Cortex-M0和STM32F0
创始人
2025-05-31 09:41:06
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目录

一、CortexM0

1.1Cortex-M0处理器简介

1.2特点

1.3工作模式

1.4通用寄存器

1.5特殊寄存器

1.6异常和中断

1.7指令集

二、STM32


一、CortexM0

1.1Cortex-M0处理器简介

        Cortex-M 系列产品主要包括 Cortex-M0、Cortex-M1、Cortex-M3、Cortex-M4、Cortex-M7 等,其中 Cortex-M0 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 则重点放在高性能控制运算领域。

 

     Cortex-M0 微处理器主要包括处理器内核、嵌套向量中断控制器(NVIC)、调试子系统、内部总线系统构成。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。

 

1.2特点

nThumb 指令集,高效、高代码密度; n n高性能,使用ARMv6-M的体系架构; n n中断数量可配置(1~32 个),4 级中断优先级,低中断切换时延,提供不可屏蔽中断(NMI)输入保障高可靠性系统; n 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 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支持多种嵌入式操作系统,也被多种开发组件支持,包括 MDK(ARM Keil 微控制器开发套件)、RVDS(ARM RealView 开发组件)、IAR C 编译器等。

1.3工作模式

n线程模式(Thread Mode):

芯片复位后,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。

nThumb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

1.4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,如图 所示。具体介绍如下:

nR0-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,R8-R12 为高端寄存器,只能用作 32 位操作数 n nR13: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,在线程模式下,可以使用主堆栈也可以使用进程堆栈,这主要是由 CONTROL 寄存器控制完成。

系统上电的默认栈指针是MSP

nR14:连接寄存器(LR),用于存储子程序或者函数调用的返回地址

nR15:程序计数器(PC),存储下一条将要执行的指令的地址。

 

1.5特殊寄存器

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PSR(IPSR):  包含当前ISR的异常编号

执行PSR(EPSR)   :  包含Thumb状态位

PRIMSK:中断屏蔽特殊寄存器。

CONTROL:控制寄存器

    控制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MSP 

1.6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)和一个不可屏蔽中断(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

 

 

1.7指令集

ARM 处理器支持两种指令集:ARM 和 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。

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,减轻解码和流水线的负担;

Thumb指令集

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,大大节省了系统的存储空间;

Thumb指令集不完整,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

二、STM32

        STM32,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 位微控制器。在如今的 32 位控制器当中,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。

        以前自学过F1的标准库裸机开发,其实都是M系列差别不是那么太大,我指的是使用上。由于没有F0的板子我下面都使用F1来学习,前面忘差不多了,复习一下在简单学习一下freertos。之后就要复习linux准备找暑假实习咯。对了还有这个项目。

 

 

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 -- general-purpose DMA)

● 四个从模块 :

   – 内部 FLASH

   – 内部SRAM

   – 专门用于连接 GPIO 口的 AHB2

   – AHB 到 APB 的桥 , 所有的外设都挂在 APB 总线上

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