基于ARM的單片機(jī)應(yīng)用及實踐課件第一章

基于ARM的單片機(jī)應(yīng)用及實踐——STM32案例式教學(xué)武奇生白璘惠萌巨永峰編著機(jī)械工業(yè)出版社基于ARM的武奇生白璘惠萌巨永峰第一章概述第一章概述計算機(jī)發(fā)展史計算機(jī)發(fā)展史1946年2月賓夕法尼亞大學(xué)的莫奇利和艾克特研制成功世界上第一臺計算機(jī)——電子數(shù)字積分計算機(jī)ENIAC。ENIAC預(yù)示著科學(xué)家將從奴隸般的計算中解脫出來。但是ENIACA存在兩大缺點：一、沒有嚴(yán)格意義上的存儲器；二、用布線接板進(jìn)行控制。如何解決這些缺點呢？——我們將在以后的學(xué)習(xí)中來探討。計算機(jī)發(fā)展史早期計算機(jī)，用于科研、軍事等領(lǐng)域，主要完成數(shù)值計算任務(wù)伴隨電子技術(shù)的發(fā)展，計算機(jī)成本更低，性能更強(qiáng)，應(yīng)用范圍更廣，實現(xiàn)了通用信息處理如今，伴隨科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，計算機(jī)能夠像人腦一樣處理數(shù)據(jù)成為智能計算機(jī)發(fā)展的終極目標(biāo)早期計算機(jī)，用于科研、軍事等領(lǐng)域，主要完成數(shù)值計算任務(wù)伴隨電計算機(jī)理論界的先驅(qū)者阿蘭·圖靈（AlanTuring）提出了圖靈機(jī)理論模型。圖靈的基本思想是用機(jī)器來模擬人用紙筆進(jìn)行數(shù)學(xué)運算的過程：在紙上寫或擦出某個符號；把注意力從紙上的一個方向移動到另一個方向。計算機(jī)理論界的先驅(qū)者阿蘭·圖靈（AlanTuring）提出1.1計算機(jī)發(fā)展史圖靈計算機(jī)模型圖靈機(jī)模型的思想奠定了整個現(xiàn)代計算機(jī)發(fā)展的理論基礎(chǔ)。其突出貢獻(xiàn)突出表現(xiàn)在以下幾個方面：他回答了計算的能力范圍；符合圖靈機(jī)原理的不同技術(shù)實現(xiàn)在理論上具有相同的計算原理。它在理論山峰規(guī)范了計算機(jī)的實現(xiàn)思路。1.1計算機(jī)發(fā)展史計算機(jī)的發(fā)展計算的本質(zhì)就是信息處理，而現(xiàn)代意義上的信息處理，主要是指基于電子計算機(jī)的信息處理。大致可以概括為以下三個趨勢：從人主動邁向機(jī)動的計算——追求更快的計算；從科學(xué)計算邁向智能計算——追求最好的計算；從集中計算邁向普適計算——計算無處不在。計算機(jī)的發(fā)展計算機(jī)的體系結(jié)構(gòu)在馮·諾依曼架構(gòu)模型中，完整的計算機(jī)系統(tǒng)被認(rèn)為包含五部分存儲器，運算器，控制器，輸入設(shè)備和輸出設(shè)備。其中，運算器是計算環(huán)節(jié)需要處理好操作數(shù)的輸入和輸出的整體系統(tǒng)的中心。早期的馮·諾依曼架構(gòu)計算機(jī)的體系結(jié)構(gòu)早期的馮·諾依曼架構(gòu)為了克服運算器數(shù)據(jù)吞吐能力有限的缺點，演化出了改進(jìn)型馮·諾依曼架構(gòu)。改進(jìn)型馮·諾依曼架構(gòu)改進(jìn)型構(gòu)架的各個模塊的高速數(shù)據(jù)交換中心利用存儲器這個大容量中介，極大的提高了效率。為了克服運算器數(shù)據(jù)吞吐能力有限的缺點，演化出了改進(jìn)型馮·諾依現(xiàn)代的嵌入式計算機(jī)往往在改進(jìn)型馮·諾依曼架構(gòu)的基礎(chǔ)上做進(jìn)一步的改進(jìn)。馮·諾依曼架構(gòu)的擴(kuò)展現(xiàn)代的嵌入式計算機(jī)往往在改進(jìn)型馮·諾依曼架構(gòu)的基礎(chǔ)上做進(jìn)一步馮·諾依曼架構(gòu)和哈佛結(jié)構(gòu)比較二者的區(qū)別就是程序空間和數(shù)據(jù)空間是否是一體的。馮·諾依曼結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)空間和地址空間不分開，哈佛結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)空間和地址空間是分開的。馮·諾依曼架構(gòu)和哈佛結(jié)構(gòu)比較面向嵌入式應(yīng)用的架構(gòu)改進(jìn)從馮·諾依曼架構(gòu)到其改進(jìn)型再到哈佛結(jié)構(gòu)、流水線技術(shù)、并行處理、硬件加速、之領(lǐng)域去和推斷執(zhí)行、層次設(shè)計和緩存、總線和交換式部件互連、虛擬化技術(shù)、寄存器窗口和實時技術(shù)等。以上看出，早期的架構(gòu)技術(shù)更重于硬件改進(jìn)，而現(xiàn)代則更偏向于軟件和應(yīng)用需求。