ARM体系结构基础知识--大纲

初步了解ARM体系结构，并用作复习、回顾。这一部分MCU工程师必学，结合开发板、芯片手册去学并且要编程实践

ARM

一个公司名称

	从事基于RISC技术的芯片设计开发
	知识产权供应商
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一类微处理器

	高性能
	低功耗
	低成本
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一种技术

	RISC
		精简指令集
			计算机结构更简单
			处理速度更快速
			一个周期一条指令，长度固定
			通用寄存器更多
				40个寄存器
					33个通用寄存器
					6个状态寄存器
					1个程序计数器
			通过指令进行寄存器和外部存储器之间的数据传输
	CISC
		复杂指令集
			侧重于硬件执行指令的功能性
			硬件结构较复杂、成本、芯片体积增加
			多个周期一条指令，长度不固定
			有特定目的的专用寄存器
			直接处理外部存储器中的数据
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ARM产品系列丰富

	cortex系列
		A：高性能
		R：高实时性
		M：轻量型、低功耗、低成本
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芯片选型的一般原则

	功能
	性能
	价格
	熟悉程度、开发资源
	操作系统支持
	升级
	供货稳定
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ARM的基本数据类型

	32位架构
		字节：8位
		半字：16位
		字：32位
	支持大端、小端两种内存模式
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内核工作模式

决定哪些寄存器可以操作

	用户模式
	特权模式
		系统模式
		异常模式
			快速中断模式
			外部中断模式
			特权模式
			数据访问中止模式
			未定义指令中止模式
			监控模式
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存储管理单元MMU

	是较高级操作系统移植的前提
	提供虚拟地址访问
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高速缓冲存储器Cache

	提升存储性能，当执行写操作时，将数据写入缓存区，等待CPU空闲时，再写入主存储器中对应的位置
流水线
	取指令
	译码
	取操作数
	计算
	写回寄存器
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程序状态寄存器

	低八位为控制位，反映处理器工作状态
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ARM汇编指令和寻址方式

ARM汇编程序设计

GPIO

通用IO接口
查引脚数据寄存器
查看地址映射表
用结构体封装
通过成员变量访问寄存器
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ARM处理器中断与异常

7种异常
复位异常优先级最高
异常向量表，一般以0x0地址开始
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串行通信

串行
	一根线，一位一位传输数据
并行
	多根线，数据的各个位同时传输
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异步串行和同步串行的数据格式

	异步串行
		指的是字符与字符之间异步，单个字符的每一个二进制位之间是同步的
		一个信息帧分为四个部分
			1起始位
			5~8数据位
			1奇偶校验位
			1~2停止位
	同步串行
		数据与数据之间的发送，有先后顺序
		一个信息帧分为三部分
			2个字符表示起始标志
			n个连续数据
			2个字节的循环冗余校验码
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PWM定时器

可以定时触发中断、标记事件之间的间隔、输出PWM信号等
PWM是利用处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的技术
一般由时钟源的信号经过分频器给到定时器
定时器内部有递减计数器，经过一个时钟周期，产生定时器中断，然后自动装载递减计数器
通过计算，设置多级分频、输出指定频率的PWM波，驱动无源蜂鸣器
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看门狗定时器

用于程序异常时，强制重启系统
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RTC时钟

通过外部晶振提供毫秒级时钟中断
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A/D转换器

技术指标
	分辨率
	转换速率
	量化误差
	偏移误差
	满刻度误差
	线性度
类型
	积分型
	逐次逼近型
	并行比较/串行比较型
	电容阵列逐次比较型
	压频变换型
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MCU与外围设备常用的通信协议

串口

略

IIC

	两根线，串行8位全双工，双向通信，可以多主机
		数据线SDA
		时钟线SCL
	总线引脚
	物理连接
	信号类型
		开始信号
		结束信号
		应答信号
	总线时序
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SPI

	四线，串行同步，双向通信，一个主机多个从机
	缺点是没有应答机制
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