TI公司的LM3S818工作頻率高達50MHz的的基于ARM ?皮質?-M3控制器核的32位MCU，具有32位RISC性能，集成了64kB的閃存和8kB的SRAM，并具有實時工業連接，SSI / SPI控制器，和2個UART。LM3S818具有6個運動控制PWM輸出，用于位置監視的正交編碼器以及低等待關斷的故障保護輸入。目標應用在工廠自動化和控制，建筑物和家庭自動化，逐步馬達，無刷直流（ BLDC）馬達和交流感應電動機。本文介紹了LM3S818主要特性，框圖，Stellaris?LM3S818 controlCARD模塊主要特性，布線，電路圖和模塊元件布局圖。

Stellaris?LM3S818微控制器基于ARM?Cortex?-M3控制器內核，工作頻率高達50 MHz，帶有64 kB閃存和8 kB SRAM。LM3S818還具有實時工業連接性，帶有SSI / SPI控制器和2個UART。LM3S818微控制器還具有先進的運動控制功能，包括6個帶死區的運動控制PWM輸出，一個用于精確位置監控的正交編碼器輸入以及一個用于低延遲停機的故障保護輸入。該微控制器還具有智能模擬功能，包括1個模擬比較器和6個通道的高精度10位模數轉換-能夠以每秒1M采樣的速度進行采樣。

