ARM designs the cores of microcontrollers which equip most “embedded systems” based on 32-bit processors. Cortex M3 is one of these designs, recently developed by ARM with microcontroller applications in mind. To conceive a particularly optimized piece of software (as is often the case in the world of embedded systems) it is often necessary to know how to program in an assembly language. This book explains the basics of programming in an assembly language, while being based on the architecture of Cortex M3 in detail and developing many examples. It is written for people who have never programmed in an assembly language and is thus didactic and progresses step by step by defining the concepts necessary to acquiring a good understanding of these techniques. 根据提供的文件信息，我们可以提炼出以下知识点： 1. ARM Cortex-M3微控制器核心概述： ARM公司设计的微控制器核心用于装备大多数基于32位处理器的嵌入式系统。Cortex-M3是该公司为微控制器应用而特别设计的其中一个核心，其目的是构建对软件优化有特定需求的嵌入式系统。 2. 汇编语言编程基础： 书中介绍了汇编语言编程的基础知识，特别强调了Cortex M3架构下的编程技巧，并提供了许多实例。这本书适合完全没有汇编语言编程经验的人群，因此它的教学方式是循序渐进，逐步定义必要概念，以便读者能够很好地理解这些技术。 3. Cortex-M3架构特点： Cortex-M3架构专为微控制器设计，它针对嵌入式系统进行优化，使得它非常适用于资源受限的环境。其特点包括高效的指令集、支持中断的响应以及高性能和低功耗的设计。 4. 寄存器和状态模式： Cortex-M3核心包含了多种寄存器，这些寄存器在程序执行中扮演着关键角色。例如，R0到R12是一般用途的寄存器，R13是堆栈指针（SP），R14是链接寄存器（LR），R15是程序计数器（PC），而xPSR寄存器包含了状态信息。理解这些寄存器及其工作模式是掌握Cortex-M3编程的关键。 5. 模式、权限和状态： 在Cortex-M3架构中，处理器可以工作在不同的模式下，包括特权模式和用户模式，这些模式决定了程序可以访问的资源和执行的操作。处理器的状态也影响程序的执行流程，例如线程模式和处理模式。 6. 汇编指令和指令集： ARM Cortex-M3使用的是精简指令集（RISC），这使得处理器在执行操作时具有很高的效率。了解该指令集的特点和使用方法是进行汇编语言编程的基础。 7. 指令和编程技巧： 书中内容肯定也涉及了如何编写有效和高效的汇编指令，以及如何利用Cortex-M3的特性进行高级编程技巧的探讨。 8. 出版信息及版权声明： 本书的版权信息表明了作者是Vincent Mahout，首次出版于2012年，由ISTE Ltd和John Wiley & Sons, Inc.在美国和英国出版。同时，根据版权、设计和专利法的规定，未经出版商书面许可，该书的任何部分都不得复制、存储或传输。 9. 图书目录和索引： 书的内容结构应该包含前言、各章节以及参考文献和索引。前言部分可能提供了编写本书的目的和方法论。而索引部分有助于读者快速查找相关知识点。 这本书主要是作为一本教科书，旨在帮助读者理解和掌握ARM Cortex-M3架构下的汇编语言编程，适合初学者逐步学习。同时，也涉及到版权、出版等与书籍发行相关的细节信息。

