình one-shot thời gian • Có thể lập trình theo chu kỳ thời gian • Người dùng có thể dừng trong quá trình gỡ rối • Kích hoạt ADC - Chế độ Input Capture 16-bit • Capture đầu vào theo sườn • Capture đầu vào theo thơi gian - Chế độ PWM 16bit • Chế độ PWM đơn giản với đầu ra có thể lập trình phần mềm của tín hiệu PWM ■ Watchdog Timer - Bộ đếm xuống 32-bit với một thanh ghi tải có thể lập trình. - Xung watchdog riêng biệt - Có thể lập trình tạo ngắt - Khóa thanh ghi bảo vệ từ phần mềm sai - Thiết lập lại bằng logic với một phép / vô hiệu hóa - Người dùng có thể dừng trong quá trình gỡ rối ■ ADC - Bốn kênh đầu vào analog - Cảm biến nhiệt độ bên trong on-chip - Tốc độ lấy mẫu 500.000 mẫu / giây - Dễ dàng cấu hình chuyển đổi tương tự - số - Linh hoạt trong kích hoạt các điều khiển • Bộ điều khiển (phần mềm) • Timers _______________________________________________________________________ 8 Faculty of Electronics Engineering
Ha Noi university of industry FEE2-K2 • So sánh tương tự • PWM • GPIO - Phần cứng trung bình lên đến 64 mẫu để cải thiện độ chính xác - Chuyển đổi sử dụng một tham chiếu 3-V nội - Nguồn và mass cho các mạch tương tự là tách biệt với nguồn và mass c ủa mạch kỹ thuật số. ■ UART - Hai chuẩn lập trình đầy đủ 16C550-loại UARTs với hỗ trợ IrDA - 16x8 truyền (TX) và nhận (RX) FIFOs riêng biệt để giảm tải ngắt CPU - Có thể lập trình cho phép tốc độ lên tới 3,125 Mbps - Các mức độ FIFO 1 / 8, 1 / 4, 1 / 2, 3 / 4, và 7 / 8 - Tiêu chuẩn giao tiếp không đồng bộ với các bit bắt đầu, dừng lại, và tính chẵn lẻ - Phát hiện và sửa lỗi đường truyền - Lập trình đầy đủ các đặc tính giao diện nối tiếp • 5, 6, 7, hoặc 8 bit dữ liệu • Tạo và kiểm tra bit chẵn, lẻ hoặc không • Tạo 1 hoặc 2 bit dừng - Cung cấp bộ mã hóa / giải mã IrDA serial -IR (SIR) • Lập trình sử dụng IrDA Serial Infrared (SIR) hoặc đầu vào / đầu ra UART • Hỗ trợ chức năng mã hóa / giải mã IrDA SIR cho tốc độ dữ liệu lên đ ến 115,2 Kbps bán song công • Hỗ trợ mức năng lượng 3 / 16 bình thường và mức năng lượng thấp (1,41- 2,23 μs) thời lượng bit • Có thể lập trình lấy xung clock là bộ chia 1-256 cho chế độ năng lượng thấp ■ Giao diện nối tiếp đồng bộ (SSI) - Hoạt động master hoặc slave - Có thể lập trình xung nhịp tốc độ bit và chia xung nhịp - Truyền và nhận FIFOs riêng biệt, 16 bit rộng, 8 vị trí sâu _______________________________________________________________________ 9 Faculty of Electronics Engineering
Ha Noi university of industry FEE2-K2 - Có thể lập trình giao diện hoạt động các giao diện nối tiếp đồng bộ của Freescale SPI, MICROWIRE, hay Texas Instruments - Lập trình khung dữ liệu 4-16 bit - Chế độ kiểm tra ngược bên trong để kiểm tra phán đoán / gỡ rối ■ I2C - Các thiết bị trên bus I2C có thể được chỉ định là master hoặc slave • Hỗ trợ cả việc gửi và nhận dữ liệu như một master hoặc slave • Hỗ trợ hoạt động đồng thời master và slave - Bốn chế độ I2C • Master truyền • Master nhận • Slave truyền • Slave nhận - Hai tốc độ truyền dẫn: Tiêu chuẩn (100 Kbps) và nhanh (400 Kbps) - Nguồn ngắt master và slave • Master