面向嵌入式應(yīng)用的架構(gòu)改進(jìn)單片機(jī)發(fā)展史單片機(jī)發(fā)展史1958年，TI公司的杰克·基爾比發(fā)明了第一塊集成電路；1961年，TI公司研發(fā)出第一個基于IC的計算機(jī)；1965年，高登·摩爾提出了描述集成電路工業(yè)發(fā)展規(guī)律的摩爾定律；同年，中國第一塊集成電路誕生；1968年，Intel公司誕生，推出第一片1K字節(jié)的RAM;1981年，Intel公司推出了8位微控制器8051。單片機(jī)發(fā)展史單片機(jī)的發(fā)展趨勢——走向集成、嵌入式嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展主要來源于兩大動力，即社會需求的拉動和先進(jìn)技術(shù)的推動，需求提供了市場，帶動了新技術(shù)的產(chǎn)生，刺激了新技術(shù)的推廣。嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展動力示意圖單片機(jī)的發(fā)展趨勢——走向集成、嵌入式ARM、Cortex和STM32簡介ARM系列內(nèi)核ARM體系結(jié)構(gòu)的特點：1.體積小、低功耗、低成本、高性能。2.支持Thumb(16位)/ARM(32位)雙指令集，能很好的兼容8/16位器件。3.大量使用寄存器，指令執(zhí)行速度更快。大多數(shù)數(shù)據(jù)操作都在寄存器中完成。4.ARM處理器共有37個寄存器，分為若干個組（BANK）。ARM處理器有7種不同的處理器模式。5.尋址方式靈活簡單，指令長度固定，執(zhí)行效率高。ARM、Cortex和STM32簡介ARM系列內(nèi)核ARM7微處理器ARM7為低功耗的32位RISC處理器，采用馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)。ARM7微處理器系列具有如下特點：具有嵌入式ICE－RT邏輯，無論調(diào)試還是開發(fā)都很方便。能夠提供0.9MIPS/MHz的三級流水線結(jié)構(gòu)。代碼密度高并兼容16位的Thumb指令集。支持WindowsCE、Linux、PalmOS等嵌入式操作系統(tǒng)。指令系統(tǒng)與ARM9系列、ARM9E系列和ARM10E系列兼容，便于用戶程序的升級和產(chǎn)品的更新?lián)Q代。主頻最高可達(dá)130MIPS。ARM7微處理器ARM9微處理器ARM9內(nèi)核為32位RISC處理器，采用哈佛結(jié)構(gòu)。ARM9內(nèi)核微處理器具有以下特點：5級整數(shù)流水線，指令執(zhí)行效率更高。提供1.1MIPS/MHz的運行速率。支持32位ARM指令集和16位Thumb指令集。支持32位的高速AMBA總線接口。內(nèi)含全性能的MMU。內(nèi)含MPU，支持實時操作系統(tǒng)。支持?jǐn)?shù)據(jù)Cache和指令Cache。ARM9微處理器ARM9E微處理器ARM9E內(nèi)核為綜合處理器。ARM9E內(nèi)核微處理器具有以下特點：支持DSP指令集。5級整數(shù)流水線，指令執(zhí)行效率更高。支持32位ARM指令集和16位Thumb指令集。支持32位的高速AMBA總線接口。支持VFP9浮點處理協(xié)處理器。內(nèi)含全性能MMU。內(nèi)含MPU，支持實時操作系統(tǒng)。支持?jǐn)?shù)據(jù)Cache和指令Cache。主頻最高可達(dá)300MIPS。ARM9E微處理器ARM11微處理器ARM1136J-S是第一個執(zhí)行ARMv6架構(gòu)指令的處理器。ARM1136J-S的主要特點如下：集成了具有獨立的load-sotore和算術(shù)流水線的8級流水線。ARMv6指令包含了針對媒體處理的單指令流多數(shù)據(jù)流（SIMD）擴(kuò)展。采用特殊的設(shè)計，以改善視頻處理性能。為了進(jìn)行快速浮點運算，增加了向量浮點單元。ARM11微處理器Cortex系列內(nèi)核Cortex系列內(nèi)核Cortex系列內(nèi)核Cortex系列內(nèi)核Cortex系列內(nèi)核Cortex系列內(nèi)核Cortex系列內(nèi)核Cortex系列內(nèi)核Cortex系列內(nèi)核Cortex系列內(nèi)核Cortex系列內(nèi)核Cortex系列內(nèi)核Cortex系列內(nèi)核1.25Thumb-20.74Thumb/0.93ARMDMIPS/MHzxPSR.2modes.Stackedregs(1bank)PSR.6modes.20Bankedregs系統(tǒng)狀態(tài)ArchitectureDefinedUndefined存儲器印射Three

