【专题1：电子工程师】 之 【4.stm32内核】
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1.CPU选型
1.1.概述
性能由低到高：cortex-M0–>cortex-M0±->cortex-M3–>cortex-M4–>cortex-M7(M7在智能家居上有应用)。
1.2.CPU选型需要考虑的因素
(1)CPU体积，譬如手持设备和车载设备的CPU体积选择可能就不一样。
(2)CPU的工作温度范围，存储温度范围。
- 商业级：0-70°
- 工业级：-40 - 85°
- 车规级：-40 - 120°
- 军工级：-40 - 150°
(3)可以进行长期供货的CPU厂家或者代理商。
(4)CPU的性能(频率 架构)。
(5)CPU的功耗，是电池供电还是交流转直流供电。
(6)CPU支持的接口。
(7)CPU的价格。
(8)CPU的上市时间和供货周期。
2.Cortex-M系列CPU的内核
2.1.架构
2.2.复位方式
- 上电复位：CPU、调试组件、外设都会被复位。
- 系统复位：CPU、外设会被复位，调试组件不会被复位。
- 处理器复位：只有CPU会被复位，外设和调试组件不会被复位。
2.3.复位时序
Cortex-M系列的CPU和经典的ARM7 CPU不一样，Cortex-M复位时，会先读取0地址处的值到MSP主堆栈指针中，然后才开始读取异常向量表里面的复位中断向量。这两步骤是CPU自动完成的。
2.4.启动代码
传统的单片机因为比较简单，其启动代码相对固定，所以被ic厂家直接固化到了芯片内部，所以在单片机开发时，一上来就是写C语言代码。但32位的MCU比较复杂，其初始化流程也比较复杂，也为了灵活性考虑，厂家就没有固化启动代码到ic内部，需要我们自己编写。
启动代码主要做了以下事情：
(1)初始化堆栈指针 SP;
(2)初始化程序计数器指针 PC;
(3)设置堆、栈的大小;
(4)设置中断向量表的入口地址;
(5)配置外部 SRAM 作为数据存储器（这个由用户配置，一般的开发板可没有外部SRAM）;
(6)调用 SystemInit() 函数配置 STM32 的系统时钟；
(7)设置C库的分支入口“ __main”（最终用来调用 main 函数）;
2.5.中断编程的步骤
(1)初始化中断源
(2)使能中断源/设置优先级
(3)实现中断服务函数
注意：
进入中断服务程序之后，功能代码执行完毕之后，需要清理中断，这种才能确保下一次有中断进来。
3.功耗管理
3.1.降低功耗的方法
口诀：不快就慢(降低主频)，不用就关(关闭时钟，关闭外设供电)。
(1)降低CPU主频。
(2)降低外设功耗（关闭某些不用的外设、降低外设的工作频率、关闭液晶屏）。
3.2.RTC
RTC也是MCU内部的一个外设，主要用来计时/存储时间，类似于计数器。组成：晶振、RTC模块、电池。根据晶振频率，RTC每隔一定时间，计数器就会加1，然后将值存在RTC内部的寄存器中，即使主板关电了，电池也能对RTC模块继续供电。每次系统起来时，可以读取RTC内部的寄存器来获取时间。
3.2.资源介绍
(1)32bit、主频为72M、144个引脚(其中有112个IO引脚，大部分的IO口都耐5V(模拟管脚除外))、512K Flash、64kSRAM(这块存储都是集成在soc内部的，如果存储器容量不够，可以外扩)。
(2)2.0~3.6v电源供电。
(3)可外接4~16M的外部高速晶振，一般是外接8M的晶振，因为8M比较好计算延时。
(4)内部有一个8M的高速RC振荡器/晶振。所以外部晶振也不一定非要接，只不过用额外的晶振模块，会使芯片更加稳定。
(5)内部还要一个40KHz的低速RC振荡器，可以用作看门狗的时钟来源。
(6)内部有一个锁相环(PLL)，可以进行时钟倍频，一般系统时钟都是通过外部晶振或内部高速振荡器经过PLL倍频得到。
(7)外部可以再接一个低速的32.768K的晶振，用来作为RTC的时钟。
(8)低功耗：有睡眠、停止和待机三种低功耗模式。可用电池为RTC和备份寄存器供电。
(9)MCU内部有3个12位的AD，每个AD多达21个通道。
(10)MCU内部有一个温度传感器，接在了AD的一个采样通道中。
(11)两个12bit的DA。
(12)12个DMA通道(7通道DMA1，5通道DMA2)，支持外设：定时器、ADC、DAC、SDIO、I2S、SPI、I2C和USART。
(13)有11个定时器。
- 4个通用定时器
- 2个基本定时器
- 2个高级定时器
- 1个系统定时器
- 2个看门狗定时器
(14)13个通信接口。
- 2个I2C接口(可以接EEPROM/MPU6050陀螺仪/0.96寸OLED屏/电容屏)。
- 5个串口(可以接ESP8266/WIFI模块/GSM模块/蓝牙模块/GPS模块/指纹识别模块)。
- 3个SPI接口(串行FLASH/以外网模块W5500/VS1003/1053音频模块/SPI接口的OLED屏/电阻屏)。
- 1个CAN2.0接口。
- 1个USB FSMC。
- 1个SDIO。
注意：
通过查数据手册看哪个PIN支持哪种接口。
如果有FT存在，表示该引脚兼容5V，如果是TTA，表示该引脚(一般这类是模拟引脚)只支持3.3V。
3.STM32芯片架构
3.1.芯片架构
3.2.系统结构
AHB系统总系被分出了两个总线，APB1和APB2，APB2一般是72M，APB1一般是36M。在使用外设时，必须先开始其时钟。
4.STM32最小系统
最小系统组成：电源电路、复位电路、晶振电路和下载电路四部分组成。
存储器映射和操作寄存器：