tạo ra ngắt khi hoạt động truyền hoặc nhận hoàn thành (hoặc hủy bỏ do lỗi) • Slave tạo ra ngắt khi dữ liệu đã được gửi hoặc yêu cầu của master - Master với phân xử và xung nhịp đồng bộ, hỗ trợ đa chủ, và chế độ 7-bit địa chỉ ■ Controller Area Network (CAN) - CAN giao thức phiên bản 2.0 A / B - Tốc độ bit lên đến 1 Mbps - 32 tin nhắn với nhận dạng mask cá nhân - Ngắt mask - Vô hiệu hoá chế độ tự động gửi lại cho ứng dụng Time-Triggered CAN (TTCAN) - Lập trình kiểm tra ngược cho chế độ tự kiểm tra - Cho phép lập trình FIFO lưu trữ của nhiều đối tượng nhắn tin - Kèm theo một giao diện CAN bên ngoài thông qua các tín hiệu CANnTX và CANnRX _______________________________________________________________________ 10 Faculty of Electronics Engineering
Ha Noi university of industry FEE2-K2 ■ 10/100 Ethernet Controller - Phù hợp với các đặc điểm kỹ thuật IEEE 802,3-2002 • 10Base-T/100Base-TX IEEE-802,3 • 10Base-T/100Base-TX ENDEC, 100BASE-TX Scrambler / descrambler - Nhiều chế độ hoạt động • Song công và bán song công 100 Mbps • Song công và bán song công 10 Mbps • Chế độ tiết kiệm điện và giảm công suất xuống - Cấu hình cao • Lập trình địa chỉ MAC • Lựa chọn hoạt động LED • Hỗ trợ chế độ pha tạp • Điều khiển loại bỏ lỗi CRC •Người dùng cấu hình ngắt - Thao tác truyền thông vật lý • Tự động MDI / MDI-X qua chỉnh sửa • Tự động điều chỉnh phân cực và tiếp nhận tín hiệu 10BASE-T - IEEE 1588 Giao thức Thời gian chính xác - cung cấp thời gian chính xác cao cho các gói cá nhân Bộ so sánh tương tự - Tích hợp một bộ so sánh tương tự - Cấu hình cho đầu ra để điều khiển chân đầu ra, tạo ra một ngắt, hoặc bắt đầu một mẫu ADC trình tự. - So sánh đầu vào chân bên ngoài hoặc để lập trình điện áp tham chiếu bên trong - So sánh một điện áp kiểm tra đối với bất kỳ một trong những điện áp • Một điện áp tham chiếu cá nhân bên ngoài • Một điện áp tham chiếu chia sẻ duy nhất bên ngoài • Một điện áp tham chiếu chia sẻ nội bộ ■ PWM _______________________________________________________________________ 11 Faculty of Electronics Engineering
Ha Noi university of industry FEE2-K2 - Ba khối tạo PWM 16-bit, hai bộ so sánh PWM, một khối tạo tín hiệu PWM, một máy phát băng tần chết, và một bộ lựa chọn ngắt /kích hoạt ADC - Một lỗi đầu vào trong phần cứng để tăng độ trễ thấp tắt máy - Bộ đếm 16 bit: • Đếm xuống hoặc chế độ Lên / Xuống • Tần số đầu ra được điều khiển bởi một giá trị nạp 16-bit • Cập nhật giá trị nạp có thể được đồng bộ • Tạo ra tín hiệu zero và giá trị tải - Hai bộ so sánh PWM • Cập nhật giá trị so sánh có thể được đồng bộ • Tạo ra các tín hiệu đầu ra khi so sánh đúng - Bộ tạo PWM • Đầu ra tín hiệu PWM được xây dựng dựa trên các hoạt động như là một kết quả của bộ đếm và tín hiệu so sánh PWM đầu ra • Tạo ra hai tín hiệu PWM độc lập - Bộ tạo Dead-band • Tạo ra hai tín hiệu PWM với lập trình trễ băng tần chết phù hợp đ ể điều khiển nửa cầu H • Có thể được bỏ qua, để lại các tín hiệu PWM đầu vào không sửa đổi - Kiểm soát đầu ra linh hoạt với cho phép đầu ra PWM của mỗi tín hiệu PWM • Cho phép đầu ra