STM32F10xxx系列微控制器是基于ARM公司的Cortex-M3内核设计的高性能、低功耗的微处理器，广泛应用于嵌入式系统、工业控制、物联网设备以及消费电子等多个领域。Cortex-M3处理器是ARM针对微控制器市场推出的一种精简指令集（RISC）架构，它在保持高效能的同时，具有低功耗和低成本的优势。 编程手册是开发STM32F10xxx芯片应用的重要参考资料，涵盖了硬件接口、外设、内存结构、中断、调试工具等多个方面的详细信息。这份英文文档将帮助开发者深入理解STM32F10xxx的工作原理，以便进行有效的程序设计和优化。 手册会介绍STM32F10xxx的体系结构，包括Cortex-M3内核的特点，如Thumb-2指令集，它结合了16位和32位指令，提高了代码密度和执行效率。同时，Cortex-M3内核支持硬件浮点运算单元（FPU），尽管STM32F10xxx的部分型号可能未集成，但其仍可以通过软件库实现浮点运算。 手册会详细讲解STM32F10xxx的存储器组织，包括闪存、SRAM以及外部存储器接口（FSMI）。开发者需要了解如何配置和访问这些存储区域，以实现程序的存储和数据管理。 外设是STM32F10xxx的一大亮点，包括定时器、串口通信（USART/UART）、I²C、SPI、CAN、GPIO等。这些外设在嵌入式应用中扮演着关键角色，手册会介绍它们的工作原理、配置方法以及中断处理。例如，定时器可用于生成脉冲、计数或定时任务，而串口通信则用于设备间的通信。 此外，STM32F10xxx提供了丰富的中断源，中断处理是实时系统中不可或缺的一部分。手册会阐述如何设置中断向量、优先级和处理函数，确保系统的响应速度和稳定性。 调试工具是开发过程中的重要辅助手段，手册会介绍如何使用JTAG和SWD接口进行调试，以及如何利用STM32CubeIDE、Keil uVision等开发环境进行程序的编译、下载和调试。 手册还会涉及功耗管理，如低功耗模式（STOP、STANDBY）的配置，以及如何通过休眠和唤醒机制来优化电池寿命。 "STM32F10xxx 的 Cortex-M3 编程手册英文文档"是开发人员深入掌握STM32F10xxx系列微控制器的关键资源。通过详尽阅读并实践手册中的内容，开发者能够熟练地设计、调试和优化STM32F10xxx的应用程序，以满足各种复杂项目的需求。

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。

STM32F10xxx系列微控制器是基于ARM公司的Cortex-M3内核设计的高性能、低功耗的微处理器，广泛应用于嵌入式系统、物联网设备、工业控制等领域。这个编程手册是开发者深入理解和应用STM32F10xxx芯片的重要参考资料。 手册首先会介绍Cortex-M3内核的基本特性，包括其32位RISC架构、哈佛存储结构、单周期指令执行能力以及中断处理机制。Cortex-M3内核具备高效的中断响应能力和低功耗模式，适合实时性要求高的应用场景。 STM32F10xxx系列的特点在于其丰富的外设集，如GPIO（通用输入输出）、TIM（定时器）、ADC（模数转换器）、USART（通用同步异步收发传输器）和SPI（串行外围接口）等。手册会详述这些外设的工作原理、配置方法和应用实例，帮助开发者充分利用芯片资源进行系统设计。 在编程模型部分，手册将讲解STM32F10xxx的内存布局，包括Flash、SRAM的分配以及中断向量表的设置。此外，还会涉及编程语言支持，如C和汇编语言，并给出相应的编程指导。 嵌入式系统的开发离不开调试工具，手册会介绍如何使用JTAG或SWD接口进行硬件调试，以及如何使用ST-Link或J-Link等调试器。同时，也会涵盖软件开发环境的搭建，如使用Keil MDK或IAR Embedded Workbench等IDE。 系统时钟管理是STM32F10xxx中的关键部分，手册会详细阐述内部RC振荡器、外部晶体振荡器、PLL（锁相环）以及各种时钟源的选择和配置，确保系统稳定运行。 电源管理章节会涵盖芯片的低功耗模式，如STOP和STANDBY模式，以及如何在这些模式下唤醒芯片。这对于电池供电或能量采集的设备至关重要。 在通信接口方面，手册会讲解USB、CAN、I2C和SPI等接口的使用，包括协议栈、配置参数和实际应用示例。 手册通常会提供大量的示例代码和故障排查指南，帮助开发者解决实际开发过程中遇到的问题。 "STM32F10xxx Cortex-M3编程手册-英文版"是开发者全面了解和掌握STM32F10xxx系列微控制器必不可少的参考资料，它涵盖了从基础理论到实战应用的广泛内容，通过阅读和实践，开发者可以提升对STM32F10xxx系列芯片的运用能力。

