الشروع في استخدام لوحة التشغيل tiva c series tm4c123g من أدوات texas

نحن جميعًا على دراية بالميكروكونترولر المستندة إلى AVR و PIC حيث يتم استخدامها على نطاق واسع ولكن المتحكمات الدقيقة القائمة على ARM أصبحت شائعة في الوقت الحاضر بسبب تكلفتها وسرعتها. Tiva C Series TM4C123G LaunchPad (EK-TM4C123GXL) من Texas Instruments هي واحدة منها ، وهي عبارة عن لوحة تطوير منخفضة التكلفة تعتمد على مجلس تقييم ARM Coretx-M4F. هذه اللوحة الحمراء اللامعة الجميلة رائعة للعمل فقط بسبب حقيقة أنها تنتمي إلى شركة Texas Instruments. من المؤكد أن تعلم كيفية استخدام TI Microcontrollers سيكون أداة قوية في جعبتنا لأن TI لديها صدق كبير في MCU للاختيار من بينها بسعر تنافسي للغاية. لقد سبق أن غطينا لوحة أخرى شهيرة من TI - MSP430 LaunchPad وقمنا ببناء العديد من المشاريع باستخدامها.

في هذه السلسلة من البرامج التعليمية ، سنتعرف على TM4C123 LaunchPad وكيفية برمجته. باستخدام LaunchPad هذا ، يمكننا العمل مع وحدات التحكم الدقيقة من السلسلة C والتي توفر أداء 32 بت مع سرعة تشغيل تصل إلى 180 ميجاهرتز. سيتم كتابة الدروس للمبتدئين جدًا في مجال الإلكترونيات ، وبالتالي سيتم إيجاز كل موضوع بأكبر قدر ممكن من الوضوح. ستكون الأجهزة المطلوبة لهذه البرامج التعليمية عبارة عن كمبيوتر محمول ومجموعة أدوات تطوير TIVA LaunchPad Development Toolkit مع بعض المكونات الإلكترونية الأساسية الأخرى التي يمكنك العثور عليها بسهولة في متجر أجهزة الإلكترونيات المحلي. لذلك دون مزيد من التأخير ، دعنا نتعمق في أداة التطوير ونفحص ما هو مدرج في المربع وكيفية استخدامه. سنكون قادرين على وميض LED باستخدام TIVA TM4C123G في نهاية هذا البرنامج التعليمي.

محتويات TM4C123 TIVA LaunchPad

عند شراء أداة TM4C123 TIVA LaunchPad Development Tool من TI أو أي بائع محلي آخر ، ستحصل على المواد التالية المضمنة في صندوقك.

• TM4C123 TIVA LaunchPad Development Board (EK-TM4C123GXL)
• واجهة التصحيح الداخلية للدائرة (ICDI)
• توصيل USB micro-B بكابل توصيل USB-A
• دليل البدء السريع

دعنا نرى ميزات ومواصفات TM4C123 LaunchPad.

ميزات LaunchPad من سلسلة TIVA C

هناك ثلاثة متغيرات في LaunchPad من سلسلة TIVA C بميزات ومواصفات مختلفة. لديهم جميعًا عددًا مختلفًا من دبابيس GPIO والسرعة والذاكرة والاتصال. تتم مقارنة جميع الميزات المهمة للوحات TIVA المختلفة في الجدول أدناه:

اسم MCU	المميزات
TM4C123G LaunchPad: EK-TM4C123GXL	TM4C Series MCU - وحدة معالجة مركزية ARM Cortex-M4 بسرعة 80 ميجاهرتز مع نقطة عائمة. 256 كيلو بايت فلاش ، 32 كيلو بايت رام ، 2 كيلو بايت إيبروم ، 2 × 12 بت 1 MSPS ADC ، 6 × 64 بت و 6 × 32 بت ما يصل إلى 16 حركة PWM ، 8 UART ، 4 I2C ، 4 SSI ، 2 CAN ، 1 USB H / D واجهة تصحيح أخطاء USB داخل الدائرة على اللوحة واجهة BoosterPack XL ذات 40 سنًا قابلة للتكديس مؤشر LED لمستخدم RGB ، مفتاحان للمستخدم (تطبيق / تنبيه)
TM4C1294 لوحة التشغيل المتصلة: EK-TM4C1294XL	أسرع MCU من سلسلة TM4C - وحدة المعالجة المركزية ARM Cortex-M4 بسرعة 120 ميجاهرتز مع نقطة عائمة 10/100 Ethernet MAC + PHY حل تطبيق قائم على السحابة وقابل للتطوير 1 ميجا بايت فلاش ، 256 كيلو بايت رام ، 6 كيلو بايت إيبروم ، 2 × 12 بت 2 MSPS ADC ، 8x32 بت (16 × 16 بت) ما يصل إلى 8 قنوات PWM للحركة ، 10 I2C ، 8 UART ، 4 QSPI ، 2 CAN ، 1 EPI ، 1 USB H / D واجهة تصحيح أخطاء USB داخل الدائرة على اللوحة واجهات BoosterPack XL ذات 40 سنًا قابلة للتكديس شبكة الإدخال / الإخراج للوح بدون لحام واتصال اللوح الأساسي المخصص
TM4C129E لوحة التشغيل المشفرة المتصلة: EK-TM4C129EXL	أسرع MCU من سلسلة TM4C - وحدة المعالجة المركزية ARM Cortex-M4 بسرعة 120 ميجاهرتز مع نقطة عائمة 10/100 Ethernet MAC + PHY حل تطبيق قائم على السحابة وقابل للتطوير 1 ميجا بايت فلاش ، 256 كيلو بايت رام ، 6 كيلو بايت إيبروم ، 2 × 12 بت 2 MSPS ADC ، 8x32 بت (16 × 16 بت) أجهزة تسريع التشفير ما يصل إلى 8 قنوات PWM للحركة ، 10 I2C ، 8 UART ، 4 QSPI ، 2 CAN ، 1 EPI ، 1 USB H / D واجهة تصحيح أخطاء USB داخل الدائرة على اللوحة واجهات BoosterPack XL ذات 40 سنًا قابلة للتكديس شبكة الإدخال / الإخراج للوح بدون لحام واتصال اللوح الأساسي المخصص عرض توضيحي للاتصال السحابي الآمن مع TI-RTOS و WolfSSL و Exosite

