Launchpad系列是德州仪器公司推出的一系列低成本开发评估套件。两年前德州仪器推出了价格只有4.99美金的MSP430G2 Launchpad，以其低廉的价格、灵活扩展性和开源大受欢迎。不仅提供了一个低成本的评估平台，而且推动了大量以Launchpad为基础的应用项目。同时德州仪器推出了各种基于Launchpad接口的扩展套件Boosterpack，形成了自己的生态系统。最近德州仪器连续推出了基于C2000和Stellaris系列的Launchpad开发板，更加丰富了整个生态系统环境。今天，我们来介绍一下最新的基于Stellaris系列32位 ARM Cortex-M4核的Launchpad开发板，它的价格只需要12.99美金。

Stellaris LM4F Launchpad

Stellaris LM4F Launchpad是针对ARM Cortex-M4微控制器系统的一个低成本开发评估平台。和之前推出的MSP430 Launchpad类似，LM4F Launchpad上面也集成了仿真和编程器——ICDI（In-Circuit Debug Interface），省去了额外购置仿真工具的费用，降低了整个开发平台的成本。

LM4F Launchpad的PCB板采用了双面板设计，外设也非常简单只包括了一个3色LED和几个按钮，与MSP430 Launchpad不同的是增加了一个从微控制器直接引出的USB Device口，以及一个提供RTC时钟的32.768KHz外接晶体振荡器用于微控制器的休眠工作模式。LM4F Launchpad上的扩展接口有40个pin脚，引出了微控制器大部分的GPIO，这些复用引脚可以更灵活扩展评估Stellaris微控制器的外设。LM4F Launchpad上的扩展接口被称为Boosterpack XL，包括40个引脚，它与MSP430 Launchpad的20个引脚Boosterpack接口兼容，因此很容易扩大整个生态系统。它很容易通过Stellaris的Bossterpack模块或者MSP430的Boosterpack模块扩展各种外设功能。

• Stellaris LM4F120H5QR Cortex-M4微控制器
• 板载集成ICDI仿真器
• 40脚扩展插座
• micro USB调试接口
• micro USB设备接口
• 电源选择开关
• RGB三色LED
• 复位按键和两个用户按键

Stellaris

Stellaris系列是德州仪器公司的32位ARM Cortex-M内核系列微控制器。德州仪器是最早与ARM合作的原厂之一，其32位的微控制器产品系列就是采用了ARM Cortex-M内核Stellaris系列。Stellaris系列为嵌入式微控制器应用开发者提供了一个很好的选择，以同样的价格从8/16为微控制器设计迁移而获得32位微控制器系统性能。而且采用Stellaris设计还可以融入庞大的ARM生态系统，能够获得更多的支持。Stellaris产品系列包括LM3S（Cortex-M3）和最新的LM4F（Cortex-M4）系列，目前共有超过220多种Stellaris微控制器。

Cortex-M4核是ARM Cortex-M系列中最新、信号处理能力最强的内核系列。采用了带DSP功能扩展的CPU内核、专用浮点计算单元FPU和优化的运算指令，使得Cortex-M4处理器具有高效信号处理能力，适用于控制和信号处理混合的数字信号控制市场。

LM4F系列是第一个采用了65nm工艺的Cortex-M系列微控制器。LM4F系列提供了浮点运算以及简单的数字信号处理能力，内部包括模拟、串行接口、运动控制以及系统控制等多个部分外设控制（如PWM输出、UART、I2C、SPI、CAN、USB、ADC以及RTC等等）

硬件部分

Stellaris LM4F Launchpad包装还是采用了TI特有的小盒子，

不过内部配件比较简单了，只有开发板和一根Micro USB线，还有一张快速入门手册。

LM4F Launchpad开发板同样也是包括LM4F控制器部分和ICDI仿真器部分。

1. 主芯片LM4F120H5QR微控制器

板上的主控制芯片采用了LM4F120H5QR，是一款非常新的Cortex-M4处理器，目前还处于量产前阶段。可以看到开发板上的芯片标识位LX4F120H5QRFIGA，这里‘X'代表芯片是量产前的样片。

