第4章 Cortex-M微控制器课件

嵌入式系统原理许童羽沈阳农业大学信息与电气工程学院电子信息教研室yatongmu@163.com第四章ARMCortex-M微控制器4.1LM3S微控制器4.2STM32微控制器4.3复习与拓展4.1LM3S微控制器4.1.1LM3S微控制器概况ARM公司于2005年推出了Cortex-M3内核。同年ARM公司合资成立Luminary（流明诺瑞）公司

设计、生产与销售全球首款基于Cortex-M3内核的ARM芯片——Stellaris（群星）系列ARM。

09年TI收购LuminaryMicro。特点：

通用架构、丰富资源、低廉价格——成本敏感领域

4.1LM3S微控制器LuminaryMicro的Stellaris(群星)系列微控制器包含运行在50MHz频率下的ARMCortex-M3MCU内核、嵌入Flash和SRAM、一个低压降的稳压器、集成的掉电复位和上电复位功能、模拟比较器、10位ADC、SSI、GPIO、看门狗和通用定时器、UART、I2C、运动控制PWM以及正交编码器（检测旋转运动系统的位置和速度）输入。提供的外设直接通向管脚，没有功能复用，这个丰富的功能集非常适合楼宇和家庭自动化、工厂自动化和控制、工控电源设备、步进电机、有刷和无刷DC马达、和AC感应电动机等应用。4.1LM3S微控制器Stellaris:Four

GenerationsofARMCortex-M31stGenerationofStellaris=SandstormClass（沙暴系列）包括LM3S100系列,LM3S300系列,LM3S600系列,LM3S800系列垂手可取的首款ARMCortex-M3内核控制器起价仅仅$1美元最高工作频率达50MHZ,单周期存储器最高到64Kflash/8KSRAM高度的IP融合带来精细的运动控制性能2ndGenerationofStellaris=FuryClass（狂暴系列）包括LM3S1000系列,LM3S2000系列,

LM3S6000系列,以及LM3S8000系列扩展了Sandstorm系列，整合了以太网MAC物理层和CAN控制器将存储空间增大到256Kflash/64KSRAM进一步优化了电池供电的应用场合增加了更多的外设诸如UART,I2C,SSI,和QEI4.1LM3S微控制器3rdGenerationofStellaris=DustDevilClass（旋风系列）包括LM3S1000系列,LM3S3000系列,以及LM3S5000系列改进的Stellaris系列提供了整合的USBOTG、主机、从机可供选择。增加了DMA，提高了GPIO的驱动能力,增加了额外的PWM输出。为高级运动控制增加了错误输入检测Bootloader和外设驱动库被固化在了ROM中。提供了小型的LQFP封装的选择(64pinLQFP)4thGenerationofStellaris=TempestClass（飓风系列）包括LM3S2000系列，LM3S5000系列，以及LM3S9000系列在较低的功耗下获得了更高的性能(80MHz和100MHz，1.2vinternalsupplies)提供了强大的外部高速芯片级总线互连增加了增强的子系统：双ADCs，扩展ROM固化软件，精密振荡器，I2S接口扩展了以太网的网络连通性，CAN和USB的选择和互连。StellarisRoadmap200620072008200920102011TempestclassHigherperformanceLowpowerETH+CAN+USBOTGExternalbuscapabilityI2SPrecisionOSCBlizzardclassSmallformfactorLowpincountExpandedserialconnectivitySandstorm64Kflash8KSRAMMotioncontrol1MSPSADCFuryclass256Kflash64KSRAMMotioncontrolETHMAC+PHYCAN2.0Ethernet+CANDustDevilclass128Kflash64KSRAMMotioncontrolenhancementsUSB2.0O/H/D32chDMAWhiteoutclassSmallformfactorLowpincountBrainstormclassCortex-M4corewithsingleprecisionfpAdvancedanalog1024KBFlashFirestormclassAdvancedanalog512KBFlash4.1LM3S微控制器群星系列产品概览：LM3SxxxLM3SxxxLM3S1xxxNON-CAN、NON-USB、NON-EthernetLM3S2xxxLM3S3xxxLM3S5xxxCANUSBCAN+USBLM3S6xxxLM3S8xxxLM3S9xxxEthernetEthernet+CANEthernet+CAN+USB群星系列产品概览： Partnumber

