TM4C123库函数学习（1）--- 点亮LED+TM4C123的ROM函数简介+keil开发环境搭建

news2024/11/23 12:27:11

前言

（1） 首先，我们需要知道TM4C123是M4的内核。对于绝大多数人而言，入门都是学习STM32F103，这款芯片是采用的M3的内核。所以想必各位对M3内核还是有一定的了解。M4内核就是M3内核的升级版本，他继承了M3的的所有功能，同时还增加和增强了如下功能：
<1> 增加了高精度 MAC,使得在 做算法计算时的性能更高；
<2>增加了浮点单元 FPU；
<3>增加了具有 SIMD 功能的 DSP 指令；
（2）这几个新增加的功能让M4内核的芯片有很强大的浮点运算功能，让M4的芯片多用于需要复杂的数字运算功能的场景。

开发环境搭建

keil工程环境搭建

（1）首先搜索引擎搜索keil，进入keil官网，搜索pack，然后按Ctrl+F搜索TEXAS（因为TI的英文名前缀是这个）。

在这里插入图片描述

（2）将pack文件导入到keil中。打开keil（注意，任意工程都行，就算没有工程是空白的也行）。点击左上角的PACK Installer

在这里插入图片描述

（3）进入PACK Installer之后，关闭弹窗——>点击左上角的File——>点击Import

在这里插入图片描述

（4）找到存放PACK的路径，然后打开他即可。之后你需要等待一段时间，右下角会有一个进度条，因为安装包是在国外网站，所以需要等待比较长的时间。
注意：TM4C123的pack名字不是如下图，因为我懒得重新演示，所以复制的我RA2E1 开发板教程截图。

在这里插入图片描述

（5）之后keil工程里面会弹出一个弹框，点击确定即可。
（6）之后按照下图确认是否pack已经安装

在这里插入图片描述

程序下载

（1）连接好下载器，设置下载器

在这里插入图片描述

（2）设置ROM的运算单元的起始位置和大小。以及设置编程算法

在这里插入图片描述

（3）编译，下载

在这里插入图片描述

TM4C123前缀带ROM的函数

详情请看：TM4C123的ROM函数和非ROM函数区别

函数介绍

ROM_FPUEnable();

因为在M4的内核中，可以有专门的浮点运算单元。所以当我们需要在程序中使用浮点运算的时候，需要调用ROM_FPUEnable()函数。

/****** 函数声明 ******/
//这个存放在ROM
void ROM_FPUEnable(void);
//这个是存放在flash
void FPUEnable(void);

ROM_FPULazyStackingEnable();

当处理中断时，这个函数允许浮点寄存器s0-s15的延迟堆叠。当lazy stacking被启用时，堆栈上为浮点上下文保留空间，但不保存浮点状态。如果在中断上下文中执行一个浮点指令，那么该浮点上下文中首先被保存到堆栈预留的空间中。在中断处理程序完成时，只有保存了(作为执行浮点指令的结果)的浮点上下文才会被恢复。
（1）这提供了快速中断响应(因为在中断入口时不会保存浮点状态)和（2）在中断处理程序中使用浮点的能力(因为如果使用浮点指令，会保存浮点状态)之间的折衷。

/****** 函数声明 ******/
//这个存放在ROM
void ROM_FPULazyStackingEnable(void);
//这个是存放在flash
void FPULazyStackingEnable(void);

ROM_SysCtlClockSet()；

（1）这个函数用于设置设备时钟。一般采用ROM_SysCtlClockSet(SYSCTL_SYSDIV_2_5 | SYSCTL_USE_PLL | SYSCTL_XTAL_16MHZ |SYSCTL_OSC_MAIN);设置系统时钟为80MHZ。
（2）如下为 TM4C123 的时钟树。很多人对于时钟树就头痛，起始没有必要害怕，我们现在只需要看系统时钟。因为它最重要，其他的时钟信号，要用到的时候再去看。
<1>咱们一个一个的看ROM_SysCtlClockSet（）中传入的参数。SYSCTL_USE_PLL | SYSCTL_OSC_MAIN这一段话表示让PLL作为系统时钟的时钟源。
<2>SYSCTL_XTAL_16MHZ表示主振荡器为16MHZ，这个需要更具你的外部晶振频率来设定。因为本人的开发板外部晶振是16MHZ，所以选择SYSCTL_XTAL_16MHZ。
<3>SYSCTL_SYSDIV_2_5进行再次分频的。因为PLL输出400MHZ频率，返回进行了一次2分频之后是200MHZ。因为TM4C123最大频率为80MHZ，所以再次分频数必须大于2.5。我们这里选择分频2.5，让TM4C123以最大频率运转。