LM4F120H5QR采用了64脚的LQFP封装，片上集成256KB Flash和32KB SRAM。LM4F系列主频并不高，最大为80MHz，主要特征如下，具体的的参数请参考芯片数据手册。

• 32位ARM Cortex-M4内核，主频80NHz，64脚LQFP封装。
• 片上256KB Flash，32KB Sram，内置StellarisWare软件的ROM，2KB EEPROM。
• 一个支持CAN2.0协议的CAN模块，速度达到1Mbps。
• USB控制器支持USB2.0全速（12Mbps）传输，支持USB Device模式。
• 多种串行接口：8路UART、四路SSI（同步串行接口）、4路I2C
• 2路12位ADC，采样率1Msps；2路12位模拟比较器；16路数字比较器
• 多路计时器
• 最大43个GPIO接口，多种复用模式
• JTAG/SW调试接口
• RTC时钟，可由电池供电的低功耗休眠模式
• 多路时钟源

2. USB接口

LM4F Launchpad上有两个USB接口，都是micro USB迷你接口。其中一个是ICDI仿真器与计算机的接口，一个是从主芯片直接引出的USB Device接口。

开发板的供电是通过USB接口，两个USB口都可以提供电源，由板上的开关SW3选择切换。

LM4F120H5芯片上的有一个USB控制器，支持USB2.0全速Full-speed（12Mbps）传输。USB控制器中集成了PHY芯片，可以直接引出作为USB Device。

3. 电源

LM4F Launchpad是由USB口供电，从USB来的5V电压通过稳压器TPS73633DRB输出3.3V工作电压。TPS73633DRB是TI公司的低压降线性稳压器（LDO），最大电流400mA。

开发板上有一个跳线”VDD“，跳线断开后主芯片的电源就断开了，这个跳线可以用来测量LM4F芯片的功耗。

4. ICDI

LM4F Launchpad开发板上集成了ICDI（In-Circuit Debug Interface）仿真调试器，可以用来编程和调试主芯片，支持JTAG和SWD。ICDI也是由一个LM4F微控制器组成，与Launchpad上的主芯片LM4F120H5QR是相同的型号。ICDI的微控制器USB接口与连接到开发板上micro USB调试口，同时与Launchpad上的主芯片有一路串行通信接口相连，因此Launchpad的USB调试口还可以作为一个虚拟串口使用。

5. 晶振

Launchpad上主芯片LM4F120H5QR配备了两个晶体振荡器：16MHz主时钟晶振（Y2）和32.768KHz晶体振荡器（Y1）。主时钟晶振Y2通过内部集成的PLL倍频后为微控制器提供时钟，而Y1是为微控制器中的RTC模块提供工作时钟。LM4F系列微控制器中有一个特有的休眠工作模式，在休眠模式时只有RTC模块保持工作，其时钟由晶体振荡器Y1提供，当RTC计数到设定值或者通过wake引脚能唤醒微控制器。通过休眠模式能更进一步降低芯片的功耗。

6. 按键和LED

LM4F Launchpad上有一个复位按键和2个用户按键（SW1、SW2），用户按键连接到微控制器的GPIO脚，其中SW2还连接到wake引脚。

开发板上还有一个直观效果的RGB LED，三色LED也是连接到微控制器的GPIO引脚。

7. 扩展插座

LM4F Launchpad有4排插座（J1、J2、J3、J4），每排10个引脚，而且插座是可以层叠放置，如下。

这些插座引出了LM4F120H5QR大部分的GPIO引脚，而且插座的位置能兼容MSP430 Launchpad的扩展插座，因此能够兼容MSP430 Launchpad的各种扩展Boosterpacks。

小结

介绍了德州仪器最新的低成本Stellaris LM4F Launchpad开发板以及硬件组成。