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电脑鼠的芯片lm3s615的详细介绍.pdf
第1章 结构概述
1.1 产品特性
1.2 目标应用
1.3 高级方框图
1.4 功能概述
1.4.1 ARM CortexTM-M3
1.4.1.1 处理器内核（见第2章）
1.4.1.2 嵌套向量中断控制器（NVIC）
1.4.2 电机控制外设
1.4.2.1 PWM
1.4.3 模拟外设
1.4.3.1 ADC（见第11章）
1.4.3.2 模拟比较器（见第15章）
1.4.4 串行通信外设
1.4.4.1 UART（见第12章）
1.4.4.2 SSI（见第13章）
1.4.4.3 I2C（第14章）
1.4.5 系统外设
1.4.5.1 可编程的GPIO（见第8章）
1.4.5.2 3个可编程的定时器（见第9章）
1.4.5.3 看门狗定时器（见第10章）
1.4.6 存储器外设
1.4.6.1 SRAM（见7.2.1）
1.4.6.2 Flash（见7.2.2）
1.4.7 其它特性
1.4.7.1 存储器映射（见第3章）
1.4.7.2 JTAG TAP控制器（见第5章）
1.4.7.3 系统控制和时钟（见第6章）
1.4.8 硬件详述
1.5 系统方框图
第2章 ARM Cortex-M3处理器内核
2.1 结构图
2.2 功能描述
2.2.1 串行线和JTAG调试
2.2.2 嵌入式跟踪宏单元（ETM）
2.2.3 跟踪端口的接口单元（TPIU）
2.2.4 ROM表
2.2.5 存储器保护单元（MPU）
2.2.6 嵌套向量中断控制器（NVIC）
2.2.6.1 中断
2.2.6.2 SysTick校验值寄存器
第3章 存储器映射
第4章 中断
第5章 JTAG接口
5.1 结构图
5.2 功能描述
5.2.1 JTAG接口的管脚
5.2.1.1 测试复位输入（ ）
5.2.1.2 测试时钟输入（TCK）
5.2.1.3 测试模式选择（TMS）
5.2.1.4 测试数据输入（TDI）
5.2.1.5 测试数据输出（TDO）
5.2.2 JTAG TAP控制器
5.2.3 移位寄存器
5.2.4 操作时的注意事项（operational consideration）
5.2.4.1 GPIO功能
5.2.4.2 ARM串行线调试（SWD）
5.3 初始化和配置
5.4 寄存器描述
5.4.1 指令寄存器（IR）
5.4.1.1 EXTEST指令
5.4.1.2 INTEST指令
5.4.1.3 SAMPLE/PRELOAD指令
5.4.1.4 ABORT指令
5.4.1.5 DPACC指令
5.4.1.6 APACC指令
5.4.1.7 IDCODE指令
5.4.1.8 BYPASS指令
5.4.2 数据寄存器
5.4.2.1 IDCODE数据寄存器
5.4.2.2 BYPASS数据寄存器
5.4.2.3 边界扫描数据寄存器
5.4.2.4 APACC数据寄存器
5.4.2.5 DPACC数据寄存器
5.4.2.6 ABORT数据寄存器
第6章 系统控制
6.1 功能描述
6.1.1 器件标识
6.1.2 复位控制
6.1.2.1 复位源
6.1.2.2 管脚有效
6.1.2.3 上电复位（POR）
6.1.2.4 掉电复位（BOR）
6.1.2.5 软件复位
6.1.2.6 看门狗定时器复位
6.1.2.7 低压差线性稳压器（Linear Drop-Out）
6.1.3 功率控制
6.1.4 时钟控制
6.1.4.1 基础时钟源
6.1.4.2 PLL频率配置
6.1.4.3 PLL模式
6.1.4.4 PLL操作
6.1.4.5 时钟验证定时器（clock verification timer）
6.1.5 系统控制
6.1.5.1 运行模式
6.1.5.2 睡眠模式
6.1.5.3 深度睡眠模式
6.2 初始化和配置
6.3 寄存器映射
6.4 寄存器描述
第6章
第7章 内部存储器
7.1 方框图
7.2 功能描述
7.2.1 SRAM存储器
7.2.2 Flash存储器
7.2.2.1 Flash存储器时序
7.2.2.2 Flash存储器保护
7.2.2.3 Flash存储器编程
7.3 初始化和配置
7.3.1 改变Flash保护位
7.3.2 Flash编程
7.4 寄存器映射
7.5 寄存器描述
第8章 通用输入/输出（GPIO）
8.1 方框图
8.2 功能描述
8.2.1 数据寄存器操作
8.2.2 数据方向
8.2.3 中断操作
8.2.4 模式控制
8.2.5 引脚（pad）配置
8.2.6 标识（identification）
8.3 初始化和配置
8.4 寄存器映射
8.5 寄存器描述
第8章
第9章 通用定时器
9.1 模块框图
9.2 功能描述
9.2.1 GPTM复位条件
9.2.2 32位定时器操作模式
9.2.2.1 32位单次触发/周期定时器模式