No睡眠模式12Cycles(6whenTailChaining)24-42Cycles(DependingonLSM)中斷響應(yīng)時間NMI,SysTickandupto240interrupts.IntegratedNVICInterruptControllerupto1-255PrioritiesFIQ/IRQ中斷3-Stage+BranchSpeculation3-Stage流水線Thumb-2(Merged32/16-bit)ARM(32-bit)&Thumb(16-bit)指令集v7Mv4T體系結(jié)構(gòu)Cortex-M3ARM7TDMI-SCortex系列內(nèi)核1.25Thumb-20.74ThuSTM32系列微控制器新的基于ARM內(nèi)核的32位MCU系列內(nèi)核為ARM公司為要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式應(yīng)用專門設(shè)計的Cortex-M3內(nèi)核超前的體系結(jié)構(gòu)高性能，低電壓，低功耗，創(chuàng)新的內(nèi)核以及外設(shè)簡單易用/自由/低風(fēng)險STM32系列微控制器STM32系列微控制器管腳,軟件和外設(shè)全線兼容FLASH——32KB,64KB,128KBRAM——6KB,10KB,20KB封裝——LQFP-48/LQFP-64/LQFP-100/BGA-100電壓范圍2.0到3.6VI/O電壓容限為5VSTM32系列微控制器Bothlineshaveupto:5xUSART2xSPI2xI2CRTC11+DMA2xWDG5x16-bitTIMERS

80%GPIOratio

12bADC(1μs)Tempsensor

36MHzCPUUpto48KBSRAMUpto512KBFLASH

Upto64KBSRAM

CAN

USB

ACtimer

EMI*2x12bADC

(1μs)Temp

sensor

DAC*

72MHzCPUInt8MHzRC

Int32kHzRCPOR/PDR/

PVDbrownout“基本型”系列“增強(qiáng)型”系列

EMI*

DAC*I2S**只有在Flash大于256KB（包含）的芯片上才包括DAC,EMI(144pins),I2S,SDIOSDIO*STM32F10x的兩條產(chǎn)品線Bothlineshaveupto:5xUSARSTM32F103“增強(qiáng)型”系列2V-3.6V供電電壓5VI/O電壓容限出色的時鐘安全模式帶有喚醒的低功耗模式內(nèi)部RC嵌入的RESET-40/+85°C（工業(yè)級）CORTEXM3CPU