Flashsize SRAMsizeLM3Sx1xx 16KSRAMLM3Sx2xx 32KSRAMLM3Sx3xx 16KSRAMLM3Sx4xx 32KSRAMLM3Sx5xx 64KSRAMLM3Sx6xx 32KSRAMLM3Sx7xx 64KSRAMLM3Sx8xx 32KSRAMLM3Sx9xx 64KSRAMLM3SxBxx 96KSRAMLM3SxDxx 96KSRAMM3选型工具：/cn/multimedia/flash/selection_tools/mcu/mcu.html

LuminaryMicro的产品已经得到了业界的认可，丰富的外设资源和卓越的性价比，使LuminaryMicro的产品在品质和功能上都受到了广大客户的赞同，为TI赢得了广阔的市场。

TIStellaris系列市场的认可：

●客户对TI

Stellaris的选择：（1）国内某著名专业的电视机厂根据Luminary产品的性价比的优势选择了LM3S101用作音频解码。（2）某灯光音像器材厂发挥了Luminary单片机在马达控制中的优势，采用LM3S310的12路PWM控制6路电机。（3）国内某知名工业以太网设备厂家，采用Luminary单片机进行以太网转CAN、232和485的设计，性能卓越，电路简单可靠，单芯片解决方案。4.1LM3S微控制器4.1.2LM3S微控制器结构——LM3S811/1138为例4.1LM3S微控制器4.1.3内部资源概述1.ARMCortex-M31）处理器内核Cortex-M3

高性能、低成本2）系统定时器（Systick）24位计数器清零、递减、计数、重装RTOS时钟节拍定时器

报警定时器

计数器

内部时钟4.1LM3S微控制器3）嵌套向量中断控制器（NVIC）

包含于内核中

区分所有异常的优先级并在处理模式中处理

出现异常时，处理器状态自动入栈，返回时，自动出栈

取出向量和保存状态同时进行，支持尾链

对7个异常和34个终端设置8个优先级

4.1LM3S微控制器2.电机控制外设包含脉宽调制（PWM）输出。

脉宽调制——对模拟信号电平进行数字编码：使用高分辨率计数器产生方波，通过调整方波信号占空比对模拟信号进行编码。

典型应用——开关电源、电机控制。3.模拟外设1个ADC、3个模拟比较器1）ADC——将连续的模拟电压转换为离散的数字量。

转换分辨率为10位，支持8个输入通道和1个内部温度传感器。4个带缓冲的采样序列，均可灵活编程。4.1LM3S微控制器2）模拟比较器——比较两个模拟电压，提供一个逻辑输出来表示比较结果。3个独立集成的模拟比较器。测试电压可以和下列任何一种电压进行比较：

单个外部参考电压；

一个共用的外部参考电压；一个共用的内部参考电压；

提供一个逻辑输出表示比较结果。

还可以通过中断信号或触发ADC来通知应用程序，启动捕获采样序列。4.1LM3S微控制器4.串行通信外设支持异步和同步串行通信。包括3个完全可编程的16C550型UART、2个SSI模块、2个I2C模块。1）UART（UniversalAsynchronousReceiver/Transmitter）

通用异步收发器，用于RS232C串行通信，带1个发送器、1个接收器，独立计时。

支持460.8Kbps。

独立的收发FIFO。

支持IrDA。

根据Rx、Tx、Modem状态和错误条件产生独立可屏蔽中断。

4.1LM3S微控制器2）SSI（SynchronousSerialInterface）同步串行接口，4线双向通信接口。2个SSI模块，提供器件与外围设备之间同步串行通信功能。