LM3S818主要特性：

LM3S818微控制器包括以下產品功能：

■32位RISC性能

–針對小尺寸嵌入式

應用進行了優化的32位ARM?Cortex?-M3 v7M架構

–系統計時器（SysTick），提供了簡單的24位寫時清除，遞減，自動包裝零計數器，具有靈活的控制機制

–兼容Thumb?的Thumb-2-only指令集處理器內核，可實現高代碼密度

– 50 MHz操作

–硬件除法和單周期乘法

–集成嵌套矢量中斷控制器（NVIC）提供確定性的中斷

處理

–具有8個優先級的26個中斷

–內存保護單元（MPU），為受保護的操作系統功能提供特權模式

–未對齊的數據訪問，使數據能夠有效地打包到內存中

–原子位操作（位帶），最大程度地利用了內存，并簡化了外圍控制

ARM?Cortex?-M3處理器內核

–緊湊型內核。

– Thumb-2指令集，在通常與8位和16位設備關聯的存儲器大小中提供ARM內核所期望的高性能；對于微控制器類應用，通常在幾千字節的內存范圍內。

–通過哈佛體系結構快速執行應用程序，該體系結構具有用于指令和數據的獨立總線。

–異常中斷處理，通過在硬件中實施處理中斷所需的寄存器操作。

–確定性，快速的中斷處理：使用尾鏈時，始終為12個周期或僅6個周期

–內存保護單元（MPU）為復雜的

應用程序提供了特權操作模式。

–從ARM7?處理器系列的移植，以實現更好的性能和能效。

–功能齊全的調試解決方案

?串行線JTAG調試端口（SWJ-DP）

?閃存補丁和斷點（FPB）單元，用于實現斷點

?數據觀察點和觸發器（DWT）單元，用于實現觀察點，觸發資源和系統配置文件

?儀表跟蹤宏單元（ITM），用于支持printf樣式調試

?跟蹤端口接口單元（TPIU），用于橋接到跟蹤端口分析器

–針對單周期閃存使用進行了優化

–三種具有時鐘門控的睡眠模式，以實現低功耗

–單周期乘法指令和硬件分頻

–原子操作

– ARM Thumb2 16/32位混合指令集

– 1.25 D MIPS / MHz

■JTAG

– IEEE 1149.1-1990兼容的測試訪問端口（TAP）控制器

–用于存儲JTAG指令的四位指令寄存器（IR）鏈

– IEEE標準指令：BYPASS，IDCODE，SAMPLE / PRELOAD，EXTEST和INTEST

– ARM附加指令：APACC， DPACC和ABORT

集成的ARM串行線調試（SWD）

■內部存儲器

– 64 KB單周期閃存

?基于2 KB塊的用戶管理的閃存塊保護

?用戶管理的閃存數據編程

?用戶定義和管理的閃存保護塊

– 8 KB單周期SRAM

■GPIO

– 0-30 GPIO，取決于配置

–輸入配置中的5V容限

– GPIO中斷的可編程控制

?中斷生成屏蔽

?上升沿，下降沿或兩者兼有時觸發邊沿

?高或低電平時電平敏感

–通過地址線進行讀和寫操作中的位屏蔽

–可以啟動ADC采樣序列

–配置為數字輸入的引腳施密特觸發。

– GPIO焊盤配置的可編程控制

?弱上拉或下拉電阻器

?用于數字通信的2mA，4-mA和8-mA焊盤驅動

?用于8mA驅動的擺率控制

?漏極開路使能

?數字輸入使能

■通用計時器

–三個通用計時器模塊（GPTM），每個模塊都提供兩個16位計時器/計數器。每個GPTM可以配置為獨立運行：

?作為單個32位定時器

?作為一個32位實時時鐘（RTC）進行事件捕獲

?用于脈寬調制（PWM）

?觸發模數轉換

– 32位定時器模式

?可編程單次定時器

?可編程定期定時器

?使用外部32.768-KHz時鐘作為輸入時的實時時鐘

?控制器在調試過程中聲明CPU暫停標志時由用戶使能的失速

?ADC事件觸發

– 16位定時器模式

?具有8位通用定時器功能位預分頻器（僅適用于單觸發和周期模式

）

?可編程的單觸發定時器

?可編程的周期定時器

?控制器在調試過程中聲明CPU暫停標志時由用戶啟用的失速

?ADC事件觸發

– 16位輸入捕捉模式

?輸入邊沿計數捕獲

?輸入邊沿時間捕獲

– 16位PWM模式

?簡單的PWM模式，可通過軟件對PWM信號進行輸出反相

■符合ARM FiRM的看門狗定時器

–帶有可編程負載寄存器的32位遞減計數器

–帶有使能的獨立看門狗時鐘

–帶有中斷屏蔽的可編程中斷生成邏輯–具有

失控軟件的鎖定寄存器保護

–帶有啟用/禁用的復位生成邏輯

–當控制器在調試期間將CPU暫停標志置為有效時，由用戶啟用的失速

■ADC

–六個模擬輸入通道

–單端和差分輸入配置

片內內部溫度傳感器

–百萬采樣率/秒的采樣率

–靈活，可配置的模擬到數字轉換

–四個可編程的樣本轉換序列，長度從1到8個條目，并具有