72MHz6kB-64kBSRAMARMPeripheralBus(max72MHz)2x12-bitADC

16channels/1Msps1/2xI2C0/1xSPI1/2/4xUSART/LIN

Smartcard/IrDa

ModemControl32/49/80*I/OsUpto16Ext.ITsFlashI/F32kB-512kB

FlashMemoryTempSensor1xUSB2.0FS1xbxCAN2.0B6x16-bitPWM

SynchronizedACTimer2xWatchdog

(independent&window)2/3/5x16-bitTimerExternalMemoryInterface**JTAG/SWDebugXTALoscillators

32KHz+4~16MHzPowerSupply

Reg1.8V

POR/PDR/PVDDMA

3to11*ChannelsNestedvectITCtrl2xSPI/I2S**2xDAC**1xSDIO**ImageSensor**1xUSART/LIN

Smartcard/IrDa

Modem-Ctrl1xSPIBridgeBridge1xSysticTimerARMLiteHi-SpeedBus

Matrix/Arbiter(max72MHz)Int.RCoscillators

32KHz+8MHzPLLClockControlRTC/AWUARMPeripheralBus(max36MHz)20BBackupRegsSTM32F103“增強(qiáng)型”系列CORTEXM3STM32F103“增強(qiáng)型”系列6KBRAM*6KBRAM*FlashSize(bytes)128K256K512K100pins

LQFP/BGASTM32F103Rx20KBRAMSTM32F103Rx20KBRAMSTM32F103Cx20KBRAM32K64KSTM32F103Rx64KBRAMSTM32F103Vx20KBRAMSTM32F103Vx64KBRAMSTM32F103Vx20KBRAMSTM32F103Vx64KBRAM3xUSART3x16-bittimer2xSPI,2XI2CUSB,CAN,PWM2xADC64pinsLQFP48pins

LQFP2xUSART2x16-bittimer1xSPI,1xI2CUSB,CAN,PWM2xADC5xUSART5x16-bittimer2xSPI,2XI2CUSB,CAN,PWM2xADC,2xDAC,I2SEMI(144pinsonly)STM32F103Rx64KBRAM144pinsLQFP/BGASTM32F103Zx64KBRAMSTM32F103Zx64KBRAMSTM32R103Zx64KBRAMSTM32F103Cx10KBRAMSTM32F103Rx10KBRAM*32kBdevicesexistw/otheCANandUSB,with6kBofRAM0KSamplesApril07ProductionOct07SamplesDec07ProductionQ208STM32F103“增強(qiáng)型”系列FlashSize128STM32F103“增強(qiáng)型”系列特點高性能并不等于高功耗，STM32提出3種主要的能耗方案：Run模式：高動態(tài)功效；Standby模式：極低的功耗；能夠工作在由電池直接供電的低電壓狀態(tài)下在Run模式下，以最高的72MHz速度全速在FLASH中運行,STM32的功耗也只有36mA(0.5mA/MHz)。在Standby模式典型功耗值更是低到2uA。Battery能夠提供2.0到3.6V的電源電壓STM32F103“增強(qiáng)型”系列特點STM32F103“增強(qiáng)型”系列特點STM32擁有三種不同的低功耗模式和一個通用的超頻方案使用戶可以相對于性能優(yōu)化功耗。STM32內(nèi)部嵌入了一個實時時鐘（RTC），它可以由一個32KHz的石英晶振或內(nèi)部RC提供。實時時鐘擁有自己獨立的供電部分，可以由一個專門的紐扣電池或主電源相互交替供電。它的典型功耗值在3.3V時為1.5uA。且?guī)в?0B的數(shù)據(jù)備份區(qū)。從低功耗模式啟動的啟動時間典型值比從Stop模式啟動的啟動時間短10us，而從Standby模式重啟時間典型值為40us。STM32F103“增強(qiáng)型”系列特點計算機(jī)發(fā)展趨勢計算機(jī)發(fā)展必須結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)，物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)大致被認(rèn)為有三個層次：物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)計算機(jī)發(fā)展趨勢嵌入式系統(tǒng)的工程設(shè)計和開發(fā)1.需求分析：功能性需求；性能性需求；可靠性需求；成本。2.架構(gòu)和概要設(shè)計：系統(tǒng)層次、剖面或模塊劃分

