ARM-Cortex-M4学习与实践——纪成

山东大学Kinetis系列培训,ARMCortex-M4学习与实践,山东大学智能车工作室纪成2013年3月,基于飞思卡尔Kinetis系列,山东大学Kinetis培训,飞思卡尔Kinetis功能特性,K60开发生态系统介绍,IAR+Jlink开发K60方法,K60代码框架分析,K60外设资源在智能车中的应用,K60学习资源整理,1、ARM发展史,一、飞思卡尔Kinetis功能特性,山东大学Kinetis培训,2、ARMv7处理器分类,3、ARMCortex-M4特性,4、飞思卡尔Kinetis家族介绍,5、K60内部资源介绍,ARM发展史,山东大学Kinetis培训,ARM架构发展历程,ARMv7处理器分类,山东大学Kinetis培训,ARMv7根据应用分类：,应用处理器(Cortex-A系列)AplicationProcessor,实时控制器(Cortex-R系列)Real-timeProcessor,微控制器(Cortex-M系列)MicroController,ARMCortex-M4特性,ARMCortex-M4处理器是在M3的基础上强化了运算能力，采用一个扩展的单时钟周期乘法累加（MAC）单元，优化的单指令多数据（SIMD）指令，饱和运算指令和一个可选的单精度浮点单元（FPU），源于Cortex-M4系列一些创新性的技术，包括：RISC处理器内核，高性能32位CPU、具有确定性的运算、低延迟3阶段管道，可达1.25DMIPS/MHz;Thumb-2指令集，16/32位指令的最佳混合，提供最佳代码密度；低功耗模式，支持多种状态低功耗模式；嵌套矢量中断控制器（NVIC），低延迟、低抖动中断响应、支持以纯C编写中断服务例程，能出色的完成中断处理；广泛的工具和RTOS支持，广泛的第三方工具支持、Cortex微控制器软件接口标准（CMSIS）最大限度缩短开发周期和难度；CoreSight调试和跟踪，JTAG和2针串行线调试（SWD）连接、支持多处理器、支持实时跟踪。,山东大学Kinetis培训,飞思卡尔Kinetis家族,山东大学Kinetis培训,飞思卡尔Kinetis家族,山东大学Kinetis培训,飞思卡尔KinetisK系列,山东大学Kinetis培训,增加段式液晶的驱动,增加USB功能,增加模拟测量引擎，以太网和硬件加密,增加USB功能,增加图形液晶驱动,增加以太网，硬件加密，温度检测和DRAM控制器,Kinetis命名规则,山东大学Kinetis培训,K60内部资源介绍,山东大学Kinetis培训,K60内部资源介绍,山东大学Kinetis培训,K60内部资源介绍,山东大学Kinetis培训,K60内部资源介绍,山东大学Kinetis培训,山东大学Kinetis培训,二、K60开发生态系统,软件应用,调试工具,开发环境,其他支持,Kinetis开发环境,支持Kinetis开发的IDE（集成开发环境）目前主要包括CodeWarrior10.1及以上版本，IAR6.1及以上版本和KeilMDK（即KeilforARM）等。,山东大学Kinetis培训,Kinetis开发环境,山东大学Kinetis培训,CodeWarrior10.2,Kinetis开发环境,山东大学Kinetis培训,IAR6.3,Kinetis开发环境,山东大学Kinetis培训,开发环境对比,山东大学Kinetis培训,Kinetis调试工具,目前Kinetis的调试工具主要有飞思卡尔自己的OSBDM及USBDM、P/使能PTE10为GPIOGPIOE_PDDR|=110;/设置PTE10为输出GPIOE_PDOR/设置PTE10输出为0,A/D模块,山东大学Kinetis培训,K60的AD模块特点：,（1）最高16位AD转换精度，逐次逼近型的，所以速度没问题，而且能做到如此精度已实属不易了，再往高估计就该换-的了；（2）最多4对差分模拟输入通道和24个单端模拟输入通道，对一般工业应用足够了；（3）输出精度可选，差分模式可编程16位，13位，11位和9位模式，单端模式可编程为16位，12位，10位和8位；（4）输入时钟可选四种时钟，即bus_clock，bus_clock/2，ALTCK，ADACK；（5）内设内部温度传感器，用于监控芯片温度；（6）硬件平均功能，对AD转换结果在队列里平均之后输出；（7）带自校准模式；（8）最高64倍PGA（programablegainAmplifier）。