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。
表1-2 USB相关信息
U6是一个故障保护开关，监控USB主机端口的电源。USB0EPEN是微控制器的控制信号，有一个下拉电阻，以确保在复位时主机的端口电源被切断。如果所连接的USB设备电流消耗超过1A或者开关的热限制被设备超出消耗超过500mA，则电源开关会被马上切断。USB0PFLT信号线指示过载电流的状态，反馈至微控制器。
此开发板可以是一个总线供电的USB设备或是自供电USB设备，这决定于电源所跳线的配置。
当在USB主机模式中使用开发板时，EVB的电源应由在线调试接口（ICDI）USB连接线或连接到直流电源插孔的+5V所供应。
注：LM3S9B92的USB功能是完全独立于在线调试接口USB功能。
调试
Stellatis微控制器支持通过JTAG或SWD编程和调试，JTAG使用TCK、TMS，TDI 和TDO信号。SWD要求的信号较少（SWCLK，SWDIO，和可选择的跟踪信号SWO）。由调试器决定使用何种调试协议。
? 调试模式
此LM3S9B92开发板支持一系列硬件调试配置，如表1-3所示。
表1-3 硬件调试配置
? 调试注意事项
调试模式3支持使用外部调试接口的板载调试，例如Segger J-Link 或Keil ULINK。大多数调试器用调试连接器的1号引脚来检测目标板的电压，在某些情况下，为输出逻辑电路供电。为使用外部调试器，必须使得VDD/PIN1跳线开关合上，从而使此引脚带上3.3V电压。
? 调试USB概述
使用Future Technology Devices International公司的FT2232芯片来实现USB-to-serial的转换。FT2232默认设置可以在通道A上使用一个JTAG/SWD 端口（串行接口）和一个在通道B 上使用的虚拟COM接口（VCP）。此功能允许主机和目标设备利用一条USB线同步通讯。在文档和软件CD盘中提供了每个功能的独立Windows驱动。
在线调试接口USB的功能完全独立于LM3S9B92芯片上的USB功能。
FT2232芯片的配置数据由一个小的串行EEPROM存储。该EEPROM是不可被LM3S9B92
微控制器访问的。
关于FT2232运作的全部细节，请访问www.ftdichip.。
? USB到JTAG/SWD
FT2232 USB设备在调试器控制下执行JTAG/SWD串行操作。一个简单的逻辑电路复用SWD和JTAG功能，在SWD模式下工作时，为双向数据线提供方向控制。
? 虚拟串行通信端口
虚拟串行通信端口（VCP）允许Windows应用程序（如超级终端）与LM3S9B92上的UART0通过USB通信。一旦安装FT2232 VCP设备驱动后，Windows会分配一个串行通信端口号到VCP通道。表1-4列出了调试相关信号。
表1-4 相关调试信号
? 串行线输出（SWO）
开发板支持Cortex-M3串行线输出（SWO）跟踪功能。在调试器控制下，板上的逻辑电路可将SWO数据流发送到VCP传送通道。调试器软件便可对从虚拟串行通信端口处接收到的跟踪信息解码和解释。当使用SWO时，中断UART0和虚拟串口（VCP）的连接。并不是所有的调试器都支持SWO。
更多跟踪端口接口单元（Trace Port Interface Unit，TPIU）的信息请参考Stellaris?
LM3S9B92微控制器数据手册。
彩色QVGA LCD触摸显示屏
此开发板采用分辨率为320 x 240像素的TFT液晶图像显示器。该显示器使用前应除去在运输过程使用的保护塑料薄膜。
? 特性
LCD模块具有的特性包括：
–高品质a-Si TFT LCD单元
–262,144/65,536 颜色值
–80-系统8位接口
–支持高速butst-GRAM写功能
–支持部分屏幕显示
–支持睡眠和待机两种模式以节省电源
–高对比度，高明度
–重量轻，体形小
–低功耗
–4线模拟电阻触摸面板
? 控制界面
彩色LCD有一个内置的多模式并行接口控制器IC，开发板使用一个8位的8080型接口——GPIO D口，作为数据总线。表1-5列出了LCD相关信号：
表1-5 液晶显示器信号
? 规格说明
表1-6 TFT-LCD 模块
表1-7 触摸面板