；系統(tǒng)軟硬件交互界面布局；硬件和元器件選擇；軟件的方案選擇；系統(tǒng)成本和性能的平衡。3.詳細(xì)設(shè)計和開發(fā)：硬件開發(fā)和軟件開發(fā)。4.測試反饋：每一個環(huán)節(jié)都需要測試反饋，以減少出現(xiàn)重大問題、故障的可能性。嵌入式系統(tǒng)的工程設(shè)計和開發(fā)小結(jié)應(yīng)在掌握單片機(jī)系統(tǒng)的基礎(chǔ)原理和技術(shù)要點的基礎(chǔ)上，領(lǐng)悟和理解單片機(jī)是如何實現(xiàn)軟硬件集成并達(dá)到應(yīng)用需求的?！皢纹瑱C(jī)“在本質(zhì)上是一門實踐課而非理論課，內(nèi)容跨度大，知識點多，技能要求高，在短時間內(nèi)難以充分掌握相關(guān)知識點。因此在學(xué)習(xí)本課程時，一定要理論和實踐相結(jié)合，在實踐中檢驗理論的正確性，邊學(xué)習(xí)單片機(jī)課程，邊實際操作單片機(jī)，在課下實踐多加練習(xí)。如此長期的學(xué)習(xí)，漸漸的深入，才能慢慢學(xué)懂、學(xué)好單片機(jī)這門課程。小結(jié)Thanks！Thanks！基于ARM的單片機(jī)應(yīng)用及實踐——STM32案例式教學(xué)武奇生白璘惠萌巨永峰編著機(jī)械工業(yè)出版社基于ARM的武奇生白璘惠萌巨永峰第一章概述第一章概述計算機(jī)發(fā)展史計算機(jī)發(fā)展史1946年2月賓夕法尼亞大學(xué)的莫奇利和艾克特研制成功世界上第一臺計算機(jī)——電子數(shù)字積分計算機(jī)ENIAC。ENIAC預(yù)示著科學(xué)家將從奴隸般的計算中解脫出來。但是ENIACA存在兩大缺點：一、沒有嚴(yán)格意義上的存儲器；二、用布線接板進(jìn)行控制。如何解決這些缺點呢？——我們將在以后的學(xué)習(xí)中來探討。計算機(jī)發(fā)展史早期計算機(jī)，用于科研、軍事等領(lǐng)域，主要完成數(shù)值計算任務(wù)伴隨電子技術(shù)的發(fā)展，計算機(jī)成本更低，性能更強(qiáng)，應(yīng)用范圍更廣，實現(xiàn)了通用信息處理如今，伴隨科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，計算機(jī)能夠像人腦一樣處理數(shù)據(jù)成為智能計算機(jī)發(fā)展的終極目標(biāo)早期計算機(jī)，用于科研、軍事等領(lǐng)域，主要完成數(shù)值計算任務(wù)伴隨電計算機(jī)理論界的先驅(qū)者阿蘭·圖靈（AlanTuring）提出了圖靈機(jī)理論模型。圖靈的基本思想是用機(jī)器來模擬人用紙筆進(jìn)行數(shù)學(xué)運算的過程：在紙上寫或擦出某個符號；把注意力從紙上的一個方向移動到另一個方向。計算機(jī)理論界的先驅(qū)者阿蘭·圖靈（AlanTuring）提出1.1計算機(jī)發(fā)展史圖靈計算機(jī)模型圖靈機(jī)模型的思想奠定了整個現(xiàn)代計算機(jī)發(fā)展的理論基礎(chǔ)。其突出貢獻(xiàn)突出表現(xiàn)在以下幾個方面：他回答了計算的能力范圍；符合圖靈機(jī)原理的不同技術(shù)實現(xiàn)在理論上具有相同的計算原理。它在理論山峰規(guī)范了計算機(jī)的實現(xiàn)思路。1.1計算機(jī)發(fā)展史計算機(jī)的發(fā)展計算的本質(zhì)就是信息處理，而現(xiàn)代意義上的信息處理，主要是指基于電子計算機(jī)的信息處理。大致可以概括為以下三個趨勢：從人主動邁向機(jī)動的計算——追求更快的計算；從科學(xué)計算邁向智能計算——追求最好的計算；從集中計算邁向普適計算——計算無處不在。計算機(jī)的發(fā)展計算機(jī)的體系結(jié)構(gòu)在馮·諾依曼架構(gòu)模型中，完整的計算機(jī)系統(tǒng)被認(rèn)為包含五部分存儲器，運算器，控制器，輸入設(shè)備和輸出設(shè)備。其中，運算器是計算環(huán)節(jié)需要處理好操作數(shù)的輸入和輸出的整體系統(tǒng)的中心。早期的馮·諾依曼架構(gòu)計算機(jī)的體系結(jié)構(gòu)早期的馮·諾依曼架構(gòu)為了克服運算器數(shù)據(jù)吞吐能力有限的缺點，演化出了改進(jìn)型馮·諾依曼架構(gòu)。改進(jìn)型馮·諾依曼架構(gòu)改進(jìn)型構(gòu)架的各個模塊的高速數(shù)據(jù)交換中心利用存儲器這個大容量中介，極大的提高了效率。為了克服運算器數(shù)據(jù)吞吐能力有限的缺點，演化出了改進(jìn)型馮·諾依現(xiàn)代的嵌入式計算機(jī)往往在改進(jìn)型馮·諾依曼架構(gòu)的基礎(chǔ)上做進(jìn)一步的改進(jìn)。馮·諾依曼架構(gòu)的擴(kuò)展現(xiàn)代的嵌入式計算機(jī)往往在改進(jìn)型馮·諾依曼架構(gòu)的基礎(chǔ)上做進(jìn)一步馮·諾依曼架構(gòu)和哈佛結(jié)構(gòu)比較二者的區(qū)別就是程序空間和數(shù)據(jù)空間是否是一體的。馮·諾依曼結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)空間和地址空間不分開，哈佛結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)空間和地址空間是分開的。