無(wú)線通信模塊上課筆記1.0-stm32介紹

1、開(kāi)發(fā)ARM體系結(jié)構(gòu)概述必須要get到的ARM知識(shí)Cortex-M0處理器介紹認(rèn)識(shí)STM32STM32F0硬件平臺(tái)介紹1 /2 /3 /4/必須要get到的ARM知識(shí)點(diǎn)ARM公司簡(jiǎn)介ARM處理器ARM處理器架構(gòu)SOC的概念學(xué)習(xí)STM32為什么要學(xué)習(xí)ARM?STM32的部件CPU是Cortex-M 系列處理器ARM公司簡(jiǎn)介ARM（Advanced RISC Machines）有三種含義：它是一個(gè)公司的名稱、它是一類微處理器的通稱、它是一種技術(shù)的名稱。ARM 公司是微處理器行業(yè)的一家知名企業(yè)n 知識(shí)產(chǎn)權(quán)供應(yīng)商n 設(shè)計(jì)基于ARM體系的處理器；n 公司并不生產(chǎn)，也不出售；n 轉(zhuǎn)讓設(shè)計(jì)方案給半導(dǎo)體廠商，由

2、半導(dǎo)體廠商生產(chǎn)soc，并銷售；n 提供一些其他設(shè)計(jì)服務(wù)，比如物理IP，圖形內(nèi)核和開(kāi)發(fā)工具的設(shè)計(jì)。ARM處理器n 早先經(jīng)典處理器包括ARM7、ARM9、ARM11n Cortex-M 系列。為單片機(jī)驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)提供的低成本優(yōu)化方案，應(yīng)用于傳統(tǒng)的微器市場(chǎng)，智能傳感器，汽車周邊部件等。n Cortex-A 系列開(kāi)放式操作系統(tǒng)的高性能處理器；應(yīng)用于智能n Cortex-R 系列，數(shù)字電視，智高端運(yùn)用。實(shí)時(shí)系統(tǒng)、滿足實(shí)時(shí)性的應(yīng)于汽車制動(dòng)系統(tǒng)，動(dòng)力系統(tǒng)等。需求；ARM11ARM9ClassicARM7Cortex-M7Cortex-M4Cortex-M3Cortex-MCortex-M1Cortex-M0C

3、ortex-A57Cortex-A53Cortex-A15Cortex-A9Cortex-ACortex-A8Cortex-A7Cortex-A5Cortex-R7Cortex-R5Cortex-RCortex-R4ARM處理器架構(gòu)n 概念體系結(jié)構(gòu)定義指令集和基于這一體系結(jié)構(gòu)下處理器的編程模型（基本數(shù)據(jù)類型、工作模型、寄存器組）?；谕N體系結(jié)構(gòu)可以有多種處理器、每個(gè)處理器的性能不同，面向的應(yīng)用領(lǐng)域也不同。n ARM體系結(jié)構(gòu)發(fā)展目前ARM體系架構(gòu)共定義了8個(gè)版本V1-V8 V1-V3 最早的版本，目前已廢棄V4-V6 經(jīng)典處理器中運(yùn)用的比較多V7 目前Cortex系列處理器主要是這種架構(gòu)、支持

4、Thumb-2的32位指令集V8 兼容ARMv7架構(gòu)的特性，并支持64位數(shù)據(jù)處理。ARM指令集n 指令集的概念處理器能夠識(shí)別并執(zhí)行的指令集合；每一條指令可處理一個(gè)簡(jiǎn)單或復(fù)雜操作（加、加乘）；每一條指令對(duì)應(yīng)一條或幾條匯編指令。n 指令集常見(jiàn)分類復(fù)雜指令集（CISC）：包含處理復(fù)雜操作的特定指令，指令長(zhǎng)度不固定，執(zhí)行需要多個(gè)周期。精簡(jiǎn)指令集（RISC）：指令簡(jiǎn)單而有效，格式和長(zhǎng)度通常是固定的，大多數(shù)指令在一個(gè)周期內(nèi)可以執(zhí)行完畢，ARM的內(nèi)核是基于RISC體系結(jié)構(gòu)的SOC的概念n SOC()指的是在單個(gè)上集成一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，所謂完整的系統(tǒng)一般包括處理器(CPU)、器、以及電路等。常見(jiàn)Corte