PWM của mỗi tín hiệu PWM • Các tùy chọn đảo đầu ra của mỗi tín hiệu PWM (phân cực điều khiển) • Tùy chọn xử lý lỗi cho mỗi tín hiệu PWM • Đồng bộ hóa các bộ timer trong các khối tạo PWM • Đồng bộ hoá cập nhật các bộ đếm /bộ so sánh giữa các khối tạo PWM • Tóm tắt tình trạng ngắt các khối tạo PWM - Có thể bắt đầu một chuỗi lấy mẫu ADC ■ QEI - Hai module QEI, với các tính năng sau đây: - Chức vụ tích hợp, theo dõi vị trí mã hóa - Chụp tốc độ bằng cách sử dụng tích hợp bộ đếm thời gian _______________________________________________________________________ 12 Faculty of Electronics Engineering
Ha Noi university of industry FEE2-K2 - Tần số đầu vào của các đầu vào QEI có thể cao bằng 1 / 4 của tần số bộ xử lý - Tạo ngắt: • Chỉ số xung • Hẹn giờ tốc độ hết hạn • Hướng thay đổi • Phát hiện lỗi góc ■ Power - Low Drop-Out (LDO) ổn áp on-chip, với người dùng lập trình điều chỉnh đầu từ 2,25 V đến 2,75 V - Module hibernation xử lý các chuỗi power-up/down 3.3 V và kiểm soát mạch kỹ thuật số logic và mạch tương tự - Tùy chọn mức năng lượng thấp trên bộ điều khiển: chế độ Sleep và Deep- Sleep - Tùy chọn mức năng lượng thấp cho các thiết bị ngoại vi: điều khiển bằng phần mềm tắt máy của các thiết bị ngoại vi cá nhân - Phát hiện nguồn cung cấp 3.3V bị gián đoạn và báo cáo ngắt hoặc reset ■ Các nguồn reset linh hoạt - Power-on reset (POR) - Xác nhận reset pin - Brown-out (BOR) phát hiện cảnh báo cho hệ thống nguồn giảm - Reset bằng Phần mềm - Đặt lại Watchdog timer - Low drop-out (LDO) bên trong 1.2 Mục tiêu ứng dụng ■ Giám sát từ xa ■ Máy bán hàng điện tử (POS) ■ Thiết bị kiểm tra và đo lường ■ Thiết bị mạng và thiết bị chuyển mạch ■ Nhà máy tự động hóa ■ HVAC và kiểm soát các tòa nhà _______________________________________________________________________ 13 Faculty of Electronics Engineering
Ha Noi university of industry FEE2-K2 ■ Thiết bị chơi game ■ Điều khiển động cơ ■ Thiết bị y tế ■ Báo cháy và an ninh ■ Điện năng và năng lượng ■ Giao thông vận tải 1.3 Sơ đồ khối _______________________________________________________________________ 14 Faculty of Electronics Engineering
Ha Noi university of industry FEE2-K2 Hình 1-1: Sơ đồ khối LM3S8962 _______________________________________________________________________ 15 Faculty of Electronics Engineering
Ha Noi university of industry FEE2-K2 Chương II: Cấu trúc, hoạt động của TIMER 2.1 Tổng quan về Timer trong LM3S8962 Hình 2-1: Sơ đồ khối GPTM Chương trình timers có thể sử dụng để đếm hoặc các sự kiện thời gian bên ngoài từ chân timer đầu vào. Ở stellaris General-Purpose Timer Module bao gồm 4 khối GPTM(Timer0, Timer1, Timer2, và Timer3). Mỗi khối GPTM thường có hai bộ timers/counters(timerA, timerB) 16-bít, nó có thể cấu hình để hoạt động độc lập với timer hoặc sự kiện đếm , hoặc có thể cấu hình để hoạt động như một timer 32-bít hoặc một 32-bít Real-Time-Clock(RTC). Thêm vào đó, timers có thể sử dụng để làm trigger analog-to-digital conversions(ADC). Đối với ADC trigger tín hiệu từ tất cả của General-Puurpose- timers là ORed trước khi liên tục đọc ADC module. Như vậy chỉ một timer sẽ được dùng làm trigger sự kiện ADC. GPT module là một phương thức đếm thời gian được sử dụng trong vi điều khiển Stellaris. Các phương thức timer khác bao gồm System Timer(Sys tick) và PWM timer trong module PWM. General purpose timers có những đặc điểm như sau: _______________________________________________________________________ 16 Faculty of Electronics Engineering