数据帧长度可配置，4-16位。Tx、Rx均有内部缓冲FIFO，存储8个16位值。

每个SSI模块可以配置为主器件或从器件，一主器件可与多从器件相连。

包含可编程的位速率时钟分频器和预分频器。位速率根据输入的时钟产生。4.1LM3S微控制器3）I2C（Inter-IntegratedCircuit）

集成电路间总线，通过一个两线设计（串行数据线SDA、串行时钟线SCL）实现双向数据传输。2个I2C模块，提供与I2C总线上其他器件通信的能力。

可以被指定为主器件和从器件，4种工作模式：主发送、主接收、从发送、从接收。2种工作速度：100Kbps、400Kbps。

主、从均可产生中断。4.1LM3S微控制器5.系统外设1）可编程GPIO（General-PurposeInput/Output）

通用输入/输出引脚为各种连接方式带来灵活性。8个物理的GPIO块，9-46个可编程输入/输出引脚。

所有引脚均可被编程为边沿触发或电平检测方式产生中断。2）可编程定时器——计数、定时。4个通用定时器模块GPTM，每个GPTM提供2个16位定时器/计数器，或1个32位定时器/RTC。32位模式：RTC、定时器（单次触发or周期）。16位模式：定时器（单次触发or周期），8位预分频扩展精度。

时间捕获orPWM4.1LM3S微控制器3）看门狗定时器

在到达超时值时可产生不可屏蔽中断（NMI）或复位。当系统由于软件错误而无法响应或外部器件不是以期望的方式响应时，使用看门狗定时器可重新获得控制。

包括1个32位递减计数器、1个可编程加载寄存器、中断产生逻辑和1个锁定寄存器。典型配置：

第1次超时——中断申请

第2次超时——复位信号4.1LM3S微控制器6.存储器外设1）SRAM

静态随机存取存储器控制器支持16KBSRAM。2）FlashFlash控制器支持64KBFlash存储器4.1LM3S微控制器4.1.4器件管脚4.1LM3S微控制器4.1.5系统控制和时钟系统控制决定器件的所有操作，系统控制模块提供以下功能：器件标识局部控制——复位、电源和时钟控制系统控制——运行、睡眠模式1.器件标识7个只读寄存器给软件提供有关微控制器的信息:包括版本、元件型号、SRAM大小、Flash大小和其它特性。

DID0、DID1和DC0-DC4寄存器4.1LM3S微控制器2.复位控制（1）复位源5/6个复位源外部复位输入管脚（RST）有效。上电复位（POR）。内部掉电（BOR）检测器。软件启动复位（利用软件复位寄存器）。违反看门狗定时器复位条件。内部低压差(LDO)稳压器输出。4.1LM3S微控制器（2）RST引脚有效外部复位管脚（RST）可将微控制器复位。该复位信号使内核及所有外设复位，JTAGTAP控制器除外。（3）上电复位（POR）上电复位（POR）电路检测电源电压（VDD）的上升，并在检测到电压上升时产生片内复位脉冲。（4）掉电复位（BOR）当输入电压下降导致内部掉电检测器有效时，能将控制器复位。该复位特性最初是禁止的，可通过软件使能。（5）软件复位