ARM微处理器的历史和发展： ARM微处理器的起源可以追溯到1983至1985年，第一片ARM处理器是由位于英国剑桥的Acorn Computers Limited公司开发的。ARM公司本身并不生产芯片，而是通过转让设计许可给合作伙伴，由他们生产各具特色的芯片。ARM商业模式的成功之处在于其合理的价格和广泛的合作伙伴网络，超过100个合作伙伴遍布全世界，其中包括许多半导体行业的著名公司。ARM公司的内核具有耗电量少、成本低、功能强大等特点，拥有独特的16/32位双指令集，并且已经成为移动通信、手持计算和多媒体数字消费等嵌入式解决方案的实际标准。 ARM公司的成立和早期发展： ARM公司成立于1990年11月，原名为Advanced RISC Machines有限公司，是由苹果电脑、Acorn电脑集团和VLSI Technology的合资企业。Acorn此前推出了世界上首个商用单芯片RISC处理器，而苹果希望将RISC技术应用于自身系统中，这促成了ARM微处理器新标准的产生。ARM成功地研制了首个低成本RISC架构，迅速在市场上崭露头角。1991年，ARM推出了首颗嵌入式RISC核心—ARM6系列处理器，标志着其技术的进一步发展。 ARM处理器的产品系列： ARM处理器当前有七个产品系列，包括ARM7、ARM9、ARM9E、ARM10E、ARM11、SecurCore和Cortex系列。其中，Cortex系列是最近推出的，具有高性能的特点，如Cortex-A8的性能已经达到了2000MIPS。ARM处理器也根据其应用的不同领域分为三类，包括嵌入式实时系统应用处理器、应用系统平台处理器和安全应用系列处理器。嵌入式实时系统应用处理器主要用于网络存储、自动化控制、工业监控等对实时性要求较高的系统；应用系统平台处理器则常与操作系统结合，应用于消费电子、音视频处理等对计算性能要求较高的领域；安全应用系列处理器主要应用于智能卡、SIM卡、缴费终端等安全需求较高的领域。 ARM处理器的技术特点： ARM处理器的技术特点包括具有缓存大小、内存管理、总线类型、紧耦合内存存在与否、支持Thumb指令集、DSP指令集以及Jazelle技术等。例如，Cortex-A8处理器具备可配置的缓存大小、MMU（内存管理单元）加上TrustZone安全扩展、AMBA 3 AXI总线接口、支持1倍或2倍的缓存一致性机制等。而ARM7系列处理器则支持20KB的缓存大小、MPU（内存保护单元）、支持Thumb指令集，但不支持DSP指令集等。ARM处理器的这些特点，使其能够在不同领域和应用中发挥重要作用。 ARM公司的全球化发展： ARM公司自1993年开始全球化发展，分别在亚洲和欧洲等地设立了办事处，并于1998年4月在伦敦证券交易所和纳斯达克交易所上市。至今，ARM已经发展成为一家在三大洲八个设有分支机构的全球性大公司。2002年7月，ARM中国—安谋咨询上海有限公司在中国上海成立，进一步加强了ARM在中国乃至亚洲的业务布局。 总结而言，ARM微处理器经历了近20年的发展，从最初的ARM6系列处理器到最新的Cortex系列，已经成为了世界领先的32位嵌入式处理器。ARM公司不仅通过专注于设计创造出具有竞争力的内核，而且通过与全球范围内的众多半导体公司合作，实现了ARM架构的广泛商业化。ARM的产品线覆盖了从嵌入式实时系统应用处理器到高端应用系统平台处理器的各个领域，其技术特点和架构设计对现代嵌入式系统的发展起到了关键作用。

课件围绕嵌入式系统及应用展开，核心内容如下： 课程基本信息方面，该课程为必修课，共48学时，旷课达1/3取消考试资格；成绩由70%考试成绩与30%平时成绩（考勤、作业、课堂表现）构成，考勤和作业采用扣分制，课堂表现采用加分制。 嵌入式系统核心知识部分，定义上，其是以应用为中心、软硬可裁剪的专用计算机系统，具备专用性、嵌入性等特点；应用涵盖信息家电、军事电子、汽车电子等多领域；构成包括硬件（微处理器、存储器等）和软件（操作系统、应用程序）；分类可按硬件复杂度、实时性（硬实时、软实时、非实时）、操作系统收费模式（商用型、免费型）等划分；发展趋势为网络化、普适化、服务化等。 此外，课件详细介绍了STM32 MCU的结构、存储器映像、系统时钟树，以及通用并行接口GPIO、通用同步/异步收发器接口USART的结构、寄存器功能、库函数及设计实例，包括初始化、数据收发等具体操作，强调了嵌入式系统设计中软硬件结合的实践要点。