كما ترى في الجدول أعلاه ، فإن جميع لوحات LaunchPad تتميز بمحاكاة على اللوحة للبرمجة وتصحيح الأخطاء ، وأزرار الضغط ومصابيح LED ، بالإضافة إلى الموصلات التي تُستخدم لتوصيل وحدات المكونات الإضافية BoosterPacks القائمة على TI ، والتي تضيف وظائف جديدة إلى LaunchPad مثل الاتصال اللاسلكي ومصابيح LED وأجهزة الاستشعار والمزيد.

من بين جميع منصات الإطلاق LaunchPads الثلاثة ، تعد منصات LaunchPad المتصلة والمتصلة بالتشفير ميزات واسعة وتستخدم في صناعات للحوسبة عالية الأداء ، كما أن هناك أحجامًا تقريبًا تبلغ ضعف TM4C123G LaunchPad. لذلك ، بالنسبة للتطبيقات الأصغر ، يعد LaunchPad TM4C123G هو الخيار الأفضل. ومن ثم في هذه السلسلة من البرامج التعليمية ، سنستخدم TM4C123G LaunchPad لاستكشاف جميع وظائف مجموعة التطوير هذه.

مقارنة TIVA LaunchPad مع Arduino و MSP430

في الدروس السابقة ، استخدمنا Arduino و MSP430 Launchpad بشكل متكرر. الآن ، دعنا نرى كيف تختلف عن TIVA LaunchPad. تحتوي كل عائلة من وحدات التحكم الدقيقة على بعض الميزات المشتركة مثل دبابيس GPIO ، و ADC أو اثنين ، وأجهزة ضبط الوقت وما إلى ذلك ، ومع ذلك ، فإن طريقة عملها داخليًا مختلفة تمامًا لأن لديها سجلات مختلفة وعملية مختلفة لاستخدامها. TIVA LaunchPads عبارة عن متحكمات دقيقة 32 بت من ARM cortex M4 بينما Arduino (atmega328) و MSP430 لهما بنية مختلفة تمامًا مع ناقل 8 بت. أبعاد مجموعات التطوير هذه متشابهة تقريبًا ولكن لها عدد مختلف من GPIOs وسرعات المعالجة. تختلف تقنيات التشفير أيضًا في كل عائلة.

الشيء المثير للاهتمام هو أن LaunchPads من TI لها لغة معالجة مماثلة لـ Arduino والتي تسمى Energia والتي يمكن أن تعمل مع LaunchPads من سلسلة TIVA C.

تشغيل واختبار مجلس تطوير سلسلة TIVA C TM4C123G

تُظهر الصورة أدناه جميع المكونات الموجودة على اللوحة TIVA LaunchPad. يوجد موصلا USB ومفتاح تحديد طاقة واحد. لأغراض البرمجة وتصحيح الأخطاء ، يجب عليك استخدام موصل USB مع كتابة التصحيح تحته ، وكذلك جعل مفتاح تحديد الطاقة باتجاه التصحيح لبرمجته. أيضًا ، يمكنك تشغيل اللوحة باستخدام هذا الموصل.

بدلاً من ذلك ، لتشغيل وحدة التحكم الدقيقة ، يمكنك استخدام موصل USB الثاني وجعل مفتاح تحديد الطاقة باتجاه الجهاز. لكن هذا سيؤدي فقط إلى تشغيل اللوحة ولا يمكن برمجته.

قبل أن تبدأ أي شيء ، كانت TI قد حملت بالفعل نموذجًا للبرنامج على متحكم TIVA الخاص بك ، لذا دعنا نشغِّل اللوحة ونتحقق مما إذا كانت تعمل. لذا قم بتشغيل اللوحة من خلال مقبس USB الصغير وبمجرد القيام بذلك ، يجب أن تلاحظ مصابيح RGB LED في الجزء السفلي من زر إعادة الضبط في اللوحة الخاصة بك تتوهج بدلاً من ذلك.

الآن ، دعنا ننتقل إلى بيئة البرمجيات.

برنامج برمجة (IDE) لـ TIVA LaunchPad

تسمح لنا شركة Texas Instruments ببرمجة وحدات التحكم الدقيقة الخاصة بها من خلال مجموعة متنوعة من البيئات. الرسمي هو Code Composer Studio المعروف باسم CCS. IDE آخر هو Keil uVision. هذه البرامج مجانية ولكن استخدامها يتطلب بعض الحد الأدنى من الخبرة مع ميكروكنترولر

نظرًا لأن هذه السلسلة من البرامج التعليمية تستهدف المبتدئين تمامًا ، فإننا نستخدم بيئة تطوير أخرى تسمى Energia. Energia هي بيئة مجانية مفتوحة المصدر تمكننا من برمجة TI Microcontrollers بسهولة. الهدف الرئيسي من Energia هو جعل برمجة TI MCU سهلة مثل البرمجة في Arduino. لذا فإن Energia مكافئ لـ Arduino IDE الذي يدعم Texas Instruments Microcontrollers. سيوافق الأشخاص الذين استخدموا Arduino