Shape The World – LaunchPad Tiva C TM4C123G

LaunchPad Tiva C
Este post faz parte da série Shape The World. Leia também os outros posts da série:

Caros leitores, daremos sequência à nossa série que corre em paralelo ao curso Embedded Systems – Shape the World, oferecido pela UTAustinX – University of Texas at Austin através do sistema EDX.

Nesse artigo vamos apresentar os detalhes da LaunchPad Tiva C TM4C123G, adotada para apresentação do curso. Essa placa possui as mesmas características da LaunchPad Stellaris LM4F120, que foi descontinuada e substituída pela família LaunchPad Tiva C. Dessa forma, para o desenvolvimento do curso, pode ser usada ambas as placas.

A LaunchPad Tiva C TM4C123G é uma placa de baixo custo para avaliação dos microcontroladores ARM Cortex-M4F da família Tiva C da Texas Instruments.

A placa possui uma série de recursos que facilitam os testes e aplicações durante o processo de aprendizagem do microcontrolador TM4C123GH6PMI. Além disso ela possui pinos de expansão que permitem conectar placas, conhecidas como BoosterPacks, que expandem as funcionalidades e possibilidades de aplicações. Durante o curso serão utilizados os pinos de expansão para conexão de LEDs, teclas, displays e o CC3100 booster. Você pode verificar a lista completa dos materiais que serão utilizados durante o curso, nesse link.

A figura 1 exibe a LaunchPad Tiva C TM4C123G e um resumo dos seus recursos:

LaunchPad Tiva C TM4C123G
Figura 1 –  LaunchPad Tiva C TM4C123G

Recursos da placa LaunchPad Tiva C TM4C123G

 

A LaunchPad Tiva C TM4C123G apresenta os seguintes recursos:

  • Microcontrolador Tiva TM4C123GH6PMI ARM Cortex-M4F;
  • LED RGB;
  • 2 teclas para uso geral;
  • 40 pinos de expansão disponíveis em conector headers com passo de 2.54 mm;
  • Circuito de depuração integrado – ICDI;
  • Botão de Reset;
  • 2 Conectores USB Micro-B:
    • Device;
    • Debugger.

  • Chave para seleção de fonte de alimentação:

    • ICDI;
    • USB device.

A figura 2 exibe o diagrama de blocos da  LaunchPad Tiva C TM4C123G:

Diagrama de blocos da LaunchPad Tiva C TM4C123G
Figura 2 – Diagrama de blocos da placa

Características do microcontrolador TM4C123GH6PMI

Como apresentado acima, o microcontrolador alvo da placa é o TM4C123GH6PMI, um ARM Cortex-M4F que possui as seguintes características:

Tabela 1 – Resumo de recursos do TM4C123GH6PMI

Núcleo

32 bit ARM Cortex-M4F

Performance

80-MHz; 100 DMIPS

Memória Flash

256 KB

Memória SRAM

32 KB

Memória EEPROM

2KB

UART

8 módulos

SSI – Synchronous Serial Interface

4 módulos

I2C

4 módulos com 4 velocidades de transmissão incluindo modo de alta velocidade

CAN

2 módulos CAN 2.0

USB

USB 2.0 OTG/Host/Device

ADC

2 ADCs de 12 bits

PWM

2 módulos PWM, totalizando 16 saídas PWM. Recursos para controle de motores

General-Purpose Timer (GPTM)

6 blocos de 16/32 bits e 6 blocos de 32/64 bits

Package

LQFP 64 pinos

A figura 3 exibe o diagrama de blocos do microcontrolador TM4C123GH6PMI:

Diagrama de blocos do microcontrolador TM4C123GH6PMI
Figura 3 – Diagrama de blocos do microcontrolador TM4C123GH6PMI

Esquema elétrico da placa

A placa possui o esquemático disponível em seu manual. A seguir apresentaremos algumas partes importantes do circuito.

A figura 4 exibe o circuito do microcontrolador, pinos de expansão, ligação do LEDs e teclas:

Esquema elétrico do microcontrolador e pinos de expansão da LaunchPad Tiva C
Figura 4 – Esquema elétrico do microcontrolador e pinos de expansão

 

Nessa parte do esquemático podemos notar que a maioria dos pinos do microcontrolador estão disponíveis para uso externo a placa, porém alguns são utilizados para interface com o circuito de depuração/gravação, USB, LEDs e teclas. A tabela a seguir apresenta um resumo dos pinos que estão ligados as teclas e LEDs:

LaunchPad-TM4C123G-tabela1

Tabela 2 – Pinos usados para LEDs e teclas

A figura 5 exibe o esquemático com as ligações para o circuito de alimentação do microcontrolador alvo da placa:

Esquemático fonte de alimentação e sistema de clock da LaunchPad Tiva C
Figura 5 – Esquemático fonte de alimentação e sistema de clock

Podemos notar que a placa está utilizando como regulador de tensão o CI TPS73633DRB, que estabiliza a tensão de entrada em 3,3V para alimentação do circuito. Também é possível verificar a ligação do cristal de 16 MHz no oscilador principal, com os seus respectivos capacitores. Notamos que também há um cristal de 32,769 KHz ligado à entrada ao módulo de hibernação.

A figura 6 exibe o circuito da interface ICDI. Notamos que esse circuito também é composto por um microcontrolador TM4C123G, que é responsável pela programação e depuração do microcontrolador alvo da placa.

In-Circuit Debug Interface (ICDI) da LaunchPad Tiva C
Figura 6 – In-Circuit Debug Interface (ICDI)

Durante as aulas serão feitos diversos exemplos e exercícios utilizando os LEDs e teclas disponíveis na placa. Para auxiliar, além da tabela 1 apresentada acima, a figura 7 exibe um esquema simplificado disponibilizado nos materiais de apoio ao curso:

Esquema simplificado da LaunchPad Tiva C TM4C123G
Figura 7 – Esquema simplificado da LaunchPad Tiva C TM4C123G

Dimensão da placa

A figura 8 exibe as dimensões da LaunchPad TM4C123G. Todas as medias estão em mils, ou seja, 1 milésimo de polegadas. 1 mil = 0,001 inch(0,0254 mm).

Dimensões da placa LaunchPad Tiva C
Figura 8 – Dimensões da placa

Especificações para alimentação da placa

A placa pode ser alimentada de 4,75 VDC  a  5,25 VDC  proveniente de uma das seguintes fontes:

  • Conector USB Micro-B da interface de debugger (ICDI) conectado ao PC ou fonte externa;
  • Conector USB Micro-B device conectado ao PC ou fonte externa.

A origem da alimentação deve ser selecionada na chave POWER SELECT (SW3).

É importante respeitar os limites de tensões de alimentação para não danificar a placa.

Vídeo de apresentação

Você pode comprar a placa diretamente na TI Store.

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Engenheiro, especialista em sistemas embarcados. Hoje é diretor de operações do portal Embarcados, onde trabalha para levar conteúdos de eletrônica, sistemas embarcados e IoT para o Brasil.

Também atua no ensino eletrônica e programação. É entusiastas do movimento maker, da cultura DIY e do compartilhamento de conhecimento, publica diversos artigos sobre eletrônica e projetos open hardware.

Com iniciativas como o projeto Franzininho e projetos na área de educação, leva a cultura maker para o Brasil capacitando e incentivando professores e alunos a usarem tecnologia em suas vidas. Participou da residência hacker 2018 no Red Bull Basement.

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