Ha Noi university of industry FEE2-K2 Bốn General-Purpose-Timer-module(GPTM), với mỗi bộ có hai 16-bít  timers/counters. Mỗi bộ GPTM cũng có thể cấu hình để hoạt động độc lập. Với timer 32-bít đơn o Với một RTC 32-bít để event capture o Dùng cho PWM. o Làm trigger cho ADC. o Chế độ timer 32-bít  Chương trình one-shot timer o Chương trình chu kỳ timer. o RTC khi sử dụng xung nhịp ngoài 32.768KHz đưa vào. o Dùng cho phép dừng khi điều khiển đòi CPU dựng cờ khi debug. o Trigger sự kiện cho ADC. o Chế độ timer 16-bít  General-purpose-timer chức năng với 8-bít prescaler(chỉ cho chế độ o one-shot và chu kỳ ) Chương trình one-shot timer o Chương trình chu kỳ timer. o RTC khi sử dụng xung nhịp ngoài 32.768KHz đưa vào. o Dùng cho phép dừng khi điều khiển đòi CPU dựng cờ khi debug. o Trigger sự kiện cho ADC. o Chế độ đầu vào capture 16-bít  Đầu vào sườn đếm capture. o Đầu vào sườn thời gian capture. o Chế độ PWM 16-bít  Chế độ PWM đơn với chương trình – phần mềm đầu ra đảo của tín o hiệu PWM. 2.2 Mô tả chức năng hoạt động Cấu tạo chính của một khối GPTM là hai khối đếm 16-bít up/down đếm tự do(timer A, timer B), hai thanh ghi 16-bít macth, hai thanh ghi prescaler macth, hai _______________________________________________________________________ 17 Faculty of Electronics Engineering
Ha Noi university of industry FEE2-K2 thanh ghi 16-bít load/initialization và ba liên kết điều khiển chức năng. Chính xác chức năng của mỗi GPTM là điều khiển bởi phần mềm và cấu hình tới bề mặt thanh ghi. Cấu hình GPTM dùng thanh ghi GPTM configuration(GPTM), thanh ghi GPTM TimerA Mode(GPTMAMR), và thanh ghi GPTM TimerB Mode(GPTMBMR). Khi trong một của chế độ 32-bít, timer chỉ có thể act với timer 32-bít. Tuy nhiên, khi cấu hình chế độ 16-bít, GPTM có thể làm với cấu hình 2 bộ timer 16-bít trong một sự kết hợp của chế độ 16-bít. 2.2.1 Điều kiện Reset GPTM Sau khi reset sẽ là ứng dụng với GPTM module, module trong trạng thái không hoạt động, và tất cả mọi điều khiển xóa thanh ghi, và nó trở lại tr ạng thái mặc định. Counters TimerA và TimerB khởi trạo giá trị 0xFFFF, độ dài với nó tương ứng với tải của các thanh ghi: thanh ghi GPTM TimerA Interval Load(GPTMAILR) và thanh ghi GPTM TimerB Interval Load (GPTMBILR). Biến đếm Prescale được khởi tạo tới 0x00: thanh ghi GPTM TimerA Prescale (GPTMAPR), và thanh ghi GPTM TimerB Prescale (GPTMBPR). 