馮·諾依曼架構(gòu)和哈佛結(jié)構(gòu)比較面向嵌入式應(yīng)用的架構(gòu)改進(jìn)從馮·諾依曼架構(gòu)到其改進(jìn)型再到哈佛結(jié)構(gòu)、流水線技術(shù)、并行處理、硬件加速、之領(lǐng)域去和推斷執(zhí)行、層次設(shè)計和緩存、總線和交換式部件互連、虛擬化技術(shù)、寄存器窗口和實時技術(shù)等。以上看出，早期的架構(gòu)技術(shù)更重于硬件改進(jìn)，而現(xiàn)代則更偏向于軟件和應(yīng)用需求。面向嵌入式應(yīng)用的架構(gòu)改進(jìn)單片機(jī)發(fā)展史單片機(jī)發(fā)展史1958年，TI公司的杰克·基爾比發(fā)明了第一塊集成電路；1961年，TI公司研發(fā)出第一個基于IC的計算機(jī)；1965年，高登·摩爾提出了描述集成電路工業(yè)發(fā)展規(guī)律的摩爾定律；同年，中國第一塊集成電路誕生；1968年，Intel公司誕生，推出第一片1K字節(jié)的RAM;1981年，Intel公司推出了8位微控制器8051。單片機(jī)發(fā)展史單片機(jī)的發(fā)展趨勢——走向集成、嵌入式嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展主要來源于兩大動力，即社會需求的拉動和先進(jìn)技術(shù)的推動，需求提供了市場，帶動了新技術(shù)的產(chǎn)生，刺激了新技術(shù)的推廣。嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展動力示意圖單片機(jī)的發(fā)展趨勢——走向集成、嵌入式ARM、Cortex和STM32簡介ARM系列內(nèi)核ARM體系結(jié)構(gòu)的特點：1.體積小、低功耗、低成本、高性能。2.支持Thumb(16位)/ARM(32位)雙指令集，能很好的兼容8/16位器件。3.大量使用寄存器，指令執(zhí)行速度更快。大多數(shù)數(shù)據(jù)操作都在寄存器中完成。4.ARM處理器共有37個寄存器，分為若干個組（BANK）。ARM處理器有7種不同的處理器模式。5.尋址方式靈活簡單，指令長度固定，執(zhí)行效率高。ARM、Cortex和STM32簡介ARM系列內(nèi)核ARM7微處理器ARM7為低功耗的32位RISC處理器，采用馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)。ARM7微處理器系列具有如下特點：具有嵌入式ICE－RT邏輯，無論調(diào)試還是開發(fā)都很方便。能夠提供0.9MIPS/MHz的三級流水線結(jié)構(gòu)。代碼密度高并兼容16位的Thumb指令集。支持WindowsCE、Linux、PalmOS等嵌入式操作系統(tǒng)。指令系統(tǒng)與ARM9系列、ARM9E系列和ARM10E系列兼容，便于用戶程序的升級和產(chǎn)品的更新?lián)Q代。主頻最高可達(dá)130MIPS。ARM7微處理器ARM9微處理器ARM9內(nèi)核為32位RISC處理器，采用哈佛結(jié)構(gòu)。ARM9內(nèi)核微處理器具有以下特點：5級整數(shù)流水線，指令執(zhí)行效率更高。提供1.1MIPS/MHz的運行速率。支持32位ARM指令集和16位Thumb指令集。支持32位的高速AMBA總線接口。內(nèi)含全性能的MMU。內(nèi)含MPU，支持實時操作系統(tǒng)。支持?jǐn)?shù)據(jù)Cache和指令Cache。ARM9微處理器ARM9E微處理器ARM9E內(nèi)核為綜合處理器。ARM9E內(nèi)核微處理器具有以下特點：支持DSP指令集。5級整數(shù)流水線，指令執(zhí)行效率更高。支持32位ARM指令集和16位Thumb指令集。支持32位的高速AMBA總線接口。支持VFP9浮點處理協(xié)處理器。內(nèi)含全性能MMU。內(nèi)含MPU，支持實時操作系統(tǒng)。支持?jǐn)?shù)據(jù)Cache和指令Cache。主頻最高可達(dá)300MIPS。ARM9E微處理器ARM11微處理器ARM1136J-S是第一個執(zhí)行ARMv6架構(gòu)指令的處理器。ARM1136J-S的主要特點如下：集成了具有獨立的load-sotore和算術(shù)流水線的8級流水線。ARMv6指令包含了針對媒體處理的單指令流多數(shù)據(jù)流（SIMD）擴(kuò)展。采用特殊的設(shè)計，以改善視頻處理性能。為了進(jìn)行快速浮點運算，增加了向量浮點單元。ARM11微處理器Cortex系列內(nèi)核Cortex系列內(nèi)核Cortex系列內(nèi)核Cortex系列內(nèi)核Cortex系列內(nèi)核Cortex系列內(nèi)核Cortex系列內(nèi)核Cortex系列內(nèi)核Cortex系列內(nèi)核Cortex系列內(nèi)核Cortex系列內(nèi)核Cortex系列內(nèi)核Cortex系列內(nèi)核1.25Thumb-20.74Thumb/0.93ARMDMIPS/MHzxPSR.2modes.Stackedregs(1bank)PSR.6modes.20Bankedregs系統(tǒng)狀態(tài)ArchitectureDefinedUndefined存儲器印射Three