内容概要：MAX32555是一款基于ARM Cortex-M3处理器的DeepCover安全微控制器，专为移动支付终端（mPOS）、ATM键盘和EMV卡读卡器等应用设计。它提供了强大的安全特性，包括安全引导加载程序、AES/DES/SHA硬件加速器、真随机数生成器、环境和篡改检测电路、电池备份的AES自加密NVSRAM等。此外，它还集成了丰富的外设，如USB 2.0设备接口、SPI、UART、I2C、智能卡控制器、磁条读卡器接口、单色LCD控制器、ADC和DAC等，支持多种电源管理模式以优化电池寿命。 适合人群：从事嵌入式系统开发的工程师，尤其是关注安全性和低功耗设计的专业人士。 使用场景及目标：①适用于需要高安全性要求的移动支付终端和其他金融设备；②用于开发具有物理防护措施的安全微控制器；③帮助设计者构建支持多种卡片类型的智能卡读卡器；④提供灵活的接口选择，简化系统集成。 其他说明：MAX32555不仅具备强大的处理能力和丰富的外设资源，更重要的是其内置了多层高级物理安全机制，确保敏感数据得到有效保护。该器件的工作温度范围宽广（-40°C至+85°C），并能适应恶劣环境下的长期稳定运行。为了便于开发与测试，Maxim Integrated还提供了详细的文档和技术支持服务。阅读时应重点理解其安全特性和外设配置方法，并参考相关用户指南进行实际项目的设计与实现。

《Arm Cortex-M3嵌入式系统》试卷A是一份针对大学单片机原理与应用课程的嵌入式系统考试试卷，主要测试学生对C语言及STM32系列微控制器相关知识点的掌握程度。试卷涵盖了多个嵌入式系统设计的关键领域，包括中断处理、定时器应用、通信协议、系统复位、存储器映射等，非常适合学习和检验对ARM Cortex-M3架构嵌入式系统开发的理解和应用能力。 试卷中涉及的核心知识点包括： 1. Cortex-M3的存储器映射及其特点，Cortex-M3是一种高效的32位RISC处理器核心，具有确定的响应时间，专为实时嵌入式应用设计。其存储器映射具有固定的内存布局，例如内嵌的SRAM和Flash存储器。 2. 嵌套向量中断控制器（NVIC）的主要特性。NVIC提供了一种结构化的方法来处理中断，它支持中断优先级、向量中断和尾链功能，有助于优化中断响应和处理。 3. STM32的USART功能特点，其提供了全双工的串行通信功能，支持异步通信，且具备多种配置选项以适应不同的通信需求。 4. 提高Cortex-M3中断响应性能的特征，例如尾链和位带操作，这些设计旨在减少中断处理的延迟时间，提高系统的响应速度。 5. STM32 TIM的计数器模式，包括基本计时、输入捕获、PWM输出等，TIM广泛用于定时、测量、输出调制等应用场景。 6. CAN总线的数据帧结构，它由七个部分构成：帧起始、仲裁场、控制场、数据场、校验场、ACK场和帧结束。 7. STM32F013的TIM2定时器的使用示例，包括如何控制LED的亮灭规律，显示了如何利用定时器进行时序控制和I/O管理。 8. STM32F103设计的温度监控系统，该系统利用负温度系数热敏电阻来测量温度，并通过串口将温度数据传送给计算机。 9. STM32时钟系统的配置，包括HSI振荡器时钟、HSE振荡器时钟、PLL时钟以及HLI振荡时钟。其中PLL时钟允许通过倍频和分频配置来优化系统性能。 10. STM32在电源复位（POR）情况下的行为，以及NRST管脚的功能。 试卷还包含了简答题和选择题两大题型，简答题部分要求考生根据题目要求进行简要论述，而选择题部分则需要考生从四个选项中选择正确的答案。 考生需要在答题纸上完成所有题目，且注意试卷中提到的某些参数（如中断个数、存储器中的数据寄存器等）的选择，这些细节可能会对完成题目产生重要影响。 这份试卷不仅考察了对ARM Cortex-M3架构及其在STM32微控制器中应用的理解，还考察了考生对实际嵌入式系统设计中遇到的问题的解决能力，例如如何使用定时器实现精确的时序控制，以及如何处理中断和通信协议等问题。试卷内容丰富、覆盖广泛，是考察嵌入式系统开发能力的优秀工具。

