94 ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 6/2014

Krok

po

krok

u K

urs

y EP

Krok po kroku Kursy E

P

• Do 1 MB Flash.• Do 256 kB single cycle SRAM oraz 6 kB EEPROM.• Kontroler10/100Ethernetz wbudowanymMACand

PHY.• KontrolerLCD.• KontrolerAES,DES,SHA/MD5orazCRCdowspo-maganiakryptografii.

• Dwaprzetworniki12-bitoweA/Cz szybkościąprób-kowaniato2MSPS.

• Kontroler full-speedUSB2.0OTG/Host/Device andhigh-speedUSBULPIinterface.

• Modułykomunikacjiszeregowejw tym:8modułówUART,10modułówI2Cs,4modułyQSPI/SSI,moduł1-Wiremaster.

Dokumentacja rodziny TivaZapoznaniesięz dokumentacjądotyczącąrodzinyTivaniejestproste.Najlepiejo tymświadczyfakturuchomie-niaspecjalnejstronyWikiTI[12].

Najważniejszym dokumentem jest Tiva C SeriesTM4C123GH6PMI Microcontroller Data Sheet [1]. Jestto bardzo obszerny tekst (ponad 1400 stron)w  którymzawarte są wszystkie potrzebne informacje dotyczącedziałaniasprzętu.Zawieradokładnei szczegółoweinfor-macjeo działaniurdzeniai modułówperyferyjnychwrazz danymielektrycznymi.

Opis sposobu programowania procesorów rodzinyTiva z  użyciem darmowej biblioteki zwiera dokumentTivaWare for C Series Peripheral Driver Library User’sGuide [10]. Dalsze dokumenty są dostępne w  folderzeinstalacyjnympakietuTivaWare[13].

Zestawy sprzętoweDlaobuseriiprocesorówrodzinyTivadostępnesątaniezestawyewaluacyjnei płytkirozszerzeńorazdroższeze-stawyuruchomieniowe[3].

ProcesoryTivaCSeriesużywajązmiennoprzecinkowe-gordzeniaARMCortex-M4Fz 32-bitowąarchitekturątypu Harvard umożliwiającą wykonywanie instrukcjidla przetwarzania sygnałów (DSP) oraz przetwarza-nia równoległego danych (SIMD). Układ umożliwiawykonywanie operacji „atomowych” na bitach orazmnożenia i dzieleniaw  jednymcyklu instrukcyjnym.UkładzwierarozbudowaneukładyPWMorazdetekcjikwadraturowejtworzącedwamodułyMotionControl[1,4].

Obecnie dostępne są układy procesorów rodzinyTivafirmyTexasInstrumentsdwóchserii[3].

Seria TM4C123xrodzinyTivamanastępującepod-stawoweparametry[1,2]:• Rdzeń ARM Cortex-M4 z  rozszerzeniem zmienno-przecinkowym.

• TaktowanieCPUdo80MHz.• Do 256 kB Flash.• Do32kBSRAMoraz2kBEEPROM.• Dwaprzetworniki12-bitoweA/Cz szybkościąprób-kowaniato1MSPS.

• DwakontroleryszynyCAN2.0A/B.• Kontrolerfull-speedUSB2.0OTG/Host/Device.• Do40wyjśćPWM.•Modułykomunikacjiszeregowejw tym:8modułówUART,6modułówI2Cs,4modułówSPI/SSI.

• Inteligentnymodułzarządzaniamocązasilania,ob-niżeniepoborudo1.6mA.

•ModułHibernacji.Schemat blokowy procesora serii TM4C123x poka-

zano na rysunku 1.DobrzewidocznesąwłasnemodułyperyferyjnefirmyTexas Instruments obudowanewokółstandardowegordzeniafirmyARM.

Seria TM4C129xrodzinyTivacharakteryzujesięna-stępującymiparametramidodatkowymi[3]:• TaktowanieCPUdo120MHz.

Zestaw ewaluacyjny Tiva C Series TM4C123G LaunchPadProcesory z  rdzeniem ARM Cortex-M4 stały się wiodącymi standardowymi układami przemysłowymi produkowanymi praktycznie przez wszystkich producentów. Nowa seria procesorów Tiva firmy Texas Instruments z  tym rdzeniem to układy typu system-on-chip (SOC) z  silnie zintegrowanymi możliwościami interfejsu i  obliczeń wykonane w  technologii z  procesem 65-nm. Łączą one najlepsze zalety patentowanych technologii zaawansowanych z  procesorów rodziny MSP430 oraz C2000. Procesory Tiva oferują balans pomiędzy wydajnością zmiennoprzecinkowych obliczeń wymaganych w  aplikacjach typu mixed-signal oraz architekturą typu low-power wymaganą w  zastosowaniach o  coraz niższym poziomie poboru mocy. Zestaw ewaluacyjny Tiva C Series TM4C123G LaunchPad (EK-TM4C123GXL) jest kompletną płytką do tworzenia i  programowania systemów czasu rzeczywistego z  procesorem TM4C123GH6PMI z  rodziny Tiva C Series TM4C123x.

95ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 6/2014

Krok

po

krok

u K

urs

y EP

Krok po kroku Kursy E

P

Zestawy ewaluacyjne:• TivaCSeriesLaunchPad(EK-TM4C123GXL)Tania platform ewaluacyjna z  procesoremTM4C123GH6PM (ARMCortex-M4F) z  rodzinyTivaCSeriesTM4C123x.Zawiera interfejsUSB2.0OTG/Host/Device,modułhibernacyjnyi przyciski.• TivaCSeriesConnectedLaunchPad(EK-TM4C1294XL)Pierwszaplatformaewaluacyjnaz kompletnyminterfej-semEthernetMAC+PHY.ZawieraprocesorTivaCSeriesTM4C1294NCPDTI (120-MHz 32-bit ARM Cortex-M4)z rodzinyTivaCSeriesTM4C129.

Zestawy uruchomieniowe:• DK-TM4C123GDevelopmentKitZestawuruchomieniowyz procesoremTM4C123GH6PGE(ARMCortex-M4F,obudowa144-LQFP).Zawierakoloro-wywyświetlaczOLED,gniazdkoUSB-OTG/Host/Device,gniazdkomicroSD,kontrolerCAN,czujniktemperaturyi 9-osiowyczujnikpołożenia.• DK-TM4C129XConnectedDevelopmentKitZestaw uruchomieniowy z  procesorem TM4C129XN-CZAD(ARMCortex-M4F,120-MHz,obudowa212BGA).

Zawiera kompletny interfejs 10/100 Ethernet MAC+PHY,kolorowywyświetlaczQVGAz interfejsemdoty-kowym,gniazdkoUSB-OTG/Host/Device,gniazdkomic-roSDi kontrolerCAN.

Zestaw ewaluacyjny Tiva C Series TM4C123G LaunchPadZestawewaluacyjnyTivaCSeriesTM4C123GLaunch-Pad (EK-TM4C123GXL) jest kompletną płytką do two-rzenia i  programowania systemówczasu rzeczywistegoz procesoremTM4C123GH6PMIz rodzinyTivaCSeriesTM4C123x z  rdzeniemARMCortex-M4F [6, 7].W pa-mięci Flash procesora jest zapisany przykładowy pro-gramdemoQuickstartApplication(qs-rgb)[7].

Płytkadrukowana zawieradwaukłady elektronicz-ne: układ emulatora In-Circuit Debug Interface (ICDI)orazukładprocesorowy (rysunek 2). Emulatorumożli-wiadebugowanieprogramuw czasierzeczywistym.Do-kładny opis zestawu jest zamieszczonyw  dokumencieSPMU296[6].Zawieraonpełnyschematpłytkizestawuewaluacyjnego.

Zestawzawierapłytkędrukowanąz układemIn-Cir-cuitDebugInterface(ICDI)orazukłademprocesorowymorazkabelUSBMicro-B– USB-A orazopisTivaCSeriesTM4C123GLaunchPadEvaluationKitReadMeFirst[6].

ZestawewaluacyjnyTivaCSeriesTM4C123GLaun-chPadmanastępująceparametry:• ProcesorTM4C123GH6PMIw obudowie64wypro-wadzeniowejLQFP.

• ModułyPWMmotioncontrol.• Gniazdko USB Micro-A/B modułu USB do pracyw trybiedevice,hostlubOTG.

• DiodaRGB.• Dwaprzyciskiużytkownika.• Złączarozszerzeńz sygnałamiwyprowadzeńI/O pro-cesora.

• UkładIn-CircuitDebugInterface(ICDI)napłytce.• Przełącznikwyboruźródłazasilania.• PrzyciskRESET.• Przykładowy program demonstracyjny zapisanyw pamięciFlashprocesora.

• Zasilanie:4,75V…5,25V.

Rysunek 1. Schemat blokowy procesora z rodziny Tiva C Series TM4C123x [3]

Rysunek 2. Schemat blokowy zestawu ewaluacyjnego Tiva C Series TM4C123G LaunchPad [6]

•Wymiary:5mm×5,7mm×10,8mm.• Dostępne zasilanie na złączu rozszerzeń:3,3 V/300 mAmaks.,5Vod23…323mA.

Emulator In-Circuit Debug Interface (ICDI)Górnączęśćpłytki(rysunek 3)ażdoliniigniazdkaUSBMicro-A/B (J9) oraz przycisku RESET zajmuje układemulatora sprzętowego ICDI. Jest tam zamontowanegniazdko standarduUSBMicro-B (J1), liniowy regula-tornapięciaLDO(U8)zasilania3,3 V,diodaLED(PWR)sygnalizacjizasilania3,3 VorazprzełącznikSW3(PWRSelect)konfiguracjiźródłazasilaniaukładuprocesoro-

96 ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 6/2014

Krok

po

krok

u K

urs

y EP

Krok po kroku Kursy E

P

Rysunek 3. Elementy zestawu ewaluacyjnego Tiva C Series TM4C123G LaunchPad [6]

wego. Jako emulator sprzętowy ICDI oraz port UARTjest stosowanydrugi układ scalonyTM4C123GH6PMI(U2).Jesttodużykwadratznajdującysiępoprawejstro-niepłytki.