9.2.2.2 32位实时时钟定时器模式
9.2.3 16位定时器操作模式
9.2.3.1 16位单次触发/周期定时器模式
9.2.3.2 16位输入边沿计数模式
9.2.3.3 16位输入边沿定时模式
9.2.3.4 16位PWM模式
9.3 初始化和配置
9.3.1 32位单次触发/周期定时器模式
9.3.2 32位实时时钟(RTC)模式
9.3.3 16位单次触发/周期定时器模式
9.3.4 16位输入边沿计数模式
9.3.5 16位输入边沿定时模式
9.3.6 16位PWM模式
9.4 寄存器映射
9.5 寄存器描述
第10章 看门狗定时器
10.1 方框图
10.2 功能描述
10.3 初始化和配置
10.4 寄存器映射
10.5 寄存器描述
第11章 模数转换器（ADC）
11.1 流程图
11.2 功能描述
11.2.1 采样序列发生器（sample sequencer）
11.2.2 模块控制
11.2.2.1 中断
11.2.2.2 优先级设置
11.2.2.3 采样事件
11.2.3 硬件采样平均电路
11.2.4 模数转换器
11.2.5 测试模式
11.2.6 内部温度传感器
11.3 初始化和配置
11.3.1 模块初始化
11.3.2 采样序列发生器的配置
11.4 寄存器映射
11.5 寄存器描述
第12章 通用异步收发器（UART）
12.1 方框图
12.2 功能描述
12.2.1 发送/接收逻辑
12.2.2 波特率的产生
12.2.3 数据发送
12.2.4 FIFO操作
12.2.5 中断
12.2.6 回送（loopback）操作
12.3 初始化和配置
12.4 寄存器映射
12.5 寄存器描述
第13章 同步串行接口（SSI）
13.1 模块框图
13.2 功能描述
13.2.1 位速率的产生
13.2.2 FIFO操作
13.2.2.1 发送FIFO
13.2.2.2 接收FIFO
13.2.3 中断
13.2.4 帧格式
13.2.4.1 Texas Instruments同步串行帧格式
13.2.4.2 Freescale SPI帧格式
13.2.4.3 SPO=0和SPH=0时的Freescale SPI帧格式
13.2.4.4 SPO=0和SPH=1时的Freescale SPI帧格式
13.2.4.5 SPO=1和SPH=0时的Freescale SPI帧格式
13.2.4.6 SPO=1和SPH=1时的Freescale SPI帧格式
13.2.4.7 MICROWIRE帧格式
13.3 初始化和配置
13.4 寄存器映射
13.5 寄存器描述
第14章 内部集成电路（I2C）接口
14.1 方框图
14.2 功能描述
14.2.1 I2C总线功能概述
14.2.1.1 数据传输
14.2.1.2 数据有效性
14.2.1.3 起始和停止条件
14.2.1.4 字节格式
14.2.1.5 应答
14.2.1.6 仲裁
14.2.1.7 带7位地址的数据格式
14.2.1.8 I2C主机命令序列
14.2.1.9 I2C从机命令序列
14.2.2 可用的速率模式
14.3 初始化和配置
14.4 寄存器映射
14.5 寄存器描述（I2C主机）
14.6 寄存器描述（I2C从机）
第15章 模拟比较器
15.1 方框图
15.2 功能描述
15.2.1 内部参考编程
15.3 初始化和配置
15.4 寄存器映射
15.5 寄存器描述
第16章 脉宽调制器（PWM）
16.1 框图
16.2 功能描述
16.2.1 PWM定时器
16.2.2 PWM比较器
16.2.3 PWM信号发生器
16.2.4 死区发生器
16.2.5 中断/ADC-触发选择器
16.2.6 同步方法
16.2.7 故障状态
16.2.8 输出控制模块
16.3 初始化和配置
16.4 寄存器映射
16.5 寄存器描述
第17章 管脚图
第18章 信号表
第20章
第19章 工作特性
第20章 电气特性
20.1 直流（DC）特性
20.1.1 最大额定值
20.1.2 建议的直流工作条件
20.1.3 片内线性压差（Linear Drop-Out）稳压器特性
20.1.4 功率规范
20.1.5 Flash存储器的特性
20.2 交流（AC）特性
20.2.1 加载条件
20.2.2 时钟
20.2.3 温度传感器
20.2.4 模数转换器
20.2.5 模拟比较器
20.2.6 I2C
20.2.7 同步串行接口（SSI）
20.2.8 JTAG和边界扫描
20.2.9 通用I/O口
20.2.10 复位
第21章 封装信息
LLMM33SS661155 微微控控制制器器
数数数据据据手手手册册册
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LM3S615 微控制器数据手册
Date: 2007/03/31
Rev. 01
Guangzhou ZLGMCU Development Co., Ltd.