在这里插入图片描述

/****** 系统时钟设置为80MHZ ******/
ROM_SysCtlClockSet(SYSCTL_SYSDIV_2_5 | SYSCTL_USE_PLL | SYSCTL_XTAL_16MHZ |SYSCTL_OSC_MAIN);//配置系统时钟，系统时钟频率400M/2/2.5=80M

/****** 函数声明 ******/
//这个存放在ROM
void ROM_SysCtlClockSet(uint32_t ui32Config);
//这个存放在flash
void SysCtlClockSet(uint32_t ui32Config);

ROM_SysCtlPeripheralEnable（）

（1）经过上面的初始之后，我们现在可以正常进入LED程序编写了。系统上电的时候，IO口时钟是默认关闭的，作用是降低功耗。所以首先我们需要打开IO口时钟，因为我的开发板，LED是在PF4。所以我需要打开PF这一组IO的时钟。

/****** 函数声明 ******/
//这个存放在ROM
void ROM_SysCtlPeripheralEnable(uint32_t ui32Peripheral);
//这个存放在flash
void SysCtlPeripheralEnable(uint32_t ui32Peripheral);

/****** 函数介绍 ******/
/* 作用 ： 使能IO
 * 传入参数 ： 
     * ui32Peripheral ： 参数必须仅为下列值之一：
       SYSCTL_PERIPH_ADC0, SYSCTL_PERIPH_ADC1,
SYSCTL_PERIPH_CAN0, SYSCTL_PERIPH_CAN1, SYSCTL_PERIPH_CCM0,
SYSCTL_PERIPH_COMP0, SYSCTL_PERIPH_EEPROM0, SYSCTL_PERIPH_EMAC,
SYSCTL_PERIPH_EPHY, SYSCTL_PERIPH_EPI0, SYSCTL_PERIPH_GPIOA,
SYSCTL_PERIPH_GPIOB, SYSCTL_PERIPH_GPIOC, SYSCTL_PERIPH_GPIOD,
SYSCTL_PERIPH_GPIOE, SYSCTL_PERIPH_GPIOF, SYSCTL_PERIPH_GPIOG,
SYSCTL_PERIPH_GPIOH, SYSCTL_PERIPH_GPIOJ, SYSCTL_PERIPH_GPIOK,
SYSCTL_PERIPH_GPIOL, SYSCTL_PERIPH_GPIOM, SYSCTL_PERIPH_GPION,
SYSCTL_PERIPH_GPIOP, SYSCTL_PERIPH_GPIOQ, SYSCTL_PERIPH_GPIOR,
SYSCTL_PERIPH_GPIOS, SYSCTL_PERIPH_GPIOT, SYSCTL_PERIPH_HIBERNATE,
SYSCTL_PERIPH_I2C0, SYSCTL_PERIPH_I2C1, SYSCTL_PERIPH_I2C2,
SYSCTL_PERIPH_I2C3, SYSCTL_PERIPH_I2C4, SYSCTL_PERIPH_I2C5,
SYSCTL_PERIPH_I2C6, SYSCTL_PERIPH_I2C7, SYSCTL_PERIPH_I2C8,
SYSCTL_PERIPH_I2C9, SYSCTL_PERIPH_LCD0, SYSCTL_PERIPH_ONEWIRE0,
SYSCTL_PERIPH_PWM0, SYSCTL_PERIPH_PWM1, SYSCTL_PERIPH_QEI0,
SYSCTL_PERIPH_QEI1, SYSCTL_PERIPH_SSI0, SYSCTL_PERIPH_SSI1,
SYSCTL_PERIPH_SSI2, SYSCTL_PERIPH_SSI3, SYSCTL_PERIPH_TIMER0,
SYSCTL_PERIPH_TIMER1, SYSCTL_PERIPH_TIMER2, SYSCTL_PERIPH_TIMER3,
SYSCTL_PERIPH_TIMER4, SYSCTL_PERIPH_TIMER5, SYSCTL_PERIPH_TIMER6,
SYSCTL_PERIPH_TIMER7, SYSCTL_PERIPH_UART0, SYSCTL_PERIPH_UART1,
SYSCTL_PERIPH_UART2, SYSCTL_PERIPH_UART3, SYSCTL_PERIPH_UART4,
SYSCTL_PERIPH_UART5, SYSCTL_PERIPH_UART6, SYSCTL_PERIPH_UART7,
SYSCTL_PERIPH_UDMA, SYSCTL_PERIPH_USB0, SYSCTL_PERIPH_WDOG0,
SYSCTL_PERIPH_WDOG1, SYSCTL_PERIPH_WTIMER0, SYSCTL_PERIPH_WTIMER1,
SYSCTL_PERIPH_WTIMER2, SYSCTL_PERIPH_WTIMER3,
SYSCTL_PERIPH_WTIMER4, or SYSCTL_PERIPH_WTIMER5
 * 返回参数 ： 无
*/