No睡眠模式12Cycles(6whenTailChaining)24-42Cycles(DependingonLSM)中斷響應(yīng)時間NMI,SysTickandupto240interrupts.IntegratedNVICInterruptControllerupto1-255PrioritiesFIQ/IRQ中斷3-Stage+BranchSpeculation3-Stage流水線Thumb-2(Merged32/16-bit)ARM(32-bit)&Thumb(16-bit)指令集v7Mv4T體系結(jié)構(gòu)Cortex-M3ARM7TDMI-SCortex系列內(nèi)核1.25Thumb-20.74ThuSTM32系列微控制器新的基于ARM內(nèi)核的32位MCU系列內(nèi)核為ARM公司為要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式應(yīng)用專門設(shè)計的Cortex-M3內(nèi)核超前的體系結(jié)構(gòu)高性能，低電壓，低功耗，創(chuàng)新的內(nèi)核以及外設(shè)簡單易用/自由/低風(fēng)險STM32系列微控制器STM32系列微控制器管腳,軟件和外設(shè)全線兼容FLASH——32KB,64KB,128KBRAM——6KB,10KB,20KB封裝——LQFP-48/LQFP-64/LQFP-100/BGA-100電壓范圍2.0到3.6VI/O電壓容限為5VSTM32系列微控制器Bothlineshaveupto:5xUSART2xSPI2xI2CRTC11+DMA2xWDG5x16-bitTIMERS

80%GPIOratio

12bADC(1μs)Tempsensor

36MHzCPUUpto48KBSRAMUpto512KBFLASH

Upto64KBSRAM

CAN

USB

ACtimer

EMI*2x12bADC

(1μs)Temp

sensor

DAC*

72MHzCPUInt8MHzRC

Int32kHzRCPOR/PDR/

PVDbrownout“基本型”系列“增強(qiáng)型”系列

EMI*

DAC*I2S**只有在Flash大于256KB（包含）的芯片上才包括DAC,EMI(144pins),I2S,SDIOSDIO*STM32F10x的兩條產(chǎn)品線Bothlineshaveupto:5xUSARSTM32F103“增強(qiáng)型”系列2V-3.6V供電電壓5VI/O電壓容限出色的時鐘安全模式帶有喚醒的低功耗模式內(nèi)部RC嵌入的RESET-40/+85°C（工業(yè)級）CORTEXM3CPU

72MHz6kB-64kBSRAMARMPeripheralBus(max72MHz)2x12-bitADC

16channels/1Msps1/2xI2C0/1xSPI1/2/4xUSART/LIN

Smartcard/IrDa

ModemControl32/49/80*I/OsUpto16Ext.ITsFlashI/F32kB-512kB

FlashMemoryTempSensor1xUSB2.0FS1xbxCAN2.0B6x16-bitPWM

SynchronizedACTimer2xWatchdog

(independent&window)2/3/5x16-bitTimerExternalMemoryInterface**JTAG/SWDebugXTALoscillators

32KHz+4~16MHzPowerSupply

Reg1.8V

POR/PDR/PVDDMA

3to11*ChannelsNestedvectITCtrl2xSPI/I2S**2xDAC**1xSDIO**ImageSensor**1xUSART/LIN

Smartcard/IrDa

Modem-Ctrl1xSPIBridgeBridge1xSysticTimerARMLiteHi-SpeedBus

Matrix/Arbiter(max72MHz)Int.RCoscillators

32KHz+8MHzPLLClockControlRTC/AWUARMPeripheralBus(max36MHz)20BBackupRegsSTM32F103“增強(qiáng)型”系列CORTEXM3STM32F103“增強(qiáng)型”系列6KBRAM*6KBRAM*FlashSize(bytes)128K256K512K100pins

LQFP/BGASTM32F103Rx20KBRAMSTM32F103Rx20KBRAMSTM32F103Cx20KBRAM32K64KSTM32F103Rx64KBRAMSTM32F103Vx20KBRAMSTM32F103Vx64KBRAMSTM32F103Vx20KBRAMSTM32F103Vx64KBRAM3xUSART3x16-bittimer2xSPI,2XI2CUSB,CAN,PWM2xADC64pinsLQFP48pins

LQFP2xUSART2x16-bitti