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目录
目录
第 1 章 结构概述.............................................................................................................................1
1.1 产品特性............................................................................................................................1
1.2 目标应用............................................................................................................................5
1.3 高级方框图........................................................................................................................6
1.4 功能概述............................................................................................................................7
1.4.1 ARM CortexTM-M3 ..................................................................................................7
1.4.2 电机控制外设.........................................................................................................7
1.4.3 模拟外设.................................................................................................................8
1.4.4 串行通信外设.........................................................................................................8
1.4.5 系统外设.................................................................................................................9
1.4.6 存储器外设...........................................................................................................10
1.4.7 其它特性...............................................................................................................10
1.4.8 硬件详述...............................................................................................................11
1.5 系统方框图......................................................................................................................12
第 2 章 ARM Cortex-M3 处理器内核 ........................................................................................13
2.1 结构图..............................................................................................................................14
2.2 功能描述..........................................................................................................................14
2.2.1 串行线和JTAG调试 .............................................................................................14
2.2.2 嵌入式跟踪宏单元（ETM） ..............................................................................14
2.2.3 跟踪端口的接口单元（TPIU） ..........................................................................15
2.2.4 ROM表...................................................................................................................15
2.2.5 存储器保护单元（MPU） ..................................................................................15
2.2.6 嵌套向量中断控制器（NVIC） .........................................................................15
第 3 章 存储器映射.......................................................................................................................16
第 4 章 中断...................................................................................................................................18
第 5 章 JTAG接口 ........................................................................................................................21
5.1 结构图..............................................................................................................................22
5.2 功能描述..........................................................................................................................22
5.2.1 JTAG接口的管脚 ..................................................................................................22
5.2.2 JTAG TAP控制器 ..................................................................................................24
5.2.3 移位寄存器...........................................................................................................25
5.2.4 操作时的注意事项（operational consideration）...............................................25
5.3 初始化和配置..................................................................................................................26
5.4 寄存器描述......................................................................................................................26
5.4.1 指令寄存器（IR）...............................................................................................26
5.4.2 数据寄存器...........................................................................................................28
第 6 章 系统控制...........................................................................................................................31
6.1 功能描述..........................................................................................................................31
6.1.1 器件标识...............................................................................................................31
6.1.2 复位控制...............................................................................................................31
6.1.3 功率控制...............................................................................................................34
6.1.4 时钟控制...............................................................................................................34
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6.1.5 系统控制...............................................................................................................36
6.2 初始化和配置..................................................................................................................37
6.3 寄存器映射......................................................................................................................37
6.4 寄存器描述......................................................................................................................38
第 7 章 内部存储器.......................................................................................................................58
7.1 方框图..............................................................................................................................58
7.2 功能描述..........................................................................................................................58
7.2.1 SRAM存储器 ........................................................................................................58
7.2.2 Flash存储器 ...........................................................................................................59
7.3 初始化和配置..................................................................................................................60
7.3.1 改变Flash保护位 ..................................................................................................60
7.3.2 Flash编程 ...............................................................................................................60
7.4 寄存器映射......................................................................................................................61
7.5 寄存器描述......................................................................................................................61
第 8 章 通用输入/输出（GPIO） ...............................................................................................67
8.1 方框图..............................................................................................................................68
8.2 功能描述..........................................................................................................................68
8.2.1 数据寄存器操作...................................................................................................69
8.2.2 数据方向...............................................................................................................70
8.2.3 中断操作...............................................................................................................70
8.2.4 模式控制...............................................................................................................71
8.2.5 引脚（pad）配置.................................................................................................71
8.2.6 标识（identification）..........................................................................................71
8.3 初始化和配置..................................................................................................................71
8.4 寄存器映射......................................................................................................................72
8.5 寄存器描述......................................................................................................................73
第 9 章 通用定时器.......................................................................................................................88
9.1 模块框图..........................................................................................................................89
9.2 功能描述..........................................................................................................................89
9.2.1 GPTM复位条件.....................................................................................................89
9.2.2 32 位定时器操作模式...........................................................................................89
9.2.3 16 位定时器操作模式...........................................................................................91
9.3 初始化和配置..................................................................................................................94
9.3.1 32 位单次触发/周期定时器模式..........................................................................94
9.3.2 32 位实时时钟(RTC)模式.....................................................................................95
9.3.3 16 位单次触发/周期定时器模式..........................................................................95
9.3.4 16 位输入边沿计数模式.......................................................................................96
9.3.5 16 位输入边沿定时模式.......................................................................................96
9.3.6 16 位PWM模式 .....................................................................................................96
9.4 寄存器映射......................................................................................................................97
9.5 寄存器描述......................................................................................................................98
第 10 章 看门狗定时器...............................................................................................................110
10.1 方框图..........................................................................................................................110
10.2 功能描述......................................................................................................................110
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10.3 初始化和配置.............................................................................................................. 111
