嵌入式系统实验指导书

第1部分DK-LM3S9B92 教学实验平台简介

1.1 Stellaris® LM3S9B92开发板

本书中的所有实验都是基于DK-LM3S9B92开发平台，LM3S9B92开发板提供了一个平台给基于ARM Cortex-M3的高性能的LM3S9B92微控制器开发系统。

LM3S9B92是Stellaris® Tempest-class微控制器家族的成员之一。Tempest-class系列设备拥有性能为80MHz的时钟速率，一个外围设备接口（EPI）和Audio I2S接口。除了支持这些功能的新硬件外，DK-LM3S9B92还包含了一系列丰富的基于其他Stellaris® 板的外设。

开发板包括一个板载线上调试接口（on-board in-circuit debug interface，ICDI），该接口支持JTAG和SWD调试。一个标准的ARM 20针脚的调试头支持大量的调试解决方案。

Stellaris® LM3S9B92开发套件加快了Tempest-class微控制器的开发。该套件还包含了完整的实验源代码。

Stellaris® LM3S9B92开发板包含以下特性：

⏹ 设置简单的USB线提供调试、通讯和供电功能

⏹ 拥有众多外设的灵活开发平台

⏹ 彩色LCD图形显示

– 320×240分辨率的TFT LCD模块

–电阻式触摸接口

⏹ 拥有256K闪存，96K SDRAM以及整合以太网、MAC+PHY、USB OTG和CAN通讯功能的80 MHz LM3S9B92 微控制器

⏹ 8MB SDRAM扩展（通过EPI接口）

⏹ 1MB串行闪存

⏹ 精确3.00V电压参考

⏹ 微处理器ROM中内建SAFERTOS™操作系统

⏹ I2S立体声音频编解码器

–输入输出

–耳机输出

–麦克风输入

⏹ 控制器区域网络（CAN）接口

⏹ 10/100 BaseT 以太网

⏹ USB On-The-Go（OTG）连接器

– Device、Host、以及OTG模式

⏹ 用户LED和按钮

⏹ 指轮电位器（可以用于菜单导航）

⏹ MicroSD 卡插槽

⏹ 支持一系列调试选项

–集成在线调试接口（ICDI）

–全面支持JTAG、SWD和SWO

–标准的ARM 20 针脚JTAG 调试连接器

⏹ USB 虚拟COM 端口

⏹ 跳线分流方便重新分配I/O 资源

⏹ 为StellarisWare 软件所支持，包括图形库、USB 库和外围驱动库

图1-1 DK-LM3S9B92开发板

1.1.1 开发工具清单

Stellaris® LM3S9B92 开发工具包括开发和运行使用Stellaris®微处理器的应用程序所需的所有东西：

⏹ LM3S9B92 开发板

⏹ 网线

⏹ 用于调试的USB Mini-B 线缆

⏹ 用于OTG 连接PC 的USB Micro-B 线缆

⏹ 用于USB 主机的连接USB A 适配器的USB Micro-A 线缆

⏹ USB 闪存记忆棒

⏹ microSD 卡

⏹ 20 位带状电缆线

⏹ 光盘包含以下工具的评估版本：

– StellarisWare 及用于本开发板的实验代码

–IAR Embedded Workbench Kickstart Edition

1.1.2 系统框图

图1-2 DK-LM3S9B92开发板框图

1.1.3 开发板说明

⏹ 开发板的供电电压：4.75—5.25 VDC，从以下的输入源中的一个得到：

–调试器（ICDI）USB 线缆（连接至PC）

–USB Micro-B 线缆（连接至PC）

–直流电源插孔（2.1x5.5mm 由外部电源供应）

⏹ 尺寸：

-107mmx 114mm

⏹ 模拟参考电压：3.0V +/-0.2%

⏹ RoHS 状态：符合

注：当LM3S9B92开发板工作在USB主机模式时，主机的连接器供电给已连接的USB 设备。有效的供应电流被限制在~200mA，除非开发板用5v，600mA的外部电源供电。