Emulator ICDI umożliwia debugowanie i  programo-wanieprocesoraTIVAprzyzastosowaniuoprogramowa-nia (np. LM Flash Programmer) obsługującego standardJTAG [6]. SygnałyTDI (PC2), TMS/SWDIO (PC1), TDO/SWO(PC3),TCK/SWCLK(PC0)łączaemulacyjnegoJTAGukładu procesorowego TM4C123GH6PM są dołączonebezpośredniodoukładuscalonegorealizującegoemulator.Sąonerównieżdostępnenazłączuumieszczonymobokprzycisku RESET. Dodatkowo udostępniony jest sygnałICDI_RSTn. Zewnętrzny emulator sprzętowy może byćpodłączonydoSerialWireDebug(SWD)andSWO(trace).

Układscalonyrealizującyemulatorpełnidodatkowofunkcję konwertera UART-USB. Do komunikacji uży-wane są sygnały U0RX (PA0) i  U0TX (PA1) procesoraTM4C123GH6PM.

Rozdzielone zasilanieZestawewaluacyjnyTivaCSeriesTM4C123GLaunch-Padmożebyćzasilanyz jednego(tylko)z dwóchźródeł:• Tryb„Debug”–gniazdkoUSBMicro-B(J1)emulatorasprzętowegoICDI(u górypłytki).

• Tryb„Device”–gniazdkoUSBMicro-A/B(J9)w czę-ściprocesorowej(polewejstroniepłytki).Wybórźródłazasilaniapłytkiumożliwiaprzełącznik

SW3(PWRSelect).

PrzyciskiPrzyciskSW1jestdołączonydomasyorazwyprowadze-niaPF4układuprocesorowego.JeśliwyprowadzeniePF4jest skonfigurowane jako wejście to przyciśnięcie SW1powodujewymuszenienanimniskiegopoziomulogicz-nego. Jednak taka konfiguracja jest niebezpieczna. Jeśliwyprowadzenie PF4 zostanie skonfigurowane jako wyj-ście(np.omyłkowo)toprzyciśnięcieprzyciskuSW1możespowodowaćuszkodzeniemodułuGPIOdołączonegodotegowyprowadzenialubuszkodzeniecałegoukładusca-lonego.Bezpieczniejszymrozwiązaniemjestzastosowanierezystora(conajmniej100 V)szeregowoz zasilaniem.

PrzyciskSW2jestdołączonydowyprowadzeniaPF0układuprocesorowegoorazpoprzezrezystorR8(330 V)z  wejściem /WAKE procesora. Przyciśnięcie przyciskuSW2powodujezwarcieliniidomasyi wymuszenieni-skiegopoziomulogicznego.

Przycisk RESET jest dołączony do rezystora pod-ciągającegoR28 (10  kV) z  kondensatorem 100  nF orazdo wejścia RESETn procesora. Przyciśnięcie przyciskupowodujezwarcieliniidomasyi wymuszenieniskiegopoziomulogicznego.

Diody LEDSygnały z  wyprowadzeń PF1/2/3 układu proceso-

rowego są dołączone do bazy tranzystorówQ1/2/3. Dokolektorakażdego tranzystoradołączonesąpoprzez re-zystory330VdiodyLEDpołączonez zasilaniem3,3 V.Oznaczato,żediodyświecądlawysokiegopoziomulo-

97ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 6/2014

Krok

po

krok

u K

urs

y EP

Krok po kroku Kursy E

P

Większość wyprowadzeń układu procesorowegoTM4C123GH6PMjestdostępnanazłączachrozszerzeńJ1-4.Zasilanie3.3 VjestdołączonedowyprowadzeniaJ1.1.Umożliwia to zasilanie zewnętrznych układów dołącza-nychdozestawuz tegosamegonapięcia,coukładywej-ścia/wyjścia(GPIO)procesora.RozmieszczeniesygnałównałączachJ1i J2jestkompatybilnez zestawemMSP430LaunchPadBoosterPack.Dokładneomówienierozłożeniasygnałównawszystkichzłączachjestzamieszczonew [6].Po dołączeniu do nich układów zewnętrznych należyuwzględnićwzrostpoborumocyzasilanianapłytce.

Konfigurowanie wyprowadzeń procesora rodzinyTiva jest dosyć trudne. Do wyprowadzenia może byćprzypisanajednaz nawet16-tufunkcji.Cowięcej,danafunkcjamożebyćprzypisanatylkodojednegowyprowa-dzenia.BardzoprzydatnajestaplikacjagraficznaTivaCSeriesPinMuxUtility,którapozwalana szybkie, intui-cyjnei bezbłędneskonfigurowaniewyprowadzeń[11].

