【有奖征文】LM4F Launchpad深度系列1-从DataSheet谈起

sky-Hawk where · 发表于 2012-12-19 13:24:27

在实验室，每年都要指导新入学的研究生学习MCU的开发，如何使得

一个只玩过51，且实验都很少做的学生，去熟悉、了解新型的ARM芯片

及相应的基于Firmware的开发模式是一件非常费力的事情。

大多数研究生本科的时候学的是51，直接跟寄存器打交道，而在现在ARM内核芯片

大行其道的今天，如果想让自己的产品快速上市，再去用过去的开发方式显然行不通，

但是使用Firmware的开发方式需要学生具有面向对象软件的开发思想，这又不是一件

很容易的事情，导致的结果是大部分我带的研究生对于为什么要这么做？怎么做？都一知半解。

其实，在现在的快速开发背景下，我们只要首先掌握好芯片的总体架构，了解清楚芯片拥有

的外设及其性能，再对应学习官方提供的固件库，就能进行开发，而我们了解一款芯片，

首先就需要看它的DataSheet，这里就以我们玩的LM4F Launchpad的主控芯片LM4F120H5QR

为例说明。

从官方网站下载最新版本的DataSheet，建议新手一定要沉住气看英文原版的材料，一方面

新上市的芯片一般都还没有中文版的材料，另一方面，很多中文DataSheet都是实习的学生翻译的，

很多地方很不准确。想要真正玩好任何一款芯片，英文水平一定要过关。

下载完后我们打开DataSheet，会惊讶的发现竟然有1211页，有两本Thinking In Java的厚度，我们来看看

手册的架构，如下图所示：

可以看到，手册中最开始的是图表目录，紧接着的是修订历史，主要记述了每个版本的DataSheet的

修改内容，再接下来是文档说明。

我们对一款新出的芯片最感兴趣的内容往往是芯片架构概述，从这里我们可以看到这款芯片的内核、

总线、外设、RAM、ROM等具体内容及连接方式，这是非常重要的，这直接影响到我们写程序的

部分代码。在手册中，我们可以找到LM4F120H5QR的框图，如下图所示：

从上图中，我们可以看到该芯片采用的是ARM Cortex-M4F内核，主频在80MHz，内核中

拥有ETM、FPU、NVIC和MPU模块。在左上角，内核可以连接JTAG/SWD进行程序下载和仿真。

芯片内核通过DCode bus和ICode bus连接到256KB的Flash ROM，在其上，可以看到一块引导区。

从Cortex-M3开始，就接触到了ARM的Bus Matrix概念，也就是总线矩阵，所有外设都与总线矩阵打交道。

从框图中可以看到，32KB的SRAM连接到了总线矩阵上，而在总线矩阵上又分出两条总线，分别为

AHB和APB，分别为高速总线，主要用于连接高速外设；以及普通总线，用于连接低速外设。

在高速总线上，分别挂载了EEPROM USB SSI等需要较高运行速度的外设，而在普通总线上则

挂载了时钟、UART、I2C和ADC等低速设备。GPIO和DMA则根据配置，可以选择挂载高速或低速总线。

进一步，我们可以观察到系统控制与时钟与APB连接，APB亦直接与Flash连接，其中的原因请读者思考。

我个人认为，这张图是我们了解这款芯片最重要的一张图，没有之一，在学习完这张图后，我们可以循着

DataSheet继续看他的内容，按先后顺序，这份手册介绍了Cortex-M4的内核及其外设，而后介绍了芯片中

的其他外设，这些内容，用户都可以根据自己的实际需要选读，而不必通读。例如在开发过程中，

需要开发ADC的应用，则可以读一读13.Analog-to-Digital Converter这一部分，以了解其工作机理和

使用注意事项。

至此，我们基本介绍了如何去学习DataSheet，本人才疏学浅，欢迎大家批评指正!

sky-Hawk where · 发表于 2012-12-19 13:28:08

沙发！！！

sky-Hawk where · 发表于 2012-12-19 13:42:33

这个别人教不来吧！而且全英文的，需要具备点硬件电路知识，没有点毅力真是看不下去。
建议在开始阅读的时候安装一个翻译软件吧！

sky-Hawk where · 发表于 2012-12-19 18:31:04

谢谢楼主。。。希望楼主持续更新学习教程{:soso_e100:}

sky-Hawk where · 发表于 2012-12-20 08:58:50

至少要看一遍datasheet，这是学习的入门。

sky-Hawk where · 发表于 2012-12-22 22:48:14

datasheet 我从来没完整的看过，用到哪部分就看哪部分，不管哪家MCU，搭载的模块都差不多，相通的。

sky-Hawk where · 发表于 2012-12-25 08:41:22

一般新出的芯片只能自己翻译，再说了搞开发英语不过关肯定不行！

sky-Hawk where · 发表于 2013-1-18 10:55:37

貌似楼主教授

sky-Hawk where · 发表于 2013-1-18 12:32:45

　唯、你专属发表于 2013-1-18 10:55
貌似楼主教授

呵呵，没那么高级，我在读研究生

sky-Hawk where · 发表于 2013-1-18 19:11:43

cpace 发表于 2013-1-18 12:32
呵呵，没那么高级，我在读研究生

好吧！有时间指教一二啊！

【有奖征文】LM4F Launchpad深度系列1-从DataSheet谈起

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