软件可复位特定的外设或产生整个系统的复位。4.1LM3S微控制器（6）看门狗定时器复位看门狗定时器模块的功能是防止系统挂起（hang）。看门狗定时器可配置成在第一次溢出（timeout）时向控制器产生中断，在第二次溢出（timeout）时产生复位信号。（7）低压差当内部低压差（LDO）稳压器输出不可调时产生复位。该复位特性最初是禁止的，可通过软件使能。3.功率控制提供一个集成的LDO稳压器，它被用来给控制器的大部份内部逻辑提供电源。LDO稳压器给软件提供了一种调整稳定值（regulatedvalue）的机制，在2.25V～2.75V（2.25V和2.75V包含在内）或2.5V±10%的范围内对电压进行小增量（VSTEP）调节。4.1LM3S微控制器4.时钟控制（1）基础时钟源——4个时钟源可供使用：内部振荡器（IOSC）：片内时钟源，不需要使用任何外部元件。其频率是12MHz±30%。不依赖精确时钟源的应用可以使用这个时钟源来降低系统成本。主振荡器：提供一个频率精确的时钟源：OSC0输入管脚连接一个外部单端时钟源或在OSC0输入和OSC1输出管脚之间连接一个外部晶体。允许的晶体值取决于主振荡器是否用作PLL的时钟参考源。如果主振荡器用作PLL的时钟参考源，那么支持的晶体频率范围为3.579545MHz～8.192MHz（3.579545MHz和8.192MHz包含在内）。如果没有使用PLL，则支持的晶体频率在1MHz和8.192MHz之间。单端时钟源的范围从DC到器件的指定速率之间。4.1LM3S微控制器内部30kHz的振荡器：内部30kHz振荡器与内部振荡器类似，它提供30kHz±30%的工作频率。它主要用在深度睡眠的节电模式中。这个节电模式从减少的内部切换中获益，它还允许主振荡器掉电。外部实时振荡器：外部实时振荡器提供一个低频率、精确的时钟基准。它的目的是给系统提供一个实时时钟源。实时振荡器是休眠模块的一部分，它也提供了一个精确的深度睡眠或休眠模式节电源。4.1LM3S微控制器（2）主时钟树4.1LM3S微控制器5.系统控制（1）运行模式

控制器正常执行代码（2）睡眠模式器件的时钟不变，但控制器不再执行代码（并且也不再需要时钟）。（3）深度睡眠模式器件的时钟可以改变（由运行模式的时钟配置决定），并且控制器不再执行代码（也不需要时钟）。中断可使器件从其中一种睡眠模式返回到运行模式。（4）休眠模式器件主要功能部件的电源关断，只有休眠模块的电路有效。4.1LM3S微控制器6.系统控制寄存器4.1LM3S微控制器6.系统控制寄存器4.1LM3S微控制器4.1.6LM3S最小系统——课后作业（下周一提交）

处理器电源时钟复位EXP系列

StellarisCortex-M3板卡EXP-LM3S615样板EXP-LM3S615：

支持最大主频为50MHz的ARMCortex-M3内核，32KByteFLASH,8KByteSRAM，LQFP-48封装。集成正交编码器、2路10位ADC、带死区PWM、模拟比较器、2路UART、SSI、3个通用定时器，I2C、CCP等外设。主要用于步进电机的控制。EXP-LM3S811样板

支持最大主频为50MHz的ARMCortex-M3内核，64KByteFLASH,8KByteSRAM，LQFP-48封装。集成正交编码器、4路10位ADC、带死区PWM、模拟比较器、2路UART、SSI、3个通用定时器，I2C、CCP等外设。主要用于步进电机的控制。EXP-LM3S811：EXP-LM3S2948：

支持最大主频为50MHz的ARMCortex-M3内核，256KByteFLASH,64KByteSRAM，LQFP-100封装。集成2路CAN控制器、睡眠模块、正交编码器、8路10位ADC、模拟比较器、3路UART、2路SSI、4个通用定时器，I2C、CCP等外设。主要用于CAN总线传输。EXP-LM3S2948样板EXP-LM3S3749：

支持最大主频为50MHz的ARMCortex-M3内核，128KByteFLASH,64KByteSRAM，LQFP-100封装。集成USBHOST/DEVICE/OTG、睡眠模块、正交编码器、8路10位ADC、带死区PWM、模拟比较器、3路UART、2路SSI、4个通用定时器，2路I2C、CCP、DMA控制器等外设。主要用于USB控制。EXP-LM3S3749样板EXP-LM3S6952：