10.4 寄存器映射.................................................................................................................. 111
10.5 寄存器描述..................................................................................................................112
第 11 章 模数转换器（ADC） ..................................................................................................120
11.1 流程图..........................................................................................................................120
11.2 功能描述......................................................................................................................121
11.2.1 采样序列发生器（sample sequencer）...........................................................121
11.2.2 模块控制...........................................................................................................121
11.2.3 硬件采样平均电路...........................................................................................122
11.2.4 模数转换器.......................................................................................................122
11.2.5 测试模式...........................................................................................................122
11.2.6 内部温度传感器...............................................................................................123
11.3 初始化和配置..............................................................................................................123
11.3.1 模块初始化.......................................................................................................123
11.3.2 采样序列发生器的配置...................................................................................123
11.4 寄存器映射..................................................................................................................124
11.5 寄存器描述..................................................................................................................125
第 12 章 通用异步收发器（UART） .......................................................................................139
12.1 方框图..........................................................................................................................139
12.2 功能描述......................................................................................................................140
12.2.1 发送/接收逻辑..................................................................................................140
12.2.2 波特率的产生...................................................................................................140
12.2.3 数据发送...........................................................................................................141
12.2.4 FIFO操作...........................................................................................................141
12.2.5 中断...................................................................................................................142
12.2.6 回送（loopback）操作 ....................................................................................142
12.3 初始化和配置..............................................................................................................142
12.4 寄存器映射..................................................................................................................143
12.5 寄存器描述..................................................................................................................144
第 13 章 同步串行接口（SSI）.................................................................................................159
13.1 模块框图......................................................................................................................159
13.2 功能描述......................................................................................................................159
13.2.1 位速率的产生...................................................................................................160
13.2.2 FIFO操作...........................................................................................................160
13.2.3 中断...................................................................................................................160
13.2.4 帧格式...............................................................................................................161
13.3 初始化和配置..............................................................................................................167
13.4 寄存器映射..................................................................................................................168
13.5 寄存器描述..................................................................................................................169
第 14 章 内部集成电路（I2C）接口.........................................................................................181
14.1 方框图..........................................................................................................................181
14.2 功能描述......................................................................................................................181
14.2.1 I2C总线功能概述 ..............................................................................................182
14.2.2 可用的速率模式...............................................................................................189
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14.3 初始化和配置..............................................................................................................190
14.4 寄存器映射..................................................................................................................190
14.5 寄存器描述（I2C主机） ............................................................................................191
14.6 寄存器描述（I2C从机） ............................................................................................197
第 15 章 模拟比较器...................................................................................................................202
15.1 方框图..........................................................................................................................202
15.2 功能描述......................................................................................................................203
15.2.1 内部参考编程...................................................................................................204
15.3 初始化和配置..............................................................................................................205
15.4 寄存器映射..................................................................................................................205
15.5 寄存器描述..................................................................................................................206
第 16 章 脉宽调制器（PWM） ................................................................................................211
16.1 框图..............................................................................................................................211
16.2 功能描述......................................................................................................................212
16.2.1 PWM定时器 ......................................................................................................212
16.2.2 PWM比较器 ......................................................................................................212
16.2.3 PWM信号发生器 ..............................................................................................213
16.2.4 死区发生器.......................................................................................................214
16.2.5 中断/ADC-触发选择器....................................................................................214
16.2.6 同步方法...........................................................................................................214
16.2.7 故障状态...........................................................................................................215
16.2.8 输出控制模块...................................................................................................215
16.3 初始化和配置..............................................................................................................215
16.4 寄存器映射..................................................................................................................216
16.5 寄存器描述..................................................................................................................217
第 17 章 管脚图...........................................................................................................................231
第 18 章 信号表...........................................................................................................................232
第 19 章 工作特性.......................................................................................................................240
第 20 章 电气特性.......................................................................................................................241
20.1 直流（DC）特性 ........................................................................................................241
20.1.1 最大额定值.......................................................................................................241
20.1.2 建议的直流工作条件.......................................................................................241
20.1.3 片内线性压差（Linear Drop-Out）稳压器特性 ............................................242
20.1.4 功率规范...........................................................................................................242
20.1.5 Flash存储器的特性 ...........................................................................................242
20.2 交流（AC）特性 ........................................................................................................243
20.2.1 加载条件...........................................................................................................243
20.2.2 时钟...................................................................................................................243
20.2.3 温度传感器.......................................................................................................244
20.2.4 模数转换器.......................................................................................................244
20.2.5 模拟比较器.......................................................................................................244
20.2.6 I2C ......................................................................................................................245
20.2.7 同步串行接口（SSI） .....................................................................................246
20.2.8 JTAG和边界扫描 ..............................................................................................247
LM3S615 微控制器数据手册
Date: 2007/03/31
Rev. 01
Guangzhou ZLGMCU Development Co., Ltd.
