无线通信模块上课笔记1.0-stm32介绍

1、开发ARM体系结构概述必须要get到的ARM知识Cortex-M0处理器介绍认识STM32STM32F0硬件平台介绍1 /2 /3 /4/必须要get到的ARM知识点ARM公司简介ARM处理器ARM处理器架构SOC的概念学习STM32为什么要学习ARM?STM32的部件CPU是Cortex-M 系列处理器ARM公司简介ARM（Advanced RISC Machines）有三种含义：它是一个公司的名称、它是一类微处理器的通称、它是一种技术的名称。ARM 公司是微处理器行业的一家知名企业n 知识产权供应商n 设计基于ARM体系的处理器；n 公司并不生产，也不出售；n 转让设计方案给半导体厂商，由

2、半导体厂商生产soc，并销售；n 提供一些其他设计服务，比如物理IP，图形内核和开发工具的设计。ARM处理器n 早先经典处理器包括ARM7、ARM9、ARM11n Cortex-M 系列。为单片机驱动的系统提供的低成本优化方案，应用于传统的微器市场，智能传感器，汽车周边部件等。n Cortex-A 系列开放式操作系统的高性能处理器；应用于智能n Cortex-R 系列，数字电视，智高端运用。实时系统、满足实时性的应于汽车制动系统，动力系统等。需求；ARM11ARM9ClassicARM7Cortex-M7Cortex-M4Cortex-M3Cortex-MCortex-M1Cortex-M0C

3、ortex-A57Cortex-A53Cortex-A15Cortex-A9Cortex-ACortex-A8Cortex-A7Cortex-A5Cortex-R7Cortex-R5Cortex-RCortex-R4ARM处理器架构n 概念体系结构定义指令集和基于这一体系结构下处理器的编程模型（基本数据类型、工作模型、寄存器组）。基于同种体系结构可以有多种处理器、每个处理器的性能不同，面向的应用领域也不同。n ARM体系结构发展目前ARM体系架构共定义了8个版本V1-V8 V1-V3 最早的版本，目前已废弃V4-V6 经典处理器中运用的比较多V7 目前Cortex系列处理器主要是这种架构、支持

4、Thumb-2的32位指令集V8 兼容ARMv7架构的特性，并支持64位数据处理。ARM指令集n 指令集的概念处理器能够识别并执行的指令集合；每一条指令可处理一个简单或复杂操作（加、加乘）；每一条指令对应一条或几条汇编指令。n 指令集常见分类复杂指令集（CISC）：包含处理复杂操作的特定指令，指令长度不固定，执行需要多个周期。精简指令集（RISC）：指令简单而有效，格式和长度通常是固定的，大多数指令在一个周期内可以执行完毕，ARM的内核是基于RISC体系结构的SOC的概念n SOC()指的是在单个上集成一个完整的计算机系统，所谓完整的系统一般包括处理器(CPU)、器、以及电路等。常见Corte

5、x-M系统Soc半导体厂商意法半导体（ST）Click恩（NXP）Click德州仪器（TI）Click新唐科技（nuvoton）Cortex-M0、Cortex-M4必须要get到的ARM知识Cortex-M0处理器介绍认识STM32STM32F0硬件平台介绍1 /2 /3 /4/Cortex-M0概述Cortex-M0处理器简介Cortex-M0体系结构Cortex-M0异常和中断Cortex-M0指令集Cortex-M0处理器简介Cortex-M 系列主要包括 Cortex-M0、Cortex-M1、Cortex-M3、Cortex-M4、Cortex-M7 等，其中 Cortex-M0

6、主打低功耗和混合信号的处理，M3 主要用来替代 ARM7,重点侧重能耗与性能的平衡，而M7 则重点放在高性能运算领域。注：我们课程中使用的STM32F051微器内核就是ARM Cortex-M0、因此我们首先学习一下M0内核的知识Cortex-M0结构框图Cortex-M0 微处理器主要包括处理器内核、嵌套向量中断器（NVIC）、调试子系统、内部总线系统。Cortex-M0 微处理器通过精简的高性能总线（AHB-LITE） 与外部进行通信。Cortex-M0特性n Thumb 指令集，高效、高代码密度；n 高性能，使用ARMv6-M的体系架构；n 中断数量可配置（132 个），4 级中断优先级