支持最大主频为50MHz的ARMCortex-M3内核，256KByteFLASH,64KByteSRAM，LQFP-100封装。集成100MHz以太网、睡眠模块、正交编码器、3路10位ADC、带死区PWM、模拟比较器、3路UART、SSI、通用定时器，I2C、CCP等外设。主要用于网络传输。EXP-LM3S6952样板4.2STM32微控制器4.2.1STM32微控制器分类意法半导体（ST）集团于1987年6月成立，是由意大利的SGS微电子公司和法国Thomson半导体公司合并而成。1998年5月，SGS-THOMSONMicroelectronics将公司名称改为意法半导体有限公司，意法半导体是世界最大的半导体公司之一。STM32是意法半导体推出的基于cortex-m3内核的嵌入式处理器。4.2STM32微控制器4.2.1STM32微控制器分类

4.2STM32微控制器4.2.2STM32F103特性和结构1.特性内核：cortex-m3内核，72MHz工作频率；存储器：256-512KBFlash，64KBRAM，并行LCD接口时钟、复位、电源管理：低功耗：睡眠、停机、待机模式3个12位A/D转换器：2通道12位D/A转换器：12通道DMA控制器：4.2STM32微控制器调试模式：SWD+JTAG112个快速I/O口：11个定时器：13个通信接口：CRC计算单元：ECOPACK封装：4.2STM32微控制器2.内部资源概述（1）DMA

12路通用DMA(DMA1上有7个通道，DMA2上有5个通道)可以管理存储器到存储器、设备到存储器和存储器到设备的数据传输；2个DMA控制器支持环形缓冲区的管理，避免了控制器传输到达缓冲区结尾时所产生的中断。每个通道都有专门的硬件DMA请求逻辑，同时可以由软件触发每个通道；传输的长度、传输的源地址和目标地址都可以通过软件单独设置。DMA可以用于主要的外设：SPI、I2C、USART，通用、基本和高级控制定时器TIMx，DAC、I2S、SDIO和ADC。4.2STM32微控制器（2）RTC(实时时钟)和后备寄存器实时时钟：具有一组连续运行的计数器，可以通过适当的软件提供日历时钟功能，还具有闹钟中断和阶段性中断功能。

后备寄存器：

42个16位的寄存器，可用来存储84个字节的用户应用程序数据。当VDD电源被切断，由VBAT维持供电。系统复位或电源复位时，不会被复位。（3）定时器和看门狗2个高级控制定时器、4个普通定时器、2个基本定时器，以及2个看门狗定时器和1个系统嘀嗒定时器。1）

高级控制定时器(TIM1和TIM8)：可以被看成是分配到6个通道的三相PWM发生器，它具有带死区插入的互补PWM输出，还可以被当成完整的通用定时器。配置为16位标准定时器时，它与TIMx定时器具有相同的功能。配置为16位PWM发生器时，它具有全调制能力(0~100%)。4.2STM32微控制器2）

通用定时器(TIMx)：4个可同步运行的标准定时器(TIM2、TIM3、TIM4和TIM5)。每个定时器都有一个16位的自动加载递加/递减计数器、一个16位的预分频器和4个独立的通道，每个通道都可用于输入捕获、输出比较、PWM和单脉冲模式输出。3）基本定时器（TIM6、TIM7）：主要是用于产生DAC触发信号，也可当成通用的16位时基计数器。4）独立看门狗：是基于一个12位的递减计数器和一个8位的预分频器，它由一个内部独立的40kHz的RC振荡器提供时钟；因为这个RC振荡器独立于主时钟，所以它可运行于停机和待机模式。它可以被当成看门狗用于在发生问题时复位整个系统，或作为一个自由定时器为应用程序提供超时管理。通过选项字节可以配置成是软件或硬件启动看门狗。4.2STM32微控制器5)窗口看门狗窗口看门狗内有一个7位的递减计数器，并可以设置成自由运行。它可以被当成看门狗用于在发生问题时复位整个系统。它由主时钟驱动，具有早期预警中断功能；在调试模式下，计数器可以被冻结。6）系统时基定时器：专用于实时操作系统，也可当成一个标准的递减计数器。它具有下述特性：24位的递减计数器自动重加载功能当计数器为0时能产生一个可屏蔽系统中断可编程时钟源4.2STM32微控制器（4）I2C总线