Moduły rozszerzeń BoosterPackDozłączrozszerzeńzestawuewaluacyjnegoTivaCSeriesTM4C123G LaunchPad można dołączać różne modułyrozszerzeń.CiekawymrozszerzeniemjestmodułSensorHub BoosterPack (BOOSTXL-SENSHUB). Zawiera onzestawczujnikówdołączanychdoszynyI2Cprocesora.

Sterowniki emulatora ICDIZestawewaluacyjnyTivaCSeriesTM4C123GLaunch-Pad jest wyposażony we wbudowany układ In-CircuitDebugInterface(ICDI)któryumożliwiaprogramowaniei  debugowanie procesora Tiva TM4C123GH6PM [6].Układ ICDIobsługujeport JTAGprocesora.Układ ICDImożebyćużywanyprzezprogramLMFlashProgrammer(TI)lubzintegrowaneśrodowiskoprogramowe[6].

Dostępnyjestdarmowysterownikdopobraniaz por-taluTI[8].Pobranyplikspmc016.zipnależywypakowaćdo foldera na dysku komputera PC. Najbardziej odpo-wiednijestfolderw którymjestzainstalowanyCCS.Ty-powojesttoc:\ti.ZostanieutworzonynowyfolderC:\ti\stellaris_icdi_driverszawierającypotrzebnedrajwery.

Po pierwszym dołączeniu zestawu ewaluacyjnegoTM4C123G LaunchPad do komputera PC zostanie roz-poznaneurządzeniekompozytowe.W menadżerzeurzą-dzeń systemuWindows zostaną pokazane trzy pozycjeo tejsamejnazwie:„In-CircuitDebugInterface”.W syste-mieWindows 7kliknijprawymklawiszemnapierwsząlinię.Wybierz„Aktualizujoprogramowaniesterownika”.W opcjachwyszukiwaniawskażścieżkędozainstalowa-nychwcześniejsterowników.Powtórz tesamepostępo-waniedlapozostałychdwóchlinii.

Port COMPoponownympodłączeniugniazdkaUSBMicro-B„De-bug” zestawu TM4C123G LaunchPad kablem USB dokomputeraPCzestawzostaje rozpoznany jakourządze-niezłożonez pozycjamiStellaris ICDI DFU Devicei Stel-laris ICDI JTAG/SWD Intrefaceorazwirtualnyportszere-gowyStellaris Virtual Serial Port (COMxx).

Oprogramowanie narzędziowe Dotworzeniaoprogramowaniapracującegonazestawieewaluacyjnym TM4C123G LaunchPad można zastoso-waćjednoz czterechzintegrowanychśrodowiskprogra-mowych: Code Composer Studio (Texas Instruments),

gicznegonawyprowadzeniachPF1/2/3.Zostałazastoso-wanatrójkolorowadiodaRGBw bardzomałejobudowie.Pomimotegodiodaświecibardzojasno.Dlategonależychronićoczyprzeduszkodzeniempodczaspracy.

KwarceUkład procesorowy TM4C123GH6PM (U1) używa ze-wnętrznego kwarcu 16 MHz (Y2) do generowania prze-bieguzegarasystemowego.WewnętrznyukładPLLmnożysygnałz kwarcudlauzyskaniawyższejczęstotliwościdlardzeniai układówperyferyjnychprocesora.ModułHiber-nacji wykorzystuje zewnętrzny kwarc 32,768  kHz (Y1).DrugiukładscalonyTM4C123GH6PMI(U2)zastosowanynapłytcew emulatorzeIn-CircuitDebugInterface(ICDI)używaosobnegozewnętrznegokwarcu16 MHz(Y5).

ResetSygnał /RESET(aktywnyniskimpoziomem)dowejścia/RESET procesora TM4C123GH6PM może być poda-ny z  trzech źródeł: układPower-on-reset (opcjonalnie),przyciśnięcieprzyciskuRESET,sygnałz emulatoraICDI(opcjonalnie).

Moduł hibernacjiProcesor TM4C123GH6PMI zawiera moduł hibernacji,którywykorzystujezewnętrznykwarc32,768 kHz.Mo-dułbudziprocesorw przypadkusygnałuz układuRTCoraz wejścia /WAKE. Przycisk SW2 jest dołączony dowejścia/WAKEprocesora.WejściaHIBni /WAKEproce-sora sąwyprowadzonenapojedynczezłączaw postacimetalizowanychotworówH1i H21.

Złącza USBZestawewaluacyjnyTivaCSeriesTM4C123GLaunch-Padjestwyposażonyw dwagniazdkaUSB:• Gniazdko „Debug” USB Micro-B (J1), umieszczoneu górypłytki– dołączonedoemulatorasprzętowegoICDI.

• Gniazdko„Device”USBMicro-A/B(J9)– umieszczo-nepolewejstroniepłytki– dołączonedosterownikaUSBprocesoraTM4C123GH6PM.Sterownikprocesoraumożliwiapracęw trybiedevi-

ce,hostlubOTG.Przyzmianietrybupotrzebnesąnie-wielkiezmianymontażurezystorównapłytcezestawu.Przy pracy w  trybie device zestaw może być zasilanyz gniazdka„Device”lubz gniazdka„Debug”.W pozosta-łychprzypadkachnależydokładnie rozliczyć zapotrze-bowaniemocydlanapięcia+5 V.Zmieniasięonow za-leżności od obciążenia obliczeniowego procesora orazliczbyi rodzajudołączonychukładówcyfrowychdojegowyprowadzeń (I/O). Typowo potrzebne jest dołączeniedodatkowego,zewnętrznegozasilacza.

Złącza rozszerzeńZestawewaluacyjnyTivaCSeriesTM4C123GLaunch-Padjestwykonanyw standardzie40-towyprowadzenio-wymXLInterface[6].Poobubokachpłytkizainstalowa-nesączteryzłączarozszerzeń,10-ciowyprowadzenioweJ1,J2,J3i J4standardu2.54 mm.Sąonezainstalowanena powierzchni górnej płytki (złącza męskie) oraz po-wierzchni dolnej (złącza żeńskie). Umożliwia to łatweskładaniepłytekw stos.ZłączaJ1i J2sąumieszczonenalewymi prawymbrzegupłytki.ZłączaJ3i J4sąumiesz-czoneoboknichpostroniewewnętrznej.

98 ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 6/2014

Krok

po

krok

u K

urs

y EP

Krok po kroku Kursy E

PIDCI.Gniazdko„Debug”USBMicro-B (J1),umiesz-czone u  góry płytki, dołącz kablem USB Micro-B– USB-A dowolnegoportuUSBkomputeraPC.

• Dioda D4 zacznie świecić sygnalizując dostarczeniezasilaniadopłytki zestawu.DiodaRGBD1 zaczynawyświetlaćsekwencjękolorówtęczy.Przyciśnięciele-wegoprzyciskuSW1powodujezatrzymaniesekwen-cji. Ponowneprzyciśnięcie tegoprzyciskupowodujewyświetlenienastępnegokolorusekwencjiw kierun-kukoloruczerwonego.Przyciśnieciei przytrzymanielewegoprzyciskuSW1powodujeszybkiewyświetla-niesekwencjiw kierunkukoloruczerwonego.Przyciś-nięcieprawegoprzyciskuSW2powodujezatrzymaniesekwencji. Ponowne przyciśnięcie tego przyciskupowodujewyświetlenienastępnegokolorusekwencjiw kierunkukolorufioletowego.Przyciśniecie i przy-trzymanieprawegoprzyciskuSW1powodujeszybkiewyświetlaniesekwencjiw kierunkukolorufioletowe-go.Pozostawieniepłytkibezprzyciskaniaprzez5se-kundpowodujepowrótdowyświetlaniapodstawowejsekwencjikolorówtęczy.

Jednoczesne przyciśnięcie lewego i  prawego przy-cisku przez 3 sekundy w  prowadza procesorTM4C123GH6PMI w  stan hibernacji. Program po-twierdza wejście w  ten tryb pracy krótkim błyśnię-ciem.W tymtrybieco3sekundyprocesorzostajewy-budzony,programbłyskaostatniowyświetlanymko-loremprzez0.5sekundyi ponowniewchodziw stanhibernacji. Przyciśnięcie i  przytrzymanie przyciskuRESET powoduje zawieszenie działania programuna ten czas. Nie powoduje ponownego bootowaniaprocesora. Jedynie przyciśnięcie przycisku RESETw trakciewybudzeniaprocesorapowodujeponownewystartowanieprzykładowegoprogramu.Przyciśnię-cieprawegoprzyciskuSW2(połączonegoz wejściem/WAKEprocesora)powodujepowrótdowyświetlaniapodstawowejsekwencjikolorówtęczy.Dodatkowo, program przykładowywysyła informa-

cjepoprzezportszeregowyukładuprocesorowegotypuUART.Abyjewykorzystaćnależynajpierwzidentyfiko-waćnumerwirtualnegoportuCOM.W tymcelunależykliknąćprawymklawiszemmyszynaMój komputer(np.w menuStart).WybraćWłaściwości a  następnieSprzęt oraz Menedżer urządzeń. Na liście Porty (COM i  LPT) należyznaleźćporto nazwieStellaris Virtual Serial Port (COMxx),gdziexxjestnumerem.

Programprzykładowybyłuruchamianyz obsługąko-munikacji na PC poprzez program PuTTY (do pobraniadarmowo ze stronyhttp://www.putty.org). Poprawnapracawymagaustawieniaparametrówkomunikacji1152008N1.PouruchomieniuprogramuPuTTYwybierztyppołączeniaSerial a następniewpiszpoprawnynumerportuCOMxxorazszybkośćtransmisjii kliknijOpen(rysunek 4).

Na razie w  oknie programu PuTTY jest pusto. PoprzyciśnięciuklawiszaEnterzostaniewyświetlonykur-sor„>”(i napis„Badcommand”).Opispoleceńznajdujesięw plikureadmi.txtw folderzeprojektuqs-rgb.Dostęp-nepolecenia:

• ‘help’ powoduje wyświetlenie listy poleceń z  krót-kimopisem.

• ‘intensity’zespacjąi numeremod0do100ustawiajasnośćświeceniajakoprocentjasnościmaksymalnej.

• ‘rgb’ ze spacją i  sześcioma cyframi w  notacji hexustawia kolorwyświetlania, np. ‘rgb ff0000’ powo-

SourceryCodeBench (Mentor Embedded), IAR Embed-ded Workbench (IAR) lub Keil uVision (ARM). Wieleprzykładowychprojektówwymagazastosowaniadobu-dowaniaprojektupełnychwersjiśrodowiska.

NajłatwiejzainstalowaćdarmowepełneśrodowiskoCCSv5.9.0 lub CCSv6.0.0. Jego aktualną pełną wersjęmożnabezpłatniepobrać z witryny internetowejhttp://goo.gl/bRwo5hfirmyTexasInstruments.Jakościeżkęin-stalacyjnąnależywybraćdomyślniec:\ti.

Następnie należy pobrać i  zainstalować pakietprogramowy TivaWare for the EK-TM4C123GXL fir-myTexas Instruments [9]. Po uruchomieniu plikuSW--TM4C-2.0.1.11577.exe jako ścieżkę instalacyjną należywybrać domyślnie c:\ti. Pakiet zostanie zainstalowanyw  folderze C:\ti\TivaWare_C_Series-2.0.1.11577 (lubz nowszymnumeremwersji).

Następnie można pobrać i  zainstalować darmowyprogram LM Flash Programmer. Plik LMFlashProgram-mer_1613.zipnależyrozpakować.Potemnależyurucho-mićplikinstalacyjnyLMFlashProgrammer.msii zainsta-lowaćprogramw domyślnejlokalizacji.

Pakiet programowy TivaWare PakietprogramowyTivaWareforCSerieszawierakom-pletneoprogramowaniepotrzebnedotworzeniakodudlaprocesorówseriiTM4C123xorazTM4C129x[9].Pakietjestdarmowyi kodjegobibliotekjestumieszczonyw pa-mięciROMkażdegoprocesora.Oprogramowaniejestzre-alizowanew  językuC i  umożliwia łatwe debugowaniei rozwój.PakietTivaWarezawierabiblioteki:Peripheral,USB,Graphics,Sensor,przykładoweprojektyorazzestawdokumentacji [10]. Przykładoweprojekty przeznaczonesądlaobsługizestawówuruchomieniowychi ewaluacyj-nychorazmodułówperyferyjnychprocesorów[13].

Po zainstalowaniu pakietu TivaWare (w  domyślnejlokalizacji)dostępnyjestdużyzbiórprojektówdlazesta-wuewaluacyjnegoTivaCSeriesTM4C123GLaunchPadw  folderzeprojektówprzykładowychC:\ti\TivaWare_C_Series-2.0.1.11577\examples\boards\ek-tm4c123gxl\.

Warsztaty Bardzociekawąpomocądlakażdego,któryzaczynapra-cowaćz procesoramirodzinyTivasąćwiczeniawarszta-toweGetting Started with the TIVA C Series TM4C123G LaunchPad dostępne bezpłatnie na stronieWikiTI [5].Dostępnyjestkompletmateriałów:podręcznikuczestni-kakursu,slajdyprezentacji,plikiźródłowedoćwiczeńorazkompletnyzapiswideokursu.Ćwiczeniasąwyko-nywanez użyciemzestawuewaluacyjnegoTivaCSeriesTM4C123G LaunchPad oraz dodatkowych płytek roz-szerzeń.ObejmująwiększośćzagadnieńpotrzebnychdoprogramowaniaprocesorówrodzinyTiva.

Program demo Quickstart ApplicationW pamięci Flash procesora TM4C123GH6PMI zestawujest zapisany przykładowy program demo QuickstartApplication (qs-rgb) [13]. Pełny projekt qs-rgb jest do-stępnyw folderze\qs-rgbprojektówprzykładowychpa-kietuTivaWare.• UstawprzełącznikSW3(PWRSelect)w prawejpozy-cji„Debug”.PrzedpierwszymdołączeniemzestawuewaluacyjnegodoportuUSBnakomputerzePCtrze-bawcześniejzainstalowaćsterownikidlaemulatora

99ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 6/2014

Krok

po

krok

u K

urs

y EP

Krok po kroku Kursy E

P

dujewyświetlanie w  kolorze czerwonym. Po około5 sekundachprogrampowracadowyświetlaniapod-stawowejsekwencjikolorówtęczy.

• ‘hib’ powoduje prowadzenie procesoraTM4C123GH6PMIw stanhibernacji. Jedynymspo-sobem powrotu do do wyświetlania podstawowejsekwencjijestprzyciśnięcieprawegoprzyciskuSW2.

• ‘rand’ powoduje rozpoczęciewyświetlanie sekwen-cjikoloróww kolejnościpseudolosowej.Niewiado-mojakpowrócićdowyświetlaniasekwencjikolorówtęczy.Próbypokazały,żeaplikacjaqs-rgbwysyłainformację

przedwejściemprocesoraw stanhibernacji(rysunek 5).Aplikacjaqs-rgbpowybudzeniuprocesorawysyłainfor-macjęo przyczyniewybudzenia.Równieżw przypadkuwystąpieniaoperacjiResetjestwysyłanainformacja.

Debugowanie projektów w środowisku CCSv5Projekty przykładowe dla zestawu ewaluacyjnego TivaCSeriesTM4C123GLaunchPadsądostępnew folderzeprojektów przykładowych pakietu TivaWare [13]. Do-stępnychjest14kompletnychprojektów,każdydlaczte-rech środowiskprogramowych:CodeComposerStudiov5.x (Texas Instruments),SourceryCodeBench (MentorEmbedded), IAREmbeddedWorkbench (IAR)orazKeiluVision(ARM).Najłatwiejjestzastosowaćdarmowepeł-neśrodowiskoCCSv5.1.UstawprzełącznikSW3(PWRSelect)w prawejpozy-cji„Debug”.KablemUSBpodłączgniazdkoUSBMicro--B„Debug”zestawuTM4C123GLaunchPaddowolnegoportuUSBkomputeraPC.2.UruchomśrodowiskoCCSv5.3. W  oknieWorkspace wpisz ścieżkę i  nazwę folderaroboczego. Dla indywidualnej pracy jest proponowanaścieżka<C:/home_dir>.Dlategoćwiczeniaproponowa-najestścieżka<C:/home_dir/work_rgb>.

PokliknięciunaprzyciskOK okna Workspace Laun-cher otwierane jest okno startowe środowiska CCSv5(i ładowanesąposzczególneelementyśrodowiska).Moż-natoobserwowaćnapaskupostępuw prawymdolnymroguokna.

Najpierwtrzebaimportowaćbiblioteki:driver,grap-hics(opcjonalnie)orazusb.4.ZamknijoknoTI Resource Explorer.5.Z menuProjectwybierzpozycję Import Existing CCS Eclipse Project.6. W  otworzonym oknie kliknij na przycisk Browse, wskaż ścieżkę C:\ti\TivaWare_C_Series-2.0.1.11577\dri-verlib.KliknijOK.7.W nowymoknie(rysunek 6)zauważ,żeNIEjestwy-branaopcjaCopy projects into workspace.Oznaczato,żeplikiźródłowei wynikoweprojektupozostanąw lokali-zacjipoczątkowej.KliknijnaprzyciskFinish.8.Ponowniez menuProjectwybierzpozycjęImport Exis-ting CCS Eclipse Project.9. W  otworzonym oknie kliknij na przycisk Browse, wskaż ścieżkę C:\ti\TivaWare_C_Series-2.0.1.11577\usblib.KliknijOK.KliknijnaprzyciskFinish.10. Jeszcze raz z menuProjectwybierz pozycję Import Existing CCS Eclipse Project.11. W  otworzonym oknie kliknij na przycisk Browse, wskażścieżkęC:\ti\TivaWare_C_Series-2.0.1.11577\grlib.KliknijOK.KliknijnaprzyciskFinish.

Rysunek 4. Ustawianie parametrów transmisji dla aplikacji qs-rgb

Rysunek 5. Informacje wyświetlane przez aplikację qs-rgb

Rysunek 6. Importowanie biblioteki driverlib.

Zaimportujprzykładoweprojektydlazestawuewa-luacyjnegoTivaCSeriesTM4C123GLaunchPad.12.Z menuProjectwybierzpozycjęImport Existing CCS Eclipse Project.13. W  otworzonym oknie kliknij na przycisk Browse, wskaż ścieżkę C:\ti\TivaWare_C_Series-2.0.1.11577\examples\boards\ek-tm4c123gxl.KliknijOK.

100 ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 6/2014

Krok

po

krok

u K

urs

y EP

Krok po kroku Kursy E

PW  taki sam sposób można załadować do zestawu

i uruchomićinneprzykładoweprojekty.

Programowanie procesoraPrzykładoweprojektypakietuTivaWarezawierajągoto-weplikibinarnedoprogramowaniaprocesora.Dopro-gramowaniamożnazastosowaćprogramLMFlashPro-grammer[6].1.UstawprzełącznikSW3(PWRSelect)w prawejpozy-cji„Debug”.KablemUSBpodłączgniazdkoUSBMicro--B„Debug”zestawuTM4C123GLaunchPaddowolnegoportu USB komputera PC. Upewnij się, że środowiskoCCSv5niejesturuchomionei dołączonedozestawu.2.UruchomprogramLMFlashProgrammer.3.NazakładceConfigurationw poluQuick SetwybierzzestawTM4C123G LaunchPad.4.Na zakładceProgramkliknij naBrowse i wskażplikbinarnywybranegoprojektuw ścieżceC:\ti\TivaWare_C_Series-2.0.1.11577\examples\boards\ek-tm4c123gxl\qs--rgb\ccs\Debug\qs-rgb.bin.5.WybierzopcjęErase Necessary Page oraz Verify After Program oraz Reset MCU After Program.(rysunek 9).6.Kliknij naprzy-cisk Program. Po zakończeniupracyzostanie na paskustanuwyświetlonainformacja Verify Complete – Passed.

Po zainstalo-waniu oprogramo-wania narzędzio-wego i  dołączeniupłytki zestawue w a l u a c y j n e -go Tiva C SeriesTM4C123G Laun-chPad do portuUSBkomputera,użytkownikmożezająćsiętworzeniemsystemówczasurzeczywistegodlaróżnychzastosowań:oświetlenie, sterowanie silników, inteligentne budynki,akwizycjadanychi wieluinnych.

Henryk A. Kowalskikowalski@ii.pw.edu.pl

Literatura[1] Tiva C Series TM4C123GH6PM Microcontroller Data Sheet, 03 Mar 2014, SPMS376D[2] System Design Guidelines for the TM4C123x Family of Tiva C Series MCUs, 31 Jul 2013, SPMA059[3] Tiva C Series ARM Microcontrollers, 26 Feb 2014, SPMT285C[4] An Introduction to the Tiva C Series Platform of Microcontrollers, 12 Apr 2013, SPMY010[5] Getting Started with the TIVA C Series TM4C123G LaunchPad Workshop Revision 1.22, November 2013[6] Tiva C Series TM4C123G LaunchPad Evaluation Kit User’s Manual, 15 Apr 2013, SPMU296[7] Tiva C Series TM4C123G LaunchPad Evaluation Kit ReadMe First, 28 Mar 2013, SPMU28A[8] Stellaris ICDI Drivers, SPMU287C[9] Tiva C Series LaunchPad Evaluation Board Software, SW-EK-TM4C123GXL (TivaWare)[10] TivaWare Peripheral Driver Library for C Series User’s Guide, 28 Mar 2013, SPMU298[11] Tiva C Series PinMux Utility, 20 May 2013, SPMT279A[12] Reading Tiva C Series Documentation http://goo.gl/M4S9gp [13] EK-TM4C123GXL Firmware Development Package, USER’S GUIDE, October 08, 2013 SW-EK-TM4C123GXL-UG-2.0.1.11577.pdf

14.ZaznaczopcjęCopy projects into workspace.KliknijnaprzyciskSelect All.Upewnijsię,żewszystkieprojektyprzykładowesązaznaczone(rysunek 7).15.KliknijnaprzyciskFinish.16.WoknieProjectExplorerkliknijprawymklawiszemmyszynalinięnazwyprojektuqs-rgb.Zauważ,że jakoaktywnazostałaustawionakonfiguracjaDebug. 17.Wykonaj samobudowanieprojektubezstartowaniasesjidebugowej.KliknijnaprzyciskBuild .NieużywajprzyciskuDebug .

Budowanie projektu gs-rgb zostało zakończone po-prawnie (rysunek 8).Został utworzony ładowalnyplikwynikowyqs-rgb.outorazplikbinarnyqs-rgb.bin (oknoConsole).Pliki sąumieszczonew  folderzeC:\home_dir\work_rgb\qs-rgb\Debugfolderaroboczegoprojektuqs-rgb.Zostało zgłoszone jedno nieistotne ostrzeżenie (oknoProblems).18.WykonajpolecenieDebug .

Powoduje to wykonanie budowania inkrementa-cyjnegoaktywnegoprojektu,uruchomieniedebugge-ra, automatycznedołączeniedebuggera (connection)do docelowego układu procesorowego oraz załado-waniekoduwynikowego (programu)dopamięciwe-wnętrznejRAM/Flashukładuprocesorowego.Otwie-ranajestrównieżperspektywaCCS Debug.Załadowa-ny programu jest uruchamiany i  jego wykonywaniejest zatrzymywane na pierwszej instrukcji funkcjimain().19.W celuuruchomieniaprogramukliknijnaprzyciskResume .ObserwujstandiodyRGB.

Rysunek 7. Importowanie przykładowych projektów

Rysunek 8. Okno środowiska CCSv5 po wykonaniu budowania projektu qs-rgb.

Rysunek 9. Okno programu LM Flash Programmer