TI TM4C123AE6PM微控制器中文手册：Cortex-M4F详解

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"TM4C Cortex-M4 中文手册是TI公司提供的官方中文数据资料，详细介绍了Tiva™ TM4C123AE6PM微控制器的特性、功能和使用信息。手册涵盖了Cortex-M4F处理器的核心特性、片上存储器、串行通讯外设、系统集成、运动控制、模拟功能、调试接口以及封装和工作温度等硬件细节，并提供了开发套件和支持信息的相关指导。" TM4C123AE6PM微控制器是TI公司基于ARM Cortex-M4F内核的高性能微控制器，适用于嵌入式应用。Cortex-M4F是一款具有浮点单元（FPU）的32位处理器，提供高效能计算能力，特别适合于实时控制和信号处理任务。该处理器的结构框图展示了其内部各个模块的布局，包括CPU、内存接口、外设接口等。手册中的"片上存储器"部分详细描述了微控制器内置的闪存和SRAM，这些存储器用于存储程序代码和运行时数据。"串行通讯外设"章节则涵盖了UART、SPI、I2C等通信协议，这些接口使得TM4C123AE6PM能够与各种外部设备进行数据交换。 "系统集成"部分讲述了微控制器如何整合电源管理、时钟系统和中断控制器等功能，以实现高效的系统运行。"高级运动控制"章节涉及PWM、电机控制定时器等，适合于驱动电机和其他自动化设备。在"模拟"部分，手册详细列出了ADC、DAC、比较器等模拟功能，这些功能使得微控制器能够处理模拟信号，使其在工业控制、传感器读取等领域有广泛应用。"JTAG和ARM串行线调试"章节提供了关于微控制器的调试选项，便于开发过程中的问题排查。 "封装和温度"信息对于设计者来说至关重要，因为它指定了微控制器的工作环境条件以及物理尺寸，影响到实际电路板的设计。"开发套件"和"支持信息"为开发者提供了进一步学习和实验的资源，包括开发板的特性、软件工具链和TI的技术支持服务。 "TM4C Cortex-M4 中文手册"是理解并有效利用TM4C123AE6PM微控制器进行嵌入式系统设计的重要参考资料，它包含了从硬件配置到软件开发的全面指导，对于工程师来说是一份宝贵的资源。

表 16-4. CANBIT 寄存器值 .............................................................................................. 942

表 16-5. CAN 寄存器映射 ................................................................................................ 945

表 17-1. 模拟比较器触发信号 (64LQFP) .......................................................................... 976

表 17-2. 内部参考电压和 ACREFCTL 域值 ....................................................................... 978

表 17-3. 模拟比较器参考电压特性，V

DDA

= 3.3V，EN= 1 且 RNG = 0 ............................... 979

表 17-4. 模拟比较器参考电压特性，V

DDA

= 3.3V，EN= 1 且 RNG = 1 ............................... 979

表 17-5. 模拟比较器触发寄存器映射 ................................................................................ 980

表 18-1. PWM 信号 (64LQFP) ......................................................................................... 991

表 18-2. PWM 寄存器映射 ............................................................................................... 998

表 19-1. QEI 信号 (64LQFP) .......................................................................................... 1064

表 19-2. QEI 寄存器映射 ............................................................................................... 1067

表 21-1. 默认为复用功能的 GPIO 管脚 ........................................................................... 1085

表 21-2. 按管脚编号分类的信号 ..................................................................................... 1086

表 21-3. 按信号名称分类的信号 ..................................................................................... 1092

表 21-4. 按功能分类的信号（GPIO 除外） ..................................................................... 1099

表 21-5. GPIO 管脚和复用功能 ...................................................................................... 1106

表 21-6. 复用功能的可能的管脚赋值 ............................................................................... 1109

表 21-7. 未用信号的连接（64 管脚 LQFP） .................................................................... 1112

表 22-1. Maximum Ratings ............................................................................................ 1113

表 22-2. ESD Absolute Maximum Ratings ...................................................................... 1113

表 22-3. Temperature Characteristics ............................................................................. 1114

表 22-4. Thermal Characteristics ................................................................................... 1114

表 22-5. Recommended DC Operating Conditions .......................................................... 1115

表 22-6. Recommended GPIO Pad Operating Conditions ................................................ 1115

表 22-7. GPIO Current Restrictions ................................................................................ 1115

表 22-8. GPIO Package Side Assignments ..................................................................... 1116

表 22-9. JTAG Characteristics ....................................................................................... 1118

表 22-10. Power-On and Brown-Out Levels ...................................................................... 1120

表 22-11. Reset Characteristics ....................................................................................... 1125

表 22-12. LDO Regulator Characteristics ......................................................................... 1127

表 22-13. Phase Locked Loop (PLL) Characteristics ......................................................... 1128

表 22-14. Actual PLL Frequency ...................................................................................... 1128

表 22-15. PIOSC Clock Characteristics ............................................................................ 1129

表 22-16. Low-Frequency internal Oscillator Characteristics .............................................. 1129

表 22-17. Main Oscillator Input Characteristics ................................................................. 1129

表 22-18. Crystal Parameters .......................................................................................... 1131

表 22-19. Supported MOSC Crystal Frequencies .............................................................. 1132

表 22-20. System Clock Characteristics with ADC Operation ............................................. 1132

表 22-21. Sleep Modes AC Characteristics ....................................................................... 1133

表 22-22. Time to Wake with Respect to Low-Power Modes .............................................. 1133

表 22-23. Flash Memory Characteristics ........................................................................... 1135

表 22-24. EEPROM Characteristics ................................................................................. 1135

表 22-25. GPIO Module Characteristics ............................................................................ 1136

表 22-26. Pad Voltage/Current Characteristics for Fail-Safe Pins ....................................... 1137

表 22-27. Fail-Safe GPIOs that Require an External Pull-up .............................................. 1138

表 22-28. Non-Fail-Safe I/O Pad Voltage/Current Characteristics ....................................... 1138

表 22-29. ADC Electrical Characteristics .......................................................................... 1140

表 22-30. SSI Characteristics .......................................................................................... 1143

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寄存器列表

Cortex-M4F 处理器 ......................................................................................................................... 56

寄存器 1: Cortex 通用寄存器 0（R0） ............................................................................................. 63

寄存器 2: Cortex 通用寄存器 1（R1） ............................................................................................. 63

寄存器 3: Cortex 通用寄存器 2（R2） ............................................................................................. 63

寄存器 4: Cortex 通用寄存器 3（R3） ............................................................................................. 63

寄存器 5: Cortex 通用寄存器 4（R4） ............................................................................................. 63

寄存器 6: Cortex 通用寄存器 5（R5） ............................................................................................. 63

寄存器 7: Cortex 通用寄存器 6（R6） ............................................................................................. 63

寄存器 8: Cortex 通用寄存器 7（R7） ............................................................................................. 63

寄存器 9: Cortex 通用寄存器 8（R8） ............................................................................................. 63

寄存器 10: Cortex 通用寄存器 9（R9） ............................................................................................. 63

寄存器 11: Cortex 通用寄存器 10（R10） .......................................................................................... 63

寄存器 12: Cortex 通用寄存器 11（R11） .......................................................................................... 63

寄存器 13: Cortex 通用寄存器 12（R12） .......................................................................................... 63

寄存器 14: 堆栈指针（SP） .............................................................................................................. 64

寄存器 15: 链接寄存器（LR） ........................................................................................................... 65

寄存器 16: 程序计数器（PC） .......................................................................................................... 66

寄存器 17: 程序状态寄存器（PSR） .................................................................................................. 67

寄存器 18: 优先级屏蔽寄存器（PRIMASK） ...................................................................................... 71

寄存器 19: 故障屏蔽寄存器（FAULTMASK） ..................................................................................... 72

寄存器 20: 基本优先级屏蔽寄存器（BASEPRI） ................................................................................ 73

寄存器 21: 控制寄存器（CONTROL） ............................................................................................... 74

寄存器 22: 浮点状态控制（FPSC）寄存器 ......................................................................................... 76

Cortex-M4 外设 ............................................................................................................................. 104

寄存器 1: SysTick 控制及状态寄存器（STCTRL），偏移量 0x010 .................................................. 118

寄存器 2: SysTick 重载值寄存器（STRELOAD），偏移量 0x014 .................................................... 120

寄存器 3: SysTick 当前值寄存器（STCURRENT），偏移量 0x018 ................................................. 121

寄存器 4: 中断 0-31 置位启用寄存器（EN0），偏移量 0x100 ......................................................... 122

寄存器 5: 中断 32-63 置位启用寄存器（EN1），偏移量 0x104 ........................................................ 122

寄存器 6: 中断 64-95 置位启用寄存器（EN2），偏移量 0x108 ........................................................ 122

寄存器 7: 中断 96-127 置位启用寄存器（EN3），偏移量 0x10C ..................................................... 122

寄存器 8: 中断 128-138 设置启用寄存器（EN4），偏移量 0x110 .................................................... 123

寄存器 9: 中断 0-31 清除启用寄存器（DIS0），偏移量 0x180 ......................................................... 124

寄存器 10: 中断 32-63 清除启用寄存器（DIS1），偏移量 0x184 ....................................................... 124

寄存器 11: 中断 64-95 清除启用寄存器（DIS2），偏移量 0x188 ....................................................... 124

寄存器 12: 中断 96-127 清除启用寄存器（DIS3），偏移量 0x18C .................................................... 124

寄存器 13: 中断 128-138 清除启用寄存器（DIS4），偏移量 0x190 ................................................... 125

寄存器 14: 中断 0-31 置位挂起寄存器（PEND0），偏移量 0x200 ..................................................... 126

寄存器 15: 中断 32-63 置位挂起寄存器（PEND1），偏移量 0x204 ................................................... 126

寄存器 16: 中断 64-95 置位挂起寄存器（PEND2），偏移量 0x208 ................................................... 126

寄存器 17: 中断 96-127 置位挂起寄存器（PEND3），偏移量 0x20C ................................................. 126

寄存器 18: 中断 128-138 置位挂起寄存器（PEND4），偏移量 0x210 ............................................... 127

寄存器 19: 中断 0-31 清除挂起寄存器（UNPEND0），偏移量 0x280 ................................................ 128

寄存器 20: 中断 32-63 清除挂起寄存器（UNPEND1），偏移量 0x284 .............................................. 128

寄存器 21: 中断 64-95 清除挂起寄存器（UNPEND2），偏移量 0x288 .............................................. 128

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寄存器 22: 中断 96-127 清除挂起寄存器（UNPEND3），偏移量 0x28C ............................................ 128

寄存器 23: 中断 128-138 清除挂起寄存器（UNPEND4），偏移量 0x290 .......................................... 129

寄存器 24: 中断 0-31 活动位寄存器（ACTIVE0），偏移量 0x300 ..................................................... 130

寄存器 25: 中断 32-63 活动位寄存器（ACTIVE1），偏移量 0x304 .................................................... 130

寄存器 26: 中断 64-95 活动位寄存器（ACTIVE2），偏移量 0x308 .................................................... 130

寄存器 27: 中断 96-127 活动位寄存器（ACTIVE3），偏移量 0x30C ................................................. 130

寄存器 28: 中断 128-138 活动位寄存器（ACTIVE4），偏移量 0x310 ................................................ 131

寄存器 29: 中断 0-3 优先级寄存器（PRI0），偏移量 0x400 .............................................................. 132

寄存器 30: 中断 4-7 优先级寄存器（PRI1），偏移量 0x404 .............................................................. 132

寄存器 31: 中断 8-11 优先级寄存器（PRI2），偏移量 0x408 ............................................................ 132

寄存器 32: 中断 12-15 优先级寄存器（PRI3），偏移量 0x40C ......................................................... 132

寄存器 33: 中断 16-19 优先级寄存器（PRI4），偏移量 0x410 .......................................................... 132

寄存器 34: 中断 20-23 优先级寄存器（PRI5），偏移量 0x414 .......................................................... 132

寄存器 35: 中断 24-27 优先级寄存器（PRI6），偏移量 0x418 .......................................................... 132

寄存器 36: 中断 28-31 优先级寄存器（PRI7），偏移量 0x41C ......................................................... 132

寄存器 37: 中断 32-35 优先级寄存器（PRI8），偏移量 0x420 .......................................................... 132

寄存器 38: 中断 36-39 优先级寄存器（PRI9），偏移量 0x424 .......................................................... 132

寄存器 39: 中断 40-43 优先级寄存器（PRI10），偏移量 0x428 ........................................................ 132

寄存器 40: 中断 44-47 优先级寄存器（PRI11），偏移量 0x42C ........................................................ 132

寄存器 41: 中断 48-51 优先级寄存器（PRI12），偏移量 0x430 ........................................................ 132

寄存器 42: 中断 52-55 优先级寄存器（PRI13），偏移量 0x434 ........................................................ 132

寄存器 43: 中断 56-59 优先级寄存器（PRI14），偏移量 0x438 ........................................................ 132

寄存器 44: 中断 60-63 优先级寄存器（PRI15），偏移量 0x43C ........................................................ 132

寄存器 45: 中断 64-67 优先级寄存器（PRI16），偏移量 0x440 ........................................................ 134

寄存器 46: 中断 68-71 优先级寄存器（PRI17），偏移量 0x444 ........................................................ 134

寄存器 47: 中断 72-75 优先级寄存器（PRI18），偏移量 0x448 ........................................................ 134

寄存器 48: 中断 76-79 优先级寄存器（PRI19），偏移量 0x44C ........................................................ 134

寄存器 49: 中断 80-83 优先级寄存器（PRI20），偏移量 0x450 ........................................................ 134

寄存器 50: 中断 84-87 优先级寄存器（PRI21），偏移量 0x454 ........................................................ 134

寄存器 51: 中断 88-91 优先级寄存器（PRI22），偏移量 0x458 ........................................................ 134

寄存器 52: 中断 92-95 优先级寄存器（PRI23），偏移量 0x45C ........................................................ 134

寄存器 53: 中断 96-99 优先级寄存器（PRI24），偏移量 0x460 ........................................................ 134

寄存器 54: 中断 100-103 优先级寄存器（PRI25），偏移量 0x464 .................................................... 134

寄存器 55: 中断 104-107 优先级寄存器（PRI26），偏移量 0x468 .................................................... 134

寄存器 56: 中断 108-111 优先级寄存器（PRI27），偏移量 0x46C .................................................... 134

寄存器 57: 中断 112-115 优先级寄存器（PRI28），偏移量 0x470 ..................................................... 134

寄存器 58: 中断 116-119 优先级寄存器（PRI29），偏移量 0x474 ..................................................... 134

寄存器 59: 中断 120-123 优先级寄存器（PRI30），偏移量 0x478 .................................................... 134

寄存器 60: 中断 124-127 优先级寄存器（PRI31），偏移量 0x47C .................................................... 134

寄存器 61: 中断 128-131 优先级寄存器（PRI32），偏移量 0x480 .................................................... 134

寄存器 62: 中断 132-135 优先级寄存器（PRI33），偏移量 0x484 .................................................... 134

寄存器 63: 中断 136-138 优先级寄存器（PRI34），偏移量 0x488 .................................................... 134

寄存器 64: 软件触发中断寄存器（SWTRIG），偏移量 0xF00 ........................................................... 136

寄存器 65: 辅助控制寄存器（ACTLR），偏移量 0x008 .................................................................... 137

寄存器 66: CPU ID 基础寄存器（CPUID），偏移量 0xD00 ............................................................... 139

寄存器 67: 中断控制及状态寄存器（INTCTRL），偏移量 0xD04 ....................................................... 140

寄存器 68: 向量表寄存器（VTABLE），偏移量 0xD08 ..................................................................... 143

寄存器 69: 应用程序中断及复位控制寄存器（APINT），偏移量 0xD0C ............................................. 144

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TM4C123AE6PM

微控制器

寄存器 70: 系统控制寄存器（SYSCTRL），偏移量 0xD10 ............................................................... 146

寄存器 71: 配置及控制寄存器（CFGCTRL），偏移量 0xD14 ............................................................ 148

寄存器 72: 系统处理程序优先级寄存器 1（SYSPRI1），偏移量 0xD18 ............................................. 150

寄存器 73: 系统处理程序优先级寄存器 2（SYSPRI2），偏移量 0xD1C ............................................. 151

寄存器 74: 系统处理程序优先级寄存器 3（SYSPRI3），偏移量 0xD20 ............................................. 152

寄存器 75: 系统处理程序控制及状态寄存器（SYSHNDCTRL），偏移量 0xD24 ................................. 153

寄存器 76: 可配置故障状态寄存器（FAULTSTAT），偏移量 0xD28 .................................................. 156

寄存器 77: 硬故障状态寄存器（HFAULTSTAT），偏移量 0xD2C ...................................................... 162

寄存器 78: 存储器管理故障地址寄存器（MMADDR），偏移量 0xD34 ............................................... 163

寄存器 79: 总线故障地址寄存器（FAULTADDR），偏移量 0xD38 ..................................................... 164

寄存器 80: MPU 类型寄存器（MPUTYPE），偏移量 0xD90 ............................................................. 165

寄存器 81: MPU 控制寄存器（MPUCTRL），偏移量 0xD94 ............................................................. 166

寄存器 82: MPU 区编号寄存器（MPUNUMBER），偏移量 0xD98 .................................................... 168

寄存器 83: MPU 区基地址寄存器（MPUBASE），偏移量 0xD9C ..................................................... 169

寄存器 84: MPU 区基地址别名寄存器 1（MPUBASE1），偏移量 0xDA4 .......................................... 169

寄存器 85: MPU 区基地址别名寄存器 2（MPUBASE2），偏移量 0xDAC .......................................... 169

寄存器 86: MPU 区基地址别名寄存器 3（MPUBASE3），偏移量 0xDB4 .......................................... 169

寄存器 87: MPU 区属性和大小寄存器（MPUATTR），偏移量 0xDA0 ............................................... 171

寄存器 88: MPU 区属性和大小别名寄存器 1（MPUATTR1），偏移量 0xDA8 .................................... 171

寄存器 89: MPU 区属性和大小别名寄存器 2（MPUATTR2），偏移量 0xDB0 .................................... 171

寄存器 90: MPU 区属性和大小别名寄存器 3（MPUATTR3），偏移量 0xDB8 .................................... 171

寄存器 91: 协处理器访问控制（CPAC），偏移量 0xD88 .................................................................. 173

寄存器 92: 浮点上下文控制（FPCC），偏移量 0xF34 ...................................................................... 174

寄存器 93: 浮点上下文访问（FPCA），偏移量 0xF38 ...................................................................... 176

寄存器 94: 浮点默认状态控制（FPDSC），偏移量 0xF3C ................................................................ 177

系统控制 ......................................................................................................................................... 189

寄存器 1: 器件标识 0（DID0），偏移量 0x000 ............................................................................... 210

寄存器 2: 器件标识寄存器 1（DID1），偏移量 0x004 ..................................................................... 212

寄存器 3: 掉电复位控制（PBORCTL），偏移量 0x030 ................................................................... 214

寄存器 4: 原始中断状态（RIS），偏移量 0x050 ............................................................................. 215

寄存器 5: 中断屏蔽控制（IMC），偏移量 0x054 ............................................................................ 217

寄存器 6: 屏蔽的中断状态和清除（MISC），偏移量 0x058 ............................................................. 219

寄存器 7: 复位原因（RESC），偏移量 0x05C ............................................................................... 221

寄存器 8: 运行模式时钟配置（RCC），偏移量 0x060 ..................................................................... 223

寄存器 9: GPIO 高性能总线控制（GPIOHBCTL），偏移量 0x06C .................................................. 227

寄存器 10: 运行模式时钟配置 2（RCC2），偏移量 0x070 ................................................................ 229

寄存器 11: 主振荡器控制（MOSCCTL），偏移量 0x07C .................................................................. 232

寄存器 12: 深度睡眠时钟配置（DSLPCLKCFG），偏移量 0x144 ...................................................... 233

寄存器 13: 系统属性寄存器（SYSPROP），偏移量 0x14C ............................................................... 235

寄存器 14: 精确内部振荡器校准（PIOSCCAL），偏移量 0x150 ........................................................ 237

寄存器 15: PLL 频率寄存器 0（PLLFREQ0），偏移量 0x160 ........................................................... 238

寄存器 16: PLL 频率寄存器 1（PLLFREQ1），偏移量 0x164 ........................................................... 239

寄存器 17: PLL 状态寄存器（PLLSTAT），偏移量 0x168 ................................................................. 240

寄存器 18: 睡眠功率配置寄存器（SLPPWRCFG），偏移量 0x188 ................................................... 241

寄存器 19: 深度睡眠功率配置寄存器（DSLPPWRCFG），偏移量 0x18C .......................................... 242

寄存器 20: LDO 睡眠功率控制寄存器（LDOSPCTL），偏移量 0x1B4 ............................................... 243

寄存器 21: LDO 睡眠功率校准寄存器（LDOSPCAL），偏移量 0x1B8 ............................................... 245

寄存器 22: LDO 深度睡眠功率控制寄存器（LDODPCTL），偏移量 0x1BC ....................................... 246

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