5、x-M系統(tǒng)Soc半導(dǎo)體廠商意法半導(dǎo)體（ST）Click恩（NXP）Click德州儀器（TI）Click新唐科技（nuvoton）Cortex-M0、Cortex-M4必須要get到的ARM知識(shí)Cortex-M0處理器介紹認(rèn)識(shí)STM32STM32F0硬件平臺(tái)介紹1 /2 /3 /4/Cortex-M0概述Cortex-M0處理器簡(jiǎn)介Cortex-M0體系結(jié)構(gòu)Cortex-M0異常和中斷Cortex-M0指令集Cortex-M0處理器簡(jiǎn)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號(hào)的處理，M3 主要用來(lái)替代 ARM7,重點(diǎn)側(cè)重能耗與性能的平衡，而M7 則重點(diǎn)放在高性能運(yùn)算領(lǐng)域。注：我們課程中使用的STM32F051微器內(nèi)核就是ARM Cortex-M0、因此我們首先學(xué)習(xí)一下M0內(nèi)核的知識(shí)Cortex-M0結(jié)構(gòu)框圖Cortex-M0 微處理器主要包括處理器內(nèi)核、嵌套向量中斷器（NVIC）、調(diào)試子系統(tǒng)、內(nèi)部總線系統(tǒng)。Cortex-M0 微處理器通過(guò)精簡(jiǎn)的高性能總線（AHB-LITE） 與外部進(jìn)行通信。Cortex-M0特性n Thumb 指令集，高效、高代碼密度；n 高性能，使用ARMv6-M的體系架構(gòu)；n 中斷數(shù)量可配置（132 個(gè)），4 級(jí)中斷優(yōu)先級(jí)

7、，低中斷切換時(shí)延，提供不可中斷（NMI）輸入保障高可靠性系統(tǒng)；n 門電路少，低功耗，處理器可在休眠狀態(tài)下掉電以降低功耗，還可被 WIC 喚醒；n 與 Cortex-M1 處理器兼容，向上兼容 Cortex-M3 和 Cortex- M4 處理器，可以很容易地升級(jí)到 Cortex-M3。Cortex-M3 和Cortex-M4 移植到 Cortex-M0 也非常簡(jiǎn)單。n 支持多種操作系統(tǒng)，也被多種開(kāi)發(fā)組件支持，包括 MDK（ARM Keil 微器開(kāi)發(fā)套件）、RVDS（ARM RealView 開(kāi)發(fā)組件）、IAR C 編譯器等。Cortex-M0工作模式Cortex-M0有兩種工作模式和兩種工作狀

8、態(tài)n 線程模式（Thread Mode）：復(fù)位后，即進(jìn)入線程模式，執(zhí)行用戶程序；n 處理模式（Handler Mode）。當(dāng)處理器發(fā)生了異?；蛘咧袛?，則進(jìn)入處理模式進(jìn)行處理、處理完成后返回線程模式。n Thumb狀態(tài)：正常運(yùn)行時(shí)處理器的狀態(tài)n 調(diào)試狀態(tài)：調(diào)試程序時(shí)處理器的狀態(tài)處理模式執(zhí)行異常處理調(diào)試狀態(tài)（處理器停止執(zhí)行指令）調(diào)試動(dòng)作Thumb狀態(tài)線程模式執(zhí)行普通代碼啟動(dòng)Cortex-M0寄存器組通用寄存器Cortex-M0 處理器內(nèi)核有 13 個(gè)通用寄存器以及多個(gè)特殊寄存器，。具體介紹如下：n R0-R12：通用寄存器。其中 R0-R7 為低端寄存器，可作為 16 位或 32 位指令操作數(shù)，R