7、，低中断切换时延，提供不可中断（NMI）输入保障高可靠性系统；n 门电路少，低功耗，处理器可在休眠状态下掉电以降低功耗，还可被 WIC 唤醒；n 与 Cortex-M1 处理器兼容，向上兼容 Cortex-M3 和 Cortex- M4 处理器，可以很容易地升级到 Cortex-M3。Cortex-M3 和Cortex-M4 移植到 Cortex-M0 也非常简单。n 支持多种操作系统，也被多种开发组件支持，包括 MDK（ARM Keil 微器开发套件）、RVDS（ARM RealView 开发组件）、IAR C 编译器等。Cortex-M0工作模式Cortex-M0有两种工作模式和两种工作状

8、态n 线程模式（Thread Mode）：复位后，即进入线程模式，执行用户程序；n 处理模式（Handler Mode）。当处理器发生了异常或者中断，则进入处理模式进行处理、处理完成后返回线程模式。n Thumb状态：正常运行时处理器的状态n 调试状态：调试程序时处理器的状态处理模式执行异常处理调试状态（处理器停止执行指令）调试动作Thumb状态线程模式执行普通代码启动Cortex-M0寄存器组通用寄存器Cortex-M0 处理器内核有 13 个通用寄存器以及多个特殊寄存器，。具体介绍如下：n R0-R12：通用寄存器。其中 R0-R7 为低端寄存器，可作为 16 位或 32 位指令操作数，R

9、8- R12 为高端寄存器，只能用作 32 位操作数n R13：堆栈指针 SP，Cortex-M0 在不同物理位置上存在两个栈指针，主栈指针 MSP，进程栈指针 PSP。在处理模式下，只能使用主堆栈，程模式下，可以使用主堆栈也可以使用进程堆栈，这主要是由 CONTROL 寄存器系统上电的默认栈指针是MSP完成。n R14：连接寄存器(LR)，用于函数调用的返回地址n R15：程序计数器（PC），行的指令的地址。子程序或者下一条将要执Cortex-M0寄存器组特殊寄存器n xPSR：组合程序状态寄存器，该寄存器由三个程序状态寄存器组成应用PSR（APSR）：包含前一条指令执行后的条件标志 中断P

10、SR（IPSR）： 包含当前ISR的异常编号执行PSR（EPSR）： 包含Thumb状态位n PRIMSK：中断特殊寄存器。n CONTROL：寄存器处理器处于线程模式是，使用哪个堆栈=0，使用MSP=1，使用PSP处理器模式时，固定使用MSPCortex-M0异常和中断Cortex-M0 处理器最多支持 32 个外部中断（通常称为 IRQ）和一个不可中断（NMI），另外 Cortex-M0 还支持许多系统异常（Reset、HardFault、SVCall、PendSV、SysTick），它们主要用于操作系统和错误处理，参见下表Cortex-M0指令集ARM 处理器支持两种指令集：ARM 和

11、Thumb。EPSR 寄存器的 T 标志位负责指令集的切换，Cortex-M0只支持Thumb指令。n ARM指令集32位精简指令集；指令长度固定；降低编码数量产生的耗费，减轻n Thumb指令集和流水线的负担；Thumb指令集是ARM指令集的一个子集； 指令宽度16位；与32位指令集相比，大大节省了系统的空间；Thumb指令集整，所以必须配合ARM指令集一同使用。注：Thumb 与 ARM 相比，代码体积小了 30%，但性能也低了 20%。2003 年，ARM 公司引入了Thumb-2 技术，具备了一些 32 位的Thumb 指令，使得原来很多只有ARM 指令能够完成的功能，用Thumb 指

12、令也可以完成了。Cortex-M0 基于的ARMv6-M 体系结构，该体系结构的处理器只是用了16位Thumb指令和部分32位Thumb指令必须要get到的ARM知识Cortex-M0处理器介绍认识STM32STM32F0硬件平台介绍1 /2 /3 /4/认识STM32STM32的应用STM32的介绍STM32命名规范STM32F0体系架构什么是STM32STM32，从字面上来理解，ST 是意法半导体，M 是 Microelectronics 的缩写， 32 表示32 位，合起来理解，STM32 就是指ST 公司开发的 32 位微器。在如今的 32位器当中，STM32 可以说是最璀璨的新星，它受宠若娇，大受工程师和市场的青睐，无芯能出其右。STM32的应用可穿戴物联网无人机工业医疗电子电力系统石油系统燃气系统.STM32介绍STM32命名规范KUSTM32F0系统架构系统主要由以下几个模块组成 : 二个主模块 : Cortex-M0 内核及先进高性能总线(AHB bus) 通用 DMA ( GP-DMA -