ROM_GPIOPinTypeGPIOOutput()

因为我们想要点亮LED，那么就需要将IO口设置为输出引脚。使用这个函数可以将IO口设置为输出。

/****** 函数声明 ******/
//这个存放在ROM
void ROM_GPIOPinTypeGPIOOutput(uint32_t ui32Port,
uint8_t ui8Pins);
//这个存放在flash
void GPIOPinTypeGPIOOutput(uint32_t ui32Port,
uint8_t ui8Pins);

/****** 函数介绍 ******/
/* 作用 ： 将IO口设置为输出
 * 传入参数 ：
     * ui32Port ： GPIO_PORTx_BASE，x可为A,B,C,D,E,F,G,H,J,K
     * ui8Pins : GPIO_PIN_x，x可为1,2,3,4,5,6,7
 *返回值 ： 无
*/

ROM_GPIOPinWrite()

我们配置完IO之后，需要需要设置它的输出引脚电平。因为我的LED是共阳，所以输出低电平才是点亮LED。

/****** 函数声明 ******/
//这个存放在ROM
void ROM_GPIOPinWrite(uint32_t ui32Port,
uint8_t ui8Pins,
uint8_t ui8Val);
//这个存放在flash
void GPIOPinWrite(uint32_t ui32Port,
uint8_t ui8Pins,
uint8_t ui8Val);

/****** 函数介绍 ******/
/* 作用 ： 设置IO口电平
 * 传入参数 ：
     * ui32Port ： GPIO_PORTx_BASE，x可为A,B,C,D,E,F,G,H,J,K
     * ui8Pins : GPIO_PIN_x，x可为1,2,3,4,5,6,7
     * ui8Val ： GPIO_PIN_x表示设置为高电平，！GPIO_PIN_x表示设置为低电平
 *返回值 ： 无
*/

代码实操

#include "stdio.h"
#include <stdint.h>
#include <stdbool.h>
#include "hw_memmap.h"
#include "hw_types.h"
#include "hw_gpio.h"
#include "debug.h"
#include "fpu.h"
#include "gpio.h"
#include "pin_map.h"
#include "rom.h"
#include "sysctl.h"
#include "uart.h"
#include "uartstdio.h"


#ifdef DEBUG
void
__error__(char *pcFilename, uint32_t ui32Line)
{
}
#endif

int main(void)
{
	ROM_FPUEnable();//使能浮点单元。这个函数必须在执行任何硬件浮点运算之前被调用;如果不这样做，将导致NOCP使用错误。
	ROM_FPULazyStackingEnable();//浮点延迟堆栈,减少中断响应延迟 
    ROM_SysCtlClockSet(SYSCTL_SYSDIV_2_5 | SYSCTL_USE_PLL | SYSCTL_XTAL_16MHZ |SYSCTL_OSC_MAIN);//配置系统时钟，系统时钟频率400M/2/2.5=80M
    ROM_SysCtlPeripheralEnable(SYSCTL_PERIPH_GPIOF);  //使能GPIOF外设	
	ROM_GPIOPinTypeGPIOOutput(GPIO_PORTF_BASE, GPIO_PIN_4);// LED
	ROM_GPIOPinWrite(GPIO_PORTF_BASE, GPIO_PIN_4, GPIO_PIN_4);//置高位熄灭
    while(1)
    {
			GPIOPinWrite(GPIO_PORTF_BASE, GPIO_PIN_5, !GPIO_PIN_5);//置低位点亮
			SysCtlDelay(SysCtlClockGet() / 10); //延时0.1s，为什么先不用管，后面会讲解
			GPIOPinWrite(GPIO_PORTF_BASE, GPIO_PIN_5, GPIO_PIN_5);//置高位熄灭
			SysCtlDelay(SysCtlClockGet() / 10);//延时0.1s，为什么先不用管，后面会讲解
}

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