IV
广州周立功单片机发展有限公司
目录
20.2.9 通用I/O口 .........................................................................................................249
20.2.10 复位.................................................................................................................249
第 21 章 封装信息.......................................................................................................................251
附录A 串行Flash加载程序.........................................................................................................252
A.1 接口...............................................................................................................................252
A.1.1 UART ..................................................................................................................252
A.1.2 SSI.......................................................................................................................252
A.2 信息包处理...................................................................................................................252
A.2.1 信息包格式........................................................................................................253
A.2.2 信息包发送........................................................................................................253
A.2.3 信息包接收........................................................................................................253
A.3 命令...............................................................................................................................253
A.3.1 COMMAND_PING（0x20） ............................................................................254
A.3.2 COMMAND_GET_STATUS（0x23）..............................................................254
A.3.3 COMMAND_DOWNLOAD（0x21） ..............................................................254
A.3.4 COMMAND_SEND_DATA（0x24）...............................................................255
A.3.5 COMMAND_RUN（0x22） .............................................................................255
A.3.6 COMMAND_RESET(0x25)...............................................................................255
附录B 版本信息..........................................................................................................................257
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Date: 2007/03/31
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Guangzhou ZLGMCU Development Co., Ltd.
V
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第 1 章 结构概述
第1章 结构概述
Luminary Micro Stellaris®系列微控制器是首款基于 ARM® CortexTM-M3 的控制器，它
将高性能的 32 位计算引入到对价格敏感的嵌入式微控制器应用中。这些堪称先锋的器件，
价格与 8 位和 16 位器件相同，却能为用户提供 32 位器件的性能，并且所有器件都是以小
型封装的形式提供。
Stellaris 系列的 LM3S615 微控制器拥有 ARM 微控制器所具有的众多优点，如拥有广
泛使用的开发工具，片上系统（SoC）的底层结构 IP 的应用，以及众多的用户群体。此外，
控制器还采用了 ARM 可兼容 Thumb®的 Thumb-2 指令集来降低内存的需求量，进而降低
成本。
Luminary Micro 提供了一套完整的解决方案以便快速打入市场，其中包括了用户开发
板、白皮书和应用手册，以及强大的支持、销售和分销商网络。
1.1 产品特性
LM3S615 微控制器包含以下的产品特性：
32 位 RISC 性能
－ 采用为小型嵌入式应用方案而优化的 32 位 ARM® CortexTM M3 v7M 结构
－ 可兼容 Thumb®的 Thumb-2 专用指令集处理器内核，可提高代码密度
－ 50-MHz 工作频率
－ 硬件除法和单周期乘法
－ 集成了嵌套向量中断控制器（NVIC）以提供明确的中断处理
－ 29 个中断，带 8 个优先级
－ 存储器保护单元（MPU）为受保护的操作系统功能提供了一种特权模式
－ 非对齐式的数据访问，使数据可以有效地压入内存
－ 极细微的位元处理操作(atomic bit-banding)可最大限度地使用内存，并且提供
精简（streamlined）的外设控制
内部存储器
－ 32KB 单周期 Flash
用户管理的 Flash 块保护，以 2KB 块大小为基础
用户管理的 Flash 数据编程
用户定义和管理的 Flash 保护块
－ 8KB 单周期 SRAM
通用定时器
－ 3 个定时器，每个都可配置为一个 32 位定时器、两个 16 位定时器或启动一个
ADC 事件
－ 32 位定时器模式：
可编程的单次触发(one-shot)定时器
LM3S615 微控制器数据手册
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