技术

Cortex-M0处理器及其特性

本文将简要地介绍Cortex-M0处理器及其特性：

Cortex-M0处理器及其核外设

Cortex™-M0处理器是用于嵌入式应用设计的入门级ARM Cortex 32位的处理器。它为开发者提供以下好处：

• 简单易用的编程模型；

• 高效的低功耗操作模式；

• 高代码密度；

• 可确定的、高效的中断处理；

• 向上兼容Cortex-M 处理器系列其他处理器。

Cortex-M3 栈的8字节对齐

一、什么是栈对齐？

栈的字节对齐，实际是指栈顶指针须是某字节的整数倍。因此下边对系统栈与MSP，任务栈与PSP，栈对齐与SP对齐这三对概念不做区分。另外下文提到编译器的时候，实际上是对编译器汇编器连接器的统称。

之前对栈的8字节对齐理解的不透，就在网上查了好多有关栈字节对齐、还有一些ARM对齐伪指令的资料信息，又做了一些实验，把这些零碎的信息拼接在一起，总觉得理解透这个问题的话得长篇大论了。结果昨天看了AAPCS手册、然后查到了没有使用PRESERVE8伪指令出现错误的实例，突然觉得长篇大论不存在了，半篇小论这问题就能理顺了。

二、AAPCS栈使用规约

Keil 软件仿真的串口调试技巧

在单片机系统中，串口（UART，通用异步收发接口）是一个非常重要的组成部分。通常使用单片机串口通过 RS232/RS485 电平转换芯片与上位机连接，以进行上位机与下位机的数据交换、参数设置、组成网络以及各种外部设备的连接等。RS232/RS485 串行接口总线具有成本低、简单可靠、容易使用等特点，加上其历史悠久，所以目前应用仍然非常广泛；特别对于数据量不是很大的场合，串口通信仍然是很好的选择，有着广阔的使用前景。

在单片机编程中，串口占了很重要的地位。传统方式串口程序的调试，往往是利用专用的单片机硬件仿真器。在编写好程序后，利用仿真器来设置断点，观察变量和程序的流程，逐步对程序进行调试，修正错误。使用硬件仿真器的确是很有效的方法，但是也有一些缺点：

Eclipse编程中的Debug工具的使用方法

Eclipse编程中的Debug工具（即自动找错工具）的使用方法：

首先在Eclipse中编写一段代码以下边代码为例，看到代码左边的蓝条

找到int n=10,X=5,y=2;这行点击鼠标右键，

单片机破解的常用方法及应对策略

本文介绍了单片机内部密码破解的常用方法，重点说明了侵入型攻击 / 物理攻击方法的详细步骤，最后，从应用角度出发，提出了对付破解的建议。

1、引言

单片机I/O的常用驱动与隔离电路的设计

随着微电子技术和计算机技术的发展，原来以强电和电器为主、功能简单的电气设备发展成为强、弱电结合，具有数字化特点、功能完善的新型微电子设备。在很多场合，已经出现了越来越多的单片机产品代替传统的电气控制产品。属于存储程序控制的单片机，其控制功能通过软件指令来实现，其硬件配置也可变、易变。因此，一旦生产过程有所变动，就不必重新设计线路连线安装，有利于产品的更新换代和订单式生产。

Cortex-M3存储器映射

CM3 只有一个单一固定的存储器映射。这一点极大地方便了软件在各种 CM3 单片机间的移植。

存储空间的一些位置用于调试组件等私有外设，这个地址段被称为“私有外设区”。私有外设区的组件包括：闪存地址重载及断点单元(FPB)，数据观察点单元(DWT)，仪器化跟踪宏单元(ITM)，嵌入式跟踪宏单元(ETM)，跟踪端口接口单元(TPIU)， ROM 表。

CM3的地址空间是 4GB, 程序可以在代码区，内部 SRAM 区以及外部 RAM 区中执行。但是因为指令总线与数据总线是分开的，最理想的是把程序放到代码区，从而使取指和数据访问各自使用自己的总线，并行不悖。