2个I2C总线接口，能够工作于多主模式或从模式，支持标准和快速模式。I2C接口支持7位或10位寻址，7位从模式时支持双从地址寻址。内置硬件CRC发生器/校验器。可以使用DMA操作。（5）通用同步/异步收发器(USART)内置3个通用同步/异步收发器(USART1、USART2和USART3)和2个通用异步收发器(UART4和UART5)。均提供异步通信、支持IrDASIRENDEC传输编解码、多处理器通信模式、单线半双工通信模式和LIN主/从功能。USART1接口通信速率可达4.5兆位/秒，其他接口的通信速率可达2.25兆位/秒。USART1、USART2和USART3接口具有硬件的CTS和RTS信号管理、兼容ISO7816的智能卡模式和类SPI通信模式，除了UART5之外所有其他接口都可以使用DMA操作。4.2STM32微控制器（6）串行外设接口(SPI)3个SPI接口，在从或主模式下，全双工和半双工的通信速率可达18兆位/秒。3位的预分频器可产生8种主模式频率，可配置成每帧8位或16位。硬件的CRC产生/校验支持基本的SD卡和MMC模式。所有的SPI接口都可以使用DMA操作。（7）I2S(芯片互联音频)接口2个标准的I2S接口(与SPI2和SPI3复用)可以工作于主或从模式，这2个接口可以配置为16位或32位传输，亦可配置为输入或输出通道，支持音频采样频率从8kHz到48kHz。当任一个或两个I2S接口配置为主模式，它的主时钟可以以256倍采样频率输出给外部的DAC或CODEC(解码器)。

4.2STM32微控制器（8）SDIOSD/SDIO/MMC主机接口可以支持MMC卡系统规范4.2版中的3个不同的数据总线模式：1位(默认)、4位和8位。在8位模式下，该接口可以使数据传输速率达到48MHz，该接口兼容SD存储卡规范2.0版。SDIO存储卡规范2.0版支持两种数据总线模式：1位(默认)和4位。

目前的芯片版本只能一次支持一个SD/SDIO/MMC4.2版的卡，但可以同时支持多个MMC4.1版或之前版本的卡。（9）控制器区域网络(CAN)CAN接口兼容规范2.0A和2.0B(主动)，位速率高达1兆位/秒。它可以接收和发送11位标识符的标准帧，也可以接收和发送29位标识符的扩展帧。具有3个发送邮箱和2个接收FIFO，3级14个可调节的滤波器。

4.2STM32微控制器（10）通用串行总线(USB)内嵌一个兼容全速USB的设备控制器，遵循全速USB设备(12兆位/秒)标准，端点可由软件配置，具有待机/唤醒功能。USB专用的48MHz时钟由内部主PLL直接产生。（11）通用输入输出接口(GPIO)

每个GPIO引脚都可以由软件配置成输出、输入或复用的外设功能端口。多数GPIO引脚都与数字或模拟的复用外设共用。除了具有模拟输入功能的端口，所有的GPIO引脚都有大电流通过能力。在需要的情况下，I/O引脚的外设功能可以通过一个特定的操作锁定，以避免意外的写入I/O寄存器。在APB2上的I/O脚可达18MHz的翻转速度。

4.2STM32微控制器（12）ADC(模拟/数字转换器)内嵌3个12位的模拟/数字转换器(ADC)，每个ADC共用多达21个外部通道，可以实现单次或扫描转换。ADC接口上的其它逻辑功能包括：同步的采样和保持交叉的采样和保持单次采样ADC可以使用DMA操作。