多轴联动运动控制卡在运动控制领域有着广泛的应用。该运动控制卡是一种基于SoC FPGA芯片， 采用以太网通信的运动控制卡。该卡采用单芯片设计方案，结构简单、通用性好、可靠性高，可以控制4个步进电机系统或交流伺服电机系统实现高速、高精度运动，具备自动加减速控制功能，使用成本较传统运动控制卡降低30%以上。通过在木工雕刻机和点胶机设备上的应用， 验证了该运动控制卡的功能和性能。 标题中的“基于SmartFusion2 SoC FPGA芯片的运动控制卡设计”指的是一项创新的运动控制技术，它利用了Microsemi公司的SmartFusion2系统级芯片（SoC）现场可编程门阵列（FPGA）来构建一个高效、低成本且高可靠性的运动控制卡。SmartFusion2 SoC FPGA结合了FPGA的灵活性与微控制器单元（MCU）的处理能力，内置了ARM Cortex-M3处理器核心，使得该设计能够集成复杂的硬件加速器和实时控制功能。 描述中提到，这种运动控制卡采用了以太网通信，替代了传统的PC+NC架构中PC104或PCI接口，简化了设计并降低了成本。它能控制4个步进电机或交流伺服电机，提供高速、高精度的运动，并具有自动加减速控制功能。这种设计在木工雕刻机和点胶机等设备上得到了验证，证明其功能和性能优越，成本比传统运动控制卡降低了30%以上。 文章的部分内容揭示了系统组成结构，运动控制卡主要由PC主机和运动控制卡两部分构成，两者之间通过以太网进行通信。运动控制卡内部包含了PWM脉冲输出、脉冲计数、输入输出逻辑控制、模拟量输出控制以及串口通信等多种功能。而PC主机则负责人机交互界面和编程语言解析等任务。系统结构的简化使得安装和维护更加便捷，降低了现场使用的复杂度。 SmartFusion2 SoC FPGA芯片的优势在于，它的单芯片解决方案降低了硬件的复杂性，提高了系统的可靠性。Cortex-M3内核用于执行控制逻辑和高级计算任务，FPGA部分则可以定制化实现特定的信号处理和实时控制任务。此外，使用以太网通信不仅提供了高速的数据传输能力，还简化了布线，使得控制卡可以放置在用户设备的电控柜中，减少了电缆的混乱。 总结来说，这篇文章介绍了一种基于SmartFusion2 SoC FPGA的运动控制卡设计，该设计实现了高性能、低成本和高可靠性，尤其适合于木工雕刻机、点胶机等需要简易操作和低成本的工业应用。通过集成Cortex-M3处理器和FPGA，实现了运动控制的智能化和灵活性，同时以太网通信优化了系统架构，降低了系统成本和维护难度。这种创新的运动控制方案为工业自动化领域提供了新的选择，推动了运动控制技术的发展。

各个文件夹存放的内容： 1、docs 存放ARM Cortex-M1/3处理器参考手册、DesignStart FPGA版本使用说明、基于Arty-A7开发板的顶层BlockDesign框图等文件。 2、hardware 存放基于Digilent Arty-A7开发板的Vivado工程，顶层BlockDesign文件，管脚约束文件，Testbench文件等。 3、software 存放Keil-MDK工程，SPI Flash的编程算法文件等。 4、vivado 包括DesignStart Cortex-M1/3 Xilinx FPGA版本的IP核文件，其中Arm_ipi_repository文件夹就是内核源文件了，IP文件内容已经加密，没有可读性。