Cortex-M3寄存器组

1、通用目的寄存器R0~R7

R0-R7 也被称为低组寄存器。所有指令都能访问它们。它们的字长全是 32 位，复位后的初始值是不可预料的。

2、通用目的寄存器 R8-R12

单片机执行指令的过程

单片机执行程序的过程，实际上就是执行我们所编制程序的过程。即逐条指令的过程。计算机每执行一条指令都可分为三个阶段进行。即取指令-----分析指令-----执行指令。

取指令的任务是：根据程序计数器PC中的值从程序存储器读出现行指令，送到指令寄存器。

分析指令阶段的任务是：将指令寄存器中的指令操作码取出后进行译码，分析其指令性质。如指令要求操作数，则寻找操作数地址。

计算机执行程序的过程实际上就是逐条指令地重复上述操作过程，直至遇到停机指令可循环等待指令。

一般计算机进行工作时，首先要通过外部设备把程序和数据通过输入接口电路和数据总线送入到存储器，然后逐条取出执行。但单片机中的程序一般事先我们都已通过写入器固化在片内或片外程序存储器中。因而一开机即可执行指令。

下面我们将举个实例来说明指令的执行过程：

Cortex-M3(M0)汇编-启动代码分析

;先在RAM 中分配系统使用的栈，RAM 的起始地址为0x2000_0000

;然后在RAM 中分配变量使用的堆

;然后在CODE 区(flash)分配中断向量表，flash 的起始地址为0x0800_0000，该中断向量表就从这个起始地址开始分配

;分配完成后，再定义和实现相应的中断函数，

;所有的中断函数全部带有[weak]特性，即弱定义，如果编译器发现在别处文件中定义了同名函数，在链接时用别处的地址进行链接。

;中断函数仅仅实现了Reset_Handler,其他要么是死循环，要么仅仅定义了函数名称

;STM32 被设置为从内部FLASH 启动时（这也是最常见的一种情况），当STM32 遇到复位信号后，CPU-M3 会自动

Cortex-M3与Cortex-M4对比

本文主要从M3和M4的MPU、DSP能力、debug调试和电源管理4个方面说明两者的区别。

1、内存保护单元MPU

与Cortex - M3的相同，MPU是一个Cortex - M4中用于内存保护的可选组件。处理器支持标准ARMv7内存保护系统结构模型。您可以使用在MPU执行特权/访问规则，或者独立的进程。这个MPU提供全面支持：

<li>重叠保护区域，提升区域优先级（7 =最高优先级，0 =最低优先级）</li>

ARM Cortex-M3/M4微控制器最大效率设计三秘诀

大部分采用Cortex-M3/M4 MCU的目标应用是便携式的，并且供电电源来自电池或能源收集系统，因此我们所探讨的大部分概念涉及如何减少系统整体能耗的技术。然而，在许多情况下，这些节能技术也是处理器应用设计的有力工具，可提供：

●更符合成本效益的解决方案

●更大的升级和采用新特性的设计冗余

●有助于产品在激烈竞争市场上脱颖而出的性能和特性

小知识：Cortex-M3对比Cortex-M4

Cortex系列M0-4简单对比

最近在关注Cortex-M处理器，针对目前进入大众视野的M0、M3、M4做了如下简单对比，内容来自ARM等官网，这里仅仅是整理了下，看起来更直观点，

Cortex-M 系列针对成本和功耗敏感的 MCU 和终端应用（如智能测量、人机接口设备、汽车和工业控制系统、大型家用电器、消费性产品和医疗器械）的混合信号设备进行过优化。.