9、8- R12 為高端寄存器，只能用作 32 位操作數(shù)n R13：堆棧指針 SP，Cortex-M0 在不同物理位置上存在兩個(gè)棧指針，主棧指針 MSP，進(jìn)程棧指針 PSP。在處理模式下，只能使用主堆棧，程模式下，可以使用主堆棧也可以使用進(jìn)程堆棧，這主要是由 CONTROL 寄存器系統(tǒng)上電的默認(rèn)棧指針是MSP完成。n R14：連接寄存器(LR)，用于函數(shù)調(diào)用的返回地址n R15：程序計(jì)數(shù)器（PC），行的指令的地址。子程序或者下一條將要執(zhí)Cortex-M0寄存器組特殊寄存器n xPSR：組合程序狀態(tài)寄存器，該寄存器由三個(gè)程序狀態(tài)寄存器組成應(yīng)用PSR（APSR）：包含前一條指令執(zhí)行后的條件標(biāo)志 中斷P

10、SR（IPSR）： 包含當(dāng)前ISR的異常編號(hào)執(zhí)行PSR（EPSR）： 包含Thumb狀態(tài)位n PRIMSK：中斷特殊寄存器。n CONTROL：寄存器處理器處于線程模式是，使用哪個(gè)堆棧=0，使用MSP=1，使用PSP處理器模式時(shí)，固定使用MSPCortex-M0異常和中斷Cortex-M0 處理器最多支持 32 個(gè)外部中斷（通常稱為 IRQ）和一個(gè)不可中斷（NMI），另外 Cortex-M0 還支持許多系統(tǒng)異常（Reset、HardFault、SVCall、PendSV、SysTick），它們主要用于操作系統(tǒng)和錯(cuò)誤處理，參見(jiàn)下表Cortex-M0指令集ARM 處理器支持兩種指令集：ARM 和

11、Thumb。EPSR 寄存器的 T 標(biāo)志位負(fù)責(zé)指令集的切換，Cortex-M0只支持Thumb指令。n ARM指令集32位精簡(jiǎn)指令集；指令長(zhǎng)度固定；降低編碼數(shù)量產(chǎn)生的耗費(fèi)，減輕n Thumb指令集和流水線的負(fù)擔(dān)；Thumb指令集是ARM指令集的一個(gè)子集； 指令寬度16位；與32位指令集相比，大大節(jié)省了系統(tǒng)的空間；Thumb指令集整，所以必須配合ARM指令集一同使用。注：Thumb 與 ARM 相比，代碼體積小了 30%，但性能也低了 20%。2003 年，ARM 公司引入了Thumb-2 技術(shù)，具備了一些 32 位的Thumb 指令，使得原來(lái)很多只有ARM 指令能夠完成的功能，用Thumb 指

12、令也可以完成了。Cortex-M0 基于的ARMv6-M 體系結(jié)構(gòu)，該體系結(jié)構(gòu)的處理器只是用了16位Thumb指令和部分32位Thumb指令必須要get到的ARM知識(shí)Cortex-M0處理器介紹認(rèn)識(shí)STM32STM32F0硬件平臺(tái)介紹1 /2 /3 /4/認(rèn)識(shí)STM32STM32的應(yīng)用STM32的介紹STM32命名規(guī)范STM32F0體系架構(gòu)什么是STM32STM32，從字面上來(lái)理解，ST 是意法半導(dǎo)體，M 是 Microelectronics 的縮寫(xiě)， 32 表示32 位，合起來(lái)理解，STM32 就是指ST 公司開(kāi)發(fā)的 32 位微器。在如今的 32位器當(dāng)中，STM32 可以說(shuō)是最璀璨的新星，它受寵若嬌，大受工程師和市場(chǎng)的青睞，無(wú)芯能出其右。STM32的應(yīng)用可穿戴物聯(lián)網(wǎng)無(wú)人機(jī)工業(yè)醫(yī)療電子電力系統(tǒng)石油系統(tǒng)燃?xì)庀到y(tǒng).STM32介紹STM32命名規(guī)范KUSTM32F0系統(tǒng)架構(gòu)系統(tǒng)主要由以下幾個(gè)模塊組成 : 二個(gè)主模塊 : Cortex-M0 內(nèi)核及先進(jìn)高性能總線(AHB bus) 通用 DMA ( GP-DMA -