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TivaC系列概述

1.TivaC系列简介

TivaC系列是TexasInstruments公司推出的一系列基于ARMCortex-M4内核的微控制器（MCU）。这些MCU以其高性能、低功耗和丰富的外设而著称，广泛应用于各种嵌入式系统和物联网（IoT）设备中。TivaC系列MCU提供了多种型号，包括TM4C123系列、TM4C129系列等，每个系列都有其特定的应用场景和优势。

1.1ARMCortex-M4内核特点

ARMCortex-M4是一个高性能的32位RISC（精简指令集计算机）处理器内核，具有以下主要特点：

高性能：最高可达120MHz的主频，提供了强大的计算能力。

低功耗：采用多种低功耗技术，适用于电池供电的设备。

浮点运算支持：内置硬件浮点单元（FPU），支持单精度和可选的双精度浮点运算，适用于复杂的数学计算。

DSP扩展：支持数字信号处理（DSP）指令集，适用于音频和视频处理等应用。

丰富的外设：集成了多种外设，如ADC、DAC、PWM、UART、I2C、SPI等，方便开发人员进行系统设计。

1.2TivaC系列主要型号

TivaC系列主要包括以下几个系列的MCU：

TM4C123系列：适用于通用嵌入式应用，如工业控制、消费电子和医疗设备。该系列MCU具有256KB到1MB的闪存，32KB到256KB的SRAM，以及多种外设。

TM4C129系列：适用于网络和连接应用，如智能家居、工业自动化和物联网设备。该系列MCU具有512KB到2MB的闪存，64KB到512KB的SRAM，并支持以太网、USB和CAN等通信接口。

2.TivaC系列的硬件架构

2.1核心架构

TivaC系列的硬件架构以ARMCortex-M4内核为中心，围绕内核集成了多种关键组件，如存储器、外设和通信接口。以下是核心架构的主要组件：

CPU：ARMCortex-M4内核，提供高性能和低功耗的计算能力。

存储器：包括闪存（Flash）和静态随机存取存储器（SRAM），用于存储程序和数据。

外设：集成了多种外设，如ADC、DAC、PWM、UART、I2C、SPI等，方便进行各种功能的实现。

通信接口：支持多种通信协议，如UART、I2C、SPI、USB、CAN和以太网等。

2.2存储器架构

TivaC系列MCU的存储器架构包括闪存和SRAM，具体如下：

闪存（Flash）：用于存储程序代码和常量数据。闪存的大小从256KB到2MB不等，具体取决于型号。

SRAM：用于存储运行时数据和变量。SRAM的大小从32KB到512KB不等，具体取决于型号。

2.3外设接口

TivaC系列MCU集成了丰富的外设接口，包括但不限于：

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，用于生成精确的脉冲信号，常用于电机控制和LED调光。

UART：通用异步收发传输器，用于串行通信。

I2C：内部集成电路总线，用于连接多个设备。

SPI：串行外围接口，用于高速串行通信。

3.TivaC系列的开发工具

3.1开发环境

开发TivaC系列MCU通常需要以下几个工具：

IDE：集成开发环境，如TI的CodeComposerStudio（CCS）或第三方IDE如IAREmbeddedWorkbench。

调试器：用于调试代码，如JTAG或SWD（SerialWireDebug）接口。

编译器：用于将C代码编译为机器码，支持标准的ARM编译工具链。

编程器：用于将编译好的程序烧写到MCU的闪存中。

3.2代码示例

以下是一个简单的代码示例，展示如何使用CodeComposerStudio（CCS）编写和烧写一个TivaC系列MCU的程序。该示例将通过一个GPIO（通用输入输出）端口控制一个LED的开关。

3.2.1硬件连接

假设我们使用TM4C123GXL评估板，LED连接在GPIO端口PF1上。

3.2.2代码编写

初始化GPIO端口：

//初始化GPIO端口PF1

voidGPIO_Init(void){

//使能GPIO端口F的时钟

SYSCTL_RCGC2_R|=SYSCTL_RCGC2_GPIOF;

//等待时钟稳定

while((SYSCTL_