一、比较 Cortex-M 处理器

关于Cortex-M3的中断优先级描述

关于Cortex-M3的中断优先级的描述

1、和之前的ARM7不同，Cortex-M3使用NVIC(嵌套向量中断管理器)来管理系统的中断。

2、每一个中断源的优先级由3个位来决定，这3个位就是中断优先级寄存器器里(PRIx)的INTn，这里的n 一般是A、B、C、D。

3、每个中断源的优先级由2部分组成，一部分表示中断组别，一部分表示同组的优先级编号。组别优先级高的中断源，可以打断组别优先级低的中断处理，同一个组的中断源不能打断正在处理的中断，只能在进入中断处理时，同时发生的两个中断源进行判别优先级。

4、我们把中断源的优先级组别和同组内的中断编号分别用抢占式优先级别和子优先级别来表示。他们的具体表现形式就是第2条提到的INTn。

IAR-EW430开发工具使用指南

► IAR EW430总体介绍

瑞典IAR System公司推出的IAR EW软件是一种非常有效的嵌入式系统开发工具，它使用户能够充分有效地开发并管理嵌入式应用项目，其界面类似于MS Visual C++,可以在Windows平台上运行，功能十分完善。包含有源程序文件编辑器，项目管理器，源程序调试器等，并且为C/C++编译器，汇编器，连接定位器等提供了单一而灵活的开发环境。源级浏览器功能可以快速浏览源文件；还提供了对第三方工具软件的接口，允许启动用户指定的应用程序。

如何使用Keil uVision2软件调试单片机程序

先说一个概念：调试，在企业程序设计里（我把企业商务类型的软件开发叫企业程序设计，把单片机与驱动程序这样接触底层汇编与硬件相关的程序设计叫底层程序设计），调试一般都用来跟踪变量的赋值过程，以及查看内存堆栈的内容，查看这些内容的目的在于观察变量的赋值过程与赋值情况从而达到调试的目的。由于企业程序的宿主就是开发它的计算机本身，因此企业程序设计比起底层程序设计，特别是单片机的程序设计调试来的更直观，调试也更方便。

ARM Cortex-M3内核微控制器与ARM7的区别

要使用低成本的32位处理器，开发人员面临两种选择，基于Cortex-M3内核或者ARM7TDMI内核的处理器。如何做出选择?选择标准又是什么？本文主要介绍了ARM Cortex-M3内核微控制器区别于ARM7的一些特点，帮助您快速选择。

1.ARM实现方法

ARM Cortex-M3是一种基于ARM7v架构的最新ARM嵌入式内核，它采用哈佛结构，使用分离的指令和数据总线(冯诺伊曼结构下，数据和指令共用一条总线)。从本质上来说，哈佛结构在物理上更为复杂，但是处理速度明显加快。根据摩尔定理，复杂性并不是一件非常重要的事，而吞吐量的增加却极具价值。

单片机软件编程与测试

上机1 发光二极管的闪烁

;开关断开，发光二极管灭；开关闭合，奇偶数发光二极管间隔0.1s交替点亮。

ORG 0

Cortex-M3 NVIC与中断控制

一、NVIC概览 ——嵌套中断向量表控制器

NVIC 的寄存器以存储器映射的方式来访问，除了包含控制寄存器和中断处理的控制逻辑之外， NVIC 还包含了 MPU、 SysTick 定时器以及调试控制相关的寄存器。

NVIC 共支持 1 至 240 个外部中断输入（通常外部中断写作 IRQs）。具体的数值由芯片厂商在设计芯片时决定。此外， NVIC 还支持一个“永垂不朽”的不可屏蔽中断（ NMI）输入。

NVIC 的访问地址是 0xE000_E000。所有 NVIC 的中断控制/状态寄存器都只能在特权级下访问。不过有一个例外——软件触发中断寄存器可以在用户级下访问以产生软件中断。所有的中断控制／状态寄存器均可按字／半字／字节的方式访问。

Cortex-M4 Systick滴答定时器

关于systick在Cortex-M4中有讲到，我们大家平常在单片机开发中经常会使用到延时函数，一般的，我们会使用变量自加循环判断的方法来实现软件延时。但是这种方法有个弊端——延时时间不精确。

主要体现在：

1、在C语言编写的延时函数中，每条函数语句的执行时间可能不同，这样，在实现延时的过程中，想通过增加或减少函数语句来实现延时的增加或减小控制起来不太方便，时间的精确性当然很难控制；

2、由于各种不同的控制器运行的主频可能不同，执行相同的延时函数所需要的的时间值可能就不同。这样，使得这种延时函数在不同的平台上移植起来时间的精确性就更不可靠。所以，我们就不使用这样的延时方法。