,A/D模块,山东大学Kinetis培训,A/D模块需要考虑如下几个寄存器：ADCx_SC1nADC状态及控制寄存器1ADCx_CFG1ADC配置寄存器1ADCx_CFG2ADC配置寄存器2ADCx_RnADC结果寄存器ADCx_SC2ADC状态及控制寄存器2,A/D模块,山东大学Kinetis培训,voidADC_Init1(void)SIM_SCGC3|=(SIM_SCGC3_ADC1_MASK);/打开ADC1门控时钟ADC1_CFG1=ADC_CFG1_ADIV(3)/输入时钟8分配|ADC_CFG1_MODE(0)/8位精度|ADC_CFG1_ADICLK(0);/时钟源为BusclkADC1_SC2=0;ADC1_SC1A=ADC_SC1_ADCH(20);/选择AD1_20通道ADC1_SC1A/禁止转换完成中断,ADC初始化函数：,A/D模块,山东大学Kinetis培训,voidRead_ATD1(uint8*pbuf,uint16len)doADC1_SC1A|=ADC_SC1_ADCH(20);/写入ADCx_SC1A触发转化while(!(ADC1_SC1A,ADC读函数：,PWM模块,山东大学Kinetis培训,FTM模块的特点：1、时钟源可选择，FTM的时钟源可以来自系统时钟或外部时钟。可对时钟分频，分频比为1,2,4,8,16,32,64,128，这属于定时器的特性；2、最多3个FTM定时器FTM0、FTM1、FTM2，即可以有3个自由计数器，也即可以存在独立的3路PWM模块；3、所有的通道都可以设置为中心对齐的PWM输出模式，且某个FTM定时器中的每对通道都可以级联以产生PWM信号；4、PWM通道可成对工作在相同输出或互补输出，也可各通道独立输出，当通道成对互补输出时可使用死区插入功能，这对一些全桥控制电路有很大意义，省去了外围死区电路；5、可软件控制PWM的输出，即屏蔽或者开启单独某个通道。,PWM模块,山东大学Kinetis培训,PWM模块需要考虑如下几个寄存器：PORTx_PCR端口控制寄存器FTMx_MODE特征模式选择寄存器FTMx_SC状态及控制寄存器FTMx_OUTINT通道输出初始状态寄存器FTMx_CNT计数寄存器FTMx_OUTMASK输出屏蔽寄存器FTMx_MOD模数寄存器（周期寄存器）FTMx_CnSC通道状态及控制寄存器FTMx_CnV通道值寄存器（占空比寄存器）FTMx_CNTIN计数器初始值寄存器,PIT模块,山东大学Kinetis培训,PIT模块,山东大学Kinetis培训,PIT模块需要考虑如下几个寄存器：PIT_MCRPIT模块控制寄存器PIT_LDVALn定时器加载寄存器PIT_TCTRn定时器控制寄存器PIT_TFLGn定时器标志寄存器,PIT模块,山东大学Kinetis培训,PIT_MCR,PIT模块,山东大学Kinetis培训,PIT_LDVALn,PIT模块,山东大学Kinetis培训,PIT_TCTRL,PIT模块,山东大学Kinetis培训,voidPIT_Init(void)SIM_SCGC6|=SIM_SCGC6_PIT_MASK;/打开PIT时钟PIT_TCTRL0/开始定时,PIT初始化函数：,PIT模块,山东大学Kinetis培训,voidPIT0_ISR(void)PIT_TCTRL0/*InsertyourCode*/