2.2.2 Chế độ timer 32-bít mở Đây là sự miêu tả lựa chọn ba chế độ GPTM timer 32-bít (one-shot/periodic và RTC) và cấu hình nó. GPTM nơi đặt chế độ 32-bít bởi lựa chọn 0 (one-shot, periodic) hoặc 1(RTC) tới thanh ghi GPTM Configuration (GPTMCFG). Trong cả hai cấu hình đó, thanh ghi GPTM nào đó liên kết với nhau tới từ một thanh ghi 32-bít giả. Các thanh ghi bao gồm: GPTM TimerA Interval Load (GPTMTAILR)  GPTM TimerB Interval Load (GPTMTBILR)  GPTM TimerA(GPTMATR)  GPTM TimerB(GPTMBTR)  Trong chế độ one-shot và periodic timer 32-bít, sự rang buộc thanh ghi TimerA và Timer B cấu hình với counter down 32-bít. Lựa chọn chế độ one-shot hay periodic là được xác định bởi gí trị viết trong TAMR của thanh ghi GPTM TimerA _______________________________________________________________________ 18 Faculty of Electronics Engineering
Ha Noi university of industry FEE2-K2 Mode(GPTMTAMR) và nó không cần viết vào thanh ghi GPTM TimerB Mode(GPTMTBR). Khi phần mềm tác động tới bít TAEN của thanh ghi GPTM Control (GPTMCTL), timer bắt đầu đếm xuống từ giá trị vừa tải. Sẽ trải qua một trạng thái 0x0000.0000, timer sẽ tải lại giá trị lúc bắt đầu từ chuỗi liên kết GPTMAILR trong chu trình tiếp theo. Nếu cấu hình timer là one-shot, timer dừng đếm và xóa bít TAEN trong thanh ghi GPTMCTL. Nếu cấu hình periodic, quá trình tiếp tục đếm. Trong khi thêm giá trị đếm vào, GPTM cơ bản ngắt và trigger khi nó trải qua trạng thái 0x0000.0000, GPTM đặt bít TATORIS trong thanh ghi GPTM Raw Interrupt Status (GPTMRIS), và chờ khối đó xóa bởi thanh ghi GPTM Interrupt Clear(GPTMICR). Nếu cho phép ngắt ngoài timer trong thanh ghi GPTM Interrupt Mask(GPTMIMR), cũng như vậy GPTM đặt bít TATOMIS trong thanh ghi GPTM Masked Interrupt Status (GPTMMIS). Trigger ADC được cho phép bởi thiết lập bít TAOTE trong thanh ghi GPTMCTL. Nếu phần mềm tải lại thanh ghi GPTMAILR trong lúc bộ đếm đang hoạt động, bộ đếm sẽ tải lại giá trị trong chu kỳ clock tiếp sau và tiếp tục đ ếm từ giá trị mới. Nếu bít TASTALL trong thanh ghi GPTMCTL được thiết lập, timer đừng đếm lúc bộ xử lý tạm nghỉ bởi debugger. Timer đếm trở lại khi bộ xử lý hoạt động trở lại. 2.2.3 Chế độ timer RTC 32-bít Trong chế độ RTC, liên kết version của thanh ghi Timer A và Timer B được cấu hình với bộ đếm tiến 32-bít. Khi chế độ RTC được chọn thì thời gian đầu tiên, biến đếm được tải giá trị 0x0000.0001. Tất cả các giá trị sau này được viết tới thanh ghi GPTM TimerA Match(GPTMTAMATCHR) bởi bộ điều khiển. Xung clock đầu vào đều đòi hỏi đầu vào CCP với mức 32768KHz trong chế độ RTC. Tín hiệu clock khi đó được chia xuống tốc độ 1KHz để hợp với độ dài đầu vào của bến đếm 32-bít. Khi phần mềm viết lên bít TAEN trên thanh ghi GPTMCTL, biến đếm bắt đầu hoạt động đếm tiến bắt đầu từ giá trị đặt trước 0x0000.0001. Khi quá trình đếm giá trị matches ấy thì tải giá trị đặt trước từ thanh ghi GPTMTAMATCHR, nó _______________________________________________________________________ 19 Faculty of Electronics Engineering

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

TL.01: Bộ Tiểu Luận Triết Học

207 tài liệu

1455 lượt tải

ERROR:connection to 10.20.1.100:9315 failed (errno=111, msg=Connection refused)
ERROR:connection to 10.20.1.100:9315 failed (errno=111, msg=Connection refused)

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn