STM32F10xxx的Cortex-M3编程手册英文

根据提供的文件内容，以下是关于STM32F10xxx系列微控制器中Cortex-M3处理器编程的详细知识点。 ### STM32F10xxx Cortex-M3处理器概述 STM32F10xxx系列微控制器内置Cortex-M3处理器，该处理器是一款为微控制器市场设计的高性能32位处理器。Cortex-M3提供了出色的处理性能以及快速的中断处理能力，它还包含了丰富的断点和跟踪功能以增强系统调试。 ### Cortex-M3处理器编程模型 Cortex-M3的编程模型定义了处理器的工作模式、特权级别、系统寄存器、异常和中断处理机制，以及数据类型等。 #### 处理器模式与特权级别 处理器模式包括线程模式和异常模式，其中线程模式具有两个特权级别：特权级和用户级。模式和特权级别的不同组合允许系统代码和应用程序代码的安全执行。 #### 堆栈 Cortex-M3处理器使用两种堆栈——主堆栈指针（MSP）和进程堆栈指针（PSP）。MSP用于异常处理，而PSP可以用于线程模式。 #### 核心寄存器 核心寄存器包含了37个寄存器，包括13个通用寄存器、程序计数器（PC）、链接寄存器（LR）、程序状态寄存器（xPSR）等。这些寄存器用于数据操作、控制程序流程等。 #### 异常和中断 异常包括同步异常和中断。同步异常是由内部指令执行错误引起的，而中断则由外部事件（如外部信号或定时器溢出）触发。异常处理框架包含一个向量表，定义了异常入口点的地址。 #### 数据类型 Cortex-M3支持标准的数据类型，如uint8_t、uint16_t、uint32_t等，确保软件对齐要求的兼容性。 #### Cortex微控制器软件接口标准（CMSIS） CMSIS提供了一套标准化的接口和功能，用于简化与Cortex-M处理器的软件开发。 ### 内存模型 Cortex-M3的内存模型定义了内存区域、内存类型和属性，以及内存访问的顺序和行为。 #### 内存区域、类型和属性 Cortex-M3定义了不同的内存区域，包括代码、SRAM、外设等，每种类型具有不同的访问属性。 #### 内存访问排序 内存系统保证内存访问的顺序，确保数据一致性。软件排序和内存系统排序需要协调以避免冲突。 #### 内存访问行为 内存访问行为描述了不同类型的内存访问（如加载、存储）对于不同的内存类型（如强顺序、弱顺序）的影响。 #### 位带操作 位带操作是一种特殊的内存访问方式，允许原子性地读-修改-写操作单个位。 ### 异常模型 异常模型包括异常状态、类型、处理器、向量表、优先级等。 #### 异常状态 异常状态可以是活动的、挂起的或无效的，这取决于异常的当前状态。 #### 异常类型 包括复位、NMI（不可屏蔽中断）、所有其他中断和系统异常。 #### 异常处理器 处理器通过向量表中的地址处理异常。向量表中包含了异常处理函数的起始地址。 #### 异常优先级 每个异常都有一个优先级，可以是固有的也可以是动态分配的。支持优先级分组以确定异常的响应顺序。 #### 中断优先级分组 中断优先级分组允许将优先级字段划分为抢占优先级和子优先级。 #### 异常进入和返回 异常进入时，处理器状态被保存到堆栈中。异常返回则恢复之前的状态。 ### 故障处理 Cortex-M3定义了不同类型的故障，包括执行非法指令产生的故障、数据和预取中止故障等。 ### 电源管理 电源管理部分介绍了如何进入和退出睡眠模式，以及如何通过外部事件输入唤醒处理器。 #### 进入睡眠模式 睡眠模式可以降低处理器的功耗，而处理器在睡眠模式下的退出由配置的事件决定。 #### 从睡眠模式唤醒 当处理器处于睡眠模式时，可以由多种事件触发唤醒，例如定时器到期、外部信号等。 #### 外部事件输入 处理器的睡眠模式可以通过外部事件输入进行管理，这在低功耗系统设计中非常有用。 ### 结论 STM32F10xxx系列微控制器中Cortex-M3处理器的编程手册提供了丰富的信息，包括处理器模型、指令集、核心外设等。了解这些知识点对于应用级和系统级软件开发者来说是非常重要的，因为它们有助于创建性能优化、低功耗的嵌入式系统。掌握这些知识可以显著提高开发者在微控制器市场中的开发效率和产品性能。