STM32学习笔记第一章ARM处理器

摘要：处理器拥有的一组寄存器。 主堆栈指针重置后，操作系统内核和异常处理例程（包括中断服务例程）将使用默认堆栈指针。 进程堆栈指针由您的应用程序代码使用。 堆栈指针的低两位始终是字节对齐的。 这意味着堆栈始终是字节对齐的。

第 1 章 ARM 处理器 1.1 ARM 处理器概述 1.1.1 ARM 概念

ARM（高级 RISC 机器）可以被视为公司名称或对一种微处理器的引用。 它通常被认为是一种先进的 RISC（精简指令集）微处理器和技术的名称。 ARM不制造也不销售芯片，只提供芯片技术授权。 其分包商结合UART、SDI、I2C等各种硬件组件，根据不同的需求设计不同的SoC芯片。

1.1.2 ARM应用场景

基于ARM的处理器具有速度快、功耗低、价格低廉等优点，广泛应用于以下领域：通信、可靠性，为消费电子提供高品质视频设备和其他产品的解决方案。 运行复杂操作系统的开放应用程序平台。 它为海量存储、汽车电子、工业控制和网络应用领域提供实时嵌入式应用。

1.1.3 ARM技术特性

ARM架构支持32位ARM指令集和16位Thumb指令集（从而增加代码存储空间）。 处理器系列产品： ARM Cortex-A系列：顶级主控、手机、平板AP应用处理器 ARM Cortex-R系列：实时高性能处理器、硬盘控制器、车辆控制产品ARM Cortex -M 系列：基于 Cortex - 1.2 的流行低端工业和消费电子微控制器] M3 MCU 1.2.1 Cortex-M3 处理器内核与基于 Cortex-M3 的 MCU 之间的关系

Cortex- M3 内核定义：微控制器的中央处理单元 CPU。 Cortex-M3是ARM设计的基于ARMv7架构的Cortex系列中的首款产品。 其目的是让32位处理器参与单片机市场。 Cortex-M3特点：性能强、功耗低、实时性好、代码密度显着提升、使用更简单、整体方案成本更低、开发工具较多：keil、Cube..两者关系：如如图1所示，-1是基于Cortex-M3内核的MCU，Cortex-M3对应的是小型CPU（中央处理单元）。 MCU就是我们看到的芯片。 一旦不同的芯片制造商获得使用 Cortex-M3 内核的许可，他们将能够在自己的硅芯片设计中使用它们，从而允许每个制造商添加不同的容量。 或者具有不同类型内存和其他外设的不同 MCU 型号。

图1-1

1.2.2 ARM指令集

ARM处理器一直支持两种相对独立的指令集： 32位ARM指令集 对应的处理器状态：ARM状态 16位Thumb指令集对应处理器状态。 Thumb 状态

1.2.3Cortex-M3 - 寄存器组

Cortex-M3 是一个32 位处理器内核。 内部数据路径是32位，寄存器是32位，存储器接口是32位。 CM3 采用哈佛架构，具有独立的指令和数据总线，允许指令读取和数据访问并行发生。 这样，数据访问就不会占用指令总线，从而提高了性能。 Cortex-M3 处理器具有 R0-R15 寄存器组。 其中，R13成为堆栈指针SP。 有两个 SP，但一次只能显示一个。 这是所谓的“银行”寄存器。

图1-2 R0-R所有 12 个都是用于数据操作的 32 位通用寄存器。 大多数 16 位 Thumb 指令只能访问 R0-R7。 32 位 Thumb-2 指令可以访问所有寄存器。 R13：两个堆栈指针。 Cortex-M3 有两个堆栈指针，但它们是存储的，因此任何时候只有一个可用。 主堆栈指针（MSP）：复位后默认使用的堆栈指针。 由操作系统的内核和异常处理例程（包括中断服务例程）使用。 进程堆栈指针 (PSP)：由您的应用程序代码使用。 堆栈指针的低两位始终为 0。 这意味着堆栈始终是 4 字节对齐的。 R14：连接寄存器。 当调用子程序时，R14 存储返回地址。 R15：程序计数器寄存器。 指向当前程序地址。 Cortex-M3在核心级别还拥有几个特殊功能寄存器，包括： 程序状态字寄存器组（PSR） 中断屏蔽寄存器组（PRIMASK、FAULTMASK、BASEPRI） 控制寄存器（CONTROL）

图 1-3

在 Cortex-M3 中有一个预定义的“宽线”内存映射。 将片内外设的寄存器映射到外设区域，可以方便地访问这些外设的寄存器，并通过访问内存来控制其操作。 这允许您使用C语言来操作片上外设。