4.2STM32微控制器（13）DAC(数字/模拟信号转换器)两个12位带缓冲的DAC通道可以用于转换2路数字信号成为2路模拟电压信号并输出。这项功能内部是通过集成的电阻串和反向的放大器实现。支持下述功能：两个DAC转换器：各有一个输出通道8位或12位单调输出12位模式下的左右数据对齐同步更新功能产生噪声波产生三角波双DAC通道独立或同步转换每个通道都可使用DMA功能外部触发进行转换输入参考电压VREF+4.2STM32微控制器（14）温度传感器温度传感器产生一个随温度线性变化的电压，转换范围在2V<VDDA<3.6V之间。温度传感器在内部被连接到ADC1_IN16的输入通道上，用于将传感器的输出转换到数字数值。（15）串行单线JTAG调试口(SWJ-DP)内嵌ARM的SWJ-DP接口，这是一个结合了JTAG和串行单线调试的接口，可以实现串行单线调试接口或JTAG接口的连接。JTAG的TMS和TCK信号分别与SWDIO和SWCLK共用引脚，TMS脚上的一个特殊的信号序列用于在JTAG-DP和SW-DP间切换。4.2STM32微控制器3.结构框图4.2STM32微控制器4.2.3STM32复位与时钟控制（ds学习）1.STM32复位（1）系统复位（2）电源复位（3）备份域复位2.STM32时钟控制4.2STM32微控制器2.STM32时钟控制4.2STM32微控制器4.2.4STM32电源管理4.2.5STM32启动模式

4.3复习与拓展4.3.1最小系统4.3.2内部结构图4.3.3系统时钟树4.3.4系统开发环境4.3.5API接口4.3.6嵌入式C语言

4.3.1最小系统一、电源部分

电源电压；VDD/GND/VDDA/VBAT二、时钟部分

时钟频率三、复位部分

上电/按键四、测试部分LED显示4.3.2内部结构图（一）芯片4.3.2内部结构图（二）引脚4.3.2内部结构图（三）内部结构4.3.2内部结构图（四）最小系统4.3.3系统时钟树4.3.4开发环境（一）开发环境概述1、开发板：基于LM3S8112、仿真器：基于JTAG3、IDE：MDK

4.3.4开发环境（二）硬件开发环境4.3.4开发环境（二）硬件开发环境1、开发板资源简述（1）

按键部分

主要是IO口开关量输入的应用。在实际应用中通常会给每一个按键定义确定的功能，就可以实现相应的功能了。此外，由于这种按键存在抖动，所以使用时要注意去抖动；由于硬件已经固定，主要靠软件程序上的适当延时来去抖。4.3.4开发环境（二）硬件开发环境1、开发板资源简述（2）路口交通灯模拟部分

主要是IO口开关量输出的应用。这里可以用来实现路口交通灯控制系统的样机。4.3.4开发环境（二）硬件开发环境1、开发板资源简述（3）继电器部分

主要也是IO口开关量输出的应用。这里可以在智能温度控制系统中使用，模拟控制家居设备进行相应的动作。4.3.4开发环境（二）硬件开发环境1、开发板资源简述（4）单脉冲部分

主要是中断系统的应用，用其来产生下降沿、上升沿、双边沿或是变化的电平。这里可以用来模拟在实际系统中引入的外部中断事件，从而处理系统中相应的中断事务。4.3.4开发环境（二）硬件开发环境1、开发板资源简述（5）时钟部分

主要是计数器系统以及I2C总线系统的应用。时钟部分选用的RTC芯片为PCF8593T，采用I2C接口，它能够输出可编程的时钟频率，因此我们可以利用计数器系统对其进行计数操作。当然，RTC主要的功能是提供实时时钟，因此我们可以制作简易的实时时钟显示系统。4.3.4开发环境（二）硬件开发环境1、开发板资源简述（6）蜂鸣器部分

主要是PWM输出的应用。因为PWM是占空比可变的，所以可以利用它来演奏一曲简单的音乐。4.3.4开发环境（二）硬件开发环境1、开发板资源简述（7）RC滤波部分

主要也是PWM输出的应用。使用RC组成的简易无源滤波器来对PWM输出进行处理，来模拟DA输出。4.3.4开发环境（二）硬件开发环境1、开发板资源简述（8）数码管显示部分

主要是SPI总线的应用。这部分选用的是4位一体的共阳数码管，位选线由IO控制，段码值由HC595送给；可以用来显示数字和简易的字母和符号。（9）128*32液晶座与液晶控制部分

主要是液晶（128*32）显示系统的应用。设计上采用的是液晶显示与数码管显示二选一的理念，即安装上去液晶后，就盖住数码管，取下后就可以使用数码管。4.3.4开发环境（二）硬件开发环境1、开发板资源简述（10）温度传感器部分

主要是单总线的应用。选用的是数字温度传感器DS18B20，只需一根IO口线即可实现单总线的通信。此外，基于该板卡可以组建环境温度采集显示系统、智能温度控制系统等。4.3.4开发环境（二）硬件开发环境1、开发板资源简述（10）红外对管传感器部分

主要是学习其原理与设计方法。这里可以用来模拟出智能家居控制系统中的人员闯入监测，并将其输出信号引入中断系统中，进而设计出一套完整功能的系统。4.3.4开发环境（二）硬件开发环境1、开发板资源简述（12）电源部分

主要是用来给整个板卡系统供电，提供+5V和+3.3V。此外，这里还预留了+5V、+3.3V和GNG的插针，方便开发者外扩自己的模块时取电。的系统。4.3.4开发环境（二）硬件开发环境1、开发板资源简述（14）可调模拟量

主要是片内ADC的应用。这里设计了一个0~+3.3V可调节的模拟电压输出，并接至芯片的其中一路ADC输入，可以用来模拟传感器信号经过处理后的模拟量。4.3.4开发环境（二）硬件开发环境1、开发板资源简述（15）+2.5V参考源

主要是用来给需要外接参考源的芯片使用。这里采用的是LM336-2.5V基准源，能输出很稳定的参考电压供给芯片。4.3.4开发环境（二）硬件开发环境2、开发板测试（1）配件准备5V/1A电源（2.0内空接口，内正外负）1个EXP-Min_System_Board板卡1块

单芯杜邦线（20cm） 5根（2）测试仪器准备

万用表1个

示波器 1台4.3.4开发环境（3）测试步骤电源测试：插上2.0内空的5V/1A电源，拨动K2至ON状态，上电后用万用表测量J8、J10的电压值是否为+3.3V、+5V，且+3.3V电源指示灯正常点亮。+2.5V参考源测试：使用万用表测量测试点TP1处的直流电压值，看是否为+2.5V或是很接近，若稍有偏差可以调节RP3电位器校正。可调模拟量测试：使用万用表测量JP17的1脚（左侧），调节RP2电位器可以观察到此模拟电压值在变大或是变小。4.3.4开发环境液晶测试：将液晶正确的插入P2座上，拨动K1至ON状态，给液晶通电，调节RP1电位器来调节液晶的背光（顺时针为增大背光亮度）。红外对管传感器测试：首先找到EXP-Min_System_Board板子上的“InfraredEmittingDiode”部分，上电，然后将拨动开关K3拨至L侧，观察D17和D18灯全亮；找到红外对管DS1（黑色）和DS2（透明），用手指挡在他们中间，这时观察到D17灯灭。单脉冲测试：使用示波器测量EXP-Min_System_Board板子上INT0部分的J2插针上的P+和P-信号，按下S5按键，观察是否有对应的负脉冲和正脉冲出现。4.3.4开发环境继电器测试：使用单芯杜邦线将单脉冲部分J2插针上的P+信号引致继电器部分J18的2脚上（右侧针），按下和弹起S5按键，观察D14是否在亮灭变化且继电器在动作。蜂鸣器测试：使用单芯杜邦线将单脉冲部分J2插针上的P+信号引致蜂鸣器部分J19的2脚上（右侧针），按下和弹起S5按键，观察蜂鸣器是否有发声。4.3.4开发环境（三）软件开发环境1、KeilMDK4.01安装与使用2、M3-LINK