1.2 硬件描述

除了一个LM3S9B92微处理器之外，开发板还具备了许多有用的外围设备功能和一个集成在线调试接口（ICDI），本章将介绍这些外围设备如何工作和微处理器的接口。

Stellaris® LM3S9B92是一个基于Cortex-M3内核的微处理器，拥有256K闪存、80MHz 时钟周期、以太网接口、USB、EPI、ROM内建SAFERTOS™还有大量的外设。详情请参见LM3S9B92微控制器数据手册（随书附赠光盘“4技术资料”文件夹中的Datasheet-LM3S9B92文件）。

跳线和GPIO分配

每一个开发板上的外设电路是通过一个0.1‖间距的跳线连接到LM3S9B92微控制器。图1-3显示了跳线出厂时的默认设置。跳线在默认设置时才可以正确无误的运行快速启动演示程序。

出产默认跳线设置。默认连接的跳线：JP1，JP2，JP3~JP13，JP16~JP32，JP34，JP37~JP43，JP46，JP48，JP50~JP56，JP58，JP60~JP61。默认不连接的跳线：JP14~JP15，JP33，JP35，JP44，JP45，JP47，JP49，JP57，JP65。

图1-3 默认跳线设置

开发板提供了许多功能但是由于引脚数和GPIO复用的限制，不能同时支持多项功能。举个例子，开发板不能同时支持SDRAM和I2S接口接收（麦克风或线路输入）功能设置。与I2S接口接收相关的跳线在默认设置没有接上。

表1-1列出了出厂默认设置中没有被连接的功能和外设。使用这些外设需要将其他相关的外设断开连接。在表1-1中，结合一些用到这块板的StellarisWare范例程序，列出了可选的跳线设置。

表 1-1 板功能及在默认设置中不连接的外围设备

GPIO分配详情如附录B。该表列出了所有默认的且被0.1”跳线和PCB布线所支持的可选配置。LM3S9B92拥有额外的内部复用，这将需要额外的配置，使得外设和GPIO引脚之间可能需要分开布线。

板上的ICDI部分有一个没有实际功能的GND-GND跳线，该跳线仅为“摆放”空闲跳线开关（帽）而提供方便的地方。当需要时，这根跳线可以重复使用。

时钟

开发板使用一个16.0MHz（Y2）晶振完成LM3S9B92微处理器的内部主时钟电路。使用一个可代码配置的内部PLL来倍频此时钟到更高的频率，以供内核和外设时钟使用。

一个25.0MHz（Y1）晶振为以太网物理层（Ethernet PHY）提供一个精准的时基。

复位

LM3S9B92微控制器的复位信号（RESETn）连接到了复位开关（SW2）和ICDI电路。连接到ICDI电路作为调试控制复位。

以下三种事件中的一种会导致外部复位信号生效（低电平）：

⏹ 上电复位（通过一个R-C回路实现）

⏹ 复位开关SW2被按下

⏹ 当调试器发出复位指令时，由ICDI电路（U12 FT2232，U13D 74LVC125A）产生复位信

号。（此功能可选，可能不是所有调试器都支持此功能）

LCD模块要求有特殊的复位时序，需要来自微控制器的专用控制线。

电源

此开发板需要一个5.0V稳压电源，跳线JP34、JP35和电源拨动开关J16用于电源选择，默认的电源输入是ICDI USB接口。为避免电源间的冲突，在任何时侯只能使用一个5.0V电压源。

当USB处于主机（Host）状态时，如果+5V电源可用（非板上）该电源应当选择为ICDI 或外部电源。

该开发板上具有两个主电源。一个+3.3V电源为微控制器和大多数电路供电。+5V用于OTG USB端口和在线调试接口（ICDI）USB控制器供电。一个低压降（LDO）稳压器（U5）将+5 V电源转换为+3.3V。这两个电源都被连接到了测试口，以便使用。

USB

此LM3S9B92的全速USB控制器支持On-the-Go，主机和设备配置。USB相关信号信息参考表1-2。5针脚的microAB OTG连接头支持这三种接口和包含在套件中的配套电缆。

USB端口既有额外的高达15KV的ESD保护二极管阵列。