相應的轉換結果FIFO

–靈活的觸發控制

?控制器（軟件）

?計時器

?模擬比較器

?PWM

?GPIO

–硬件平均多達64個樣本以提高精度

–轉換器使用一個內部3V參考電壓

■UART

–兩個完全可編程的16C550型UART

–分離的16x8發送（TX）和接收（RX）FIFO，以減少CPU中斷服務的負載

–可編程的波特率發生器，允許速度高達3.125 Mbps

–可編程的FIFO長度，包括1字節的深度操作，提供常規的

雙緩沖接口

– 1 / 8、1 / 4、1 / 2、3 / 4和7/8的FIFO觸發電平

–用于啟動，停止和奇偶校驗的標準異步通信位

–斷線生成和檢測

–完全可編程的串行接口特性

?5、6、7或8個數據位

?偶，奇，奇或無奇偶校驗位的生成/檢測

?1或2個停止位的生成

■同步串行接口（SSI）

–主或從操作

–可編程時鐘比特率和預分頻

單獨的發送和接收FIFO，寬16位，深8個位置

–適用于Freescale SPI，MICROWIRE或Texas Instruments同步串行接口的可編程接口操作

–可編程的數據幀大小，范圍為4到16位

–用于診斷/調試測試的內部環回測試模式

■模擬比較器

–一個集成的模擬比較器

–可配置為輸出以驅動輸出引腳，產生中斷或啟動ADC采樣序列

–比較外部引腳輸入到外部引腳輸入或內部可編程參考電壓

–將測試電壓與以下任何一個電壓進行比較

?單個外部參考電壓

?共享的單個外部參考電壓

?共享的內部參考電壓

■PWM

–三個PWM發生器模塊，每個模塊具有一個16位計數器，兩個PWM比較器，一個PWM信號發生器，一個死區發生器和一個中斷/ ADC觸發選擇器

–硬件中的一個故障輸入可促進低延遲關機

– 1個16位計數器

?以Down或Up / Down模式運行

?輸出頻率由16位負載值控制

?負載值更新可以同步

?產生零和負載值的輸出信號

–兩個PWM比較器

?比較器值更新可以同步

?在匹配時產生輸出信號

– PWM發生器

?輸出PWM信號是基于計數器和

PWM比較器輸出信號的結果而構造的

?產生兩個獨立的PWM信號

死區發生器

?產生兩個具有可編程死區延遲的PWM信號，適合驅動

半H橋

?可以旁路，保持輸入PWM信號不變

–每個PWM輸出使能的靈活輸出控制塊PWM信號

?每個PWM信號的PWM輸出使能?每個PWM信號的

可選輸出反相（極性控制）

?每個PWM信號的可選故障處理

?PWM發生器模塊中

的計時器同步? PWM發生器中計時器/比較器更新的同步塊

?PWM發生器塊的中斷狀態摘要

–可以啟動ADC采樣序列

■QEI

–跟蹤編碼器位置的位置積分器

–使用內置計時器進行速度捕獲

– QEI輸入的輸入頻率可能高達處理器頻率的1/4（例如，對于50 MHz系統為12.5 MHz）

–產生以下中斷：

?索引脈沖

?速度定時器到期

?方向改變

?正交錯誤檢測

■功率

–片上低壓降（LDO）穩壓器，用戶可在2.25 V至2.75 V范圍內對可編程輸出進行調節

–低控制器上的電源選項：睡眠和深度睡眠模式

–外設的低功耗選項：軟件控制各個外設的關閉

–用戶啟用的LDO非穩壓電壓檢測和自動復位

–通過中斷或復位進行3.3V電源欠壓檢測和報告

■靈活的復位源

–上電復位（POR）

–復位引腳有效

–欠壓（BOR）檢測器系統掉電警報

–軟件復位

–看門狗定時器復位

–內部低壓降（LDO）調節器輸出失調

■工業和擴展溫度48引腳符合RoHS的LQFP封裝

■工業和擴展溫度48引腳符合RoHS的QFN

LM3S818目標應用程序包：

■工廠自動化和控制

■工業控制電源設備

■樓宇和家庭自動化

■步進電機

■無刷直流電動機

■交流感應電動機

圖1。Stellaris LM3S818 MCU機箱圖

圖2。LM3S818控制器系統級插件

Stellaris?LM3S818 controlCARD模塊

Stellaris?LM3S818 controlCARD模塊是DIMM尺寸模塊，可以獨立使用，也可以與一系列底板一起使用，以加速評估和開發。

德州儀器（TI）提供了一系列用于電機和電源控制應用的controlCARD基板。在多數情況下。這些都是作為完整套件提供的，包括controlCARD模塊和底板。Stellaris MDL-LM3S818CNCD是controlCARD陣容的一部分，該陣容包括用于C2000和MSP430設備的卡。

圖3。LM3S818 controlCARD的三相BLDC馬達模塊外形圖

LM3S818 controlCARD的模塊包括：

將LM3S818的controlCARD模塊試劑盒附帶以下：