Cortex-M0

Cortex —M处理器各部分的功能如下。
1)处理器核包括寄存器组和算术逻辑单元( ALU )、数据总线和控制逻辑。
要求流水线在取指、译码、执行三种状态下工作。
2)中断嵌套向量控制器( NVIC )用于处理最多32个中断请求和一个不可的中断请求(NM1)输人, NVIC 比较中断和要求状态中断的优先级，然后自动执行高优先级中断。
3)唤醒中断控制器( WIC )在低功耗应用中使用。当大多数微控制器模块关闭时，微控制器将进入待机状态。 WIC 可以在 NVIC 当处理器休眠时，执行中断监测功能 WIC 当检测到中断时，将通知电源管理器给系统上电 NVIC 剩余的中断过程由处理器内核执行。
4)调试子系统由多个模块组成，用于处理调试控制、程序断点和数据监控点。
处理器内核会自动进入暂停状态。
5) JTAG 和 SWD 接口提供通向内部总线系统和调试功能的人口。 JTAG 一般用作测试功能， SWD 芯片编程或实现是一个新的接口，只需要两条线（时钟线和数据线） JTAG 调试功能相同。
6)内部总线系统、处理器内核的数据通路和 AHB — LITE 总线均为32位宽,其中 AHB — LITE 是电影上的总线协议，应用于多种类型 ARM 处理器中。 AMBA 是 ARM 开发的总线架构已广泛应用于 IC 设计领域。
1.14Cortex—M处理器的特点
Cortex —M0微控制器功耗很低，门数少，代码占用空间小。它可以以8位微控制器的价格获得32位微控制器的性能，显著降低系统成本，保持强大的功能 Cortex —M3微控制器开发工具的兼容性。 Cortex —M0微控制器的主要特点如下。
1.功耗低
降低功耗是 Cortex — MO 处理器的初衷是使用65nm处理器在半导体制造过程中的功耗为12uW/ MHz ,在180nm工艺时间的功耗只有85uW/ MHz ,这已经是32位处理器的低水平了。在 Cortex —M在0处理器的开发过程中， ARM 采用多种技术和优化措施，确保硅片面积尽可能小，并经过仔细处理和反复验证，以降低功耗。尽量减少门的数量，直接降低芯片的动态功耗和泄漏电流：最低配置 ARM 处理器只有1.2万扇门；为了追求更好的性能，门的数量通常控制在1.7万~25000个，和一般的16位处理器差不多，但是性能是16位处理器的两倍多。
2.效率高
Cortex —M由于0处理器的高效架构，这主要是由于 Thumb 指令集和高度优化的硬件设计可以降低动态电流，获得高性能。 Cortex —M0处理器片中有快速乘法器(单周期)和小乘法器(32周期)可供选择。使用快速乘法器时，处理能力可达0.9 DMIPS / MHz ,使用小型乘法器时，可达0.85 DMIPS / MHz 。这个性能和他用的老式台式机一样。 80486DX2 的0.8I DMIPS/MHz 处理能刀相似，但硅片面积和 就功耗而言，差距相当大。
3架构先进
1.Cortets M0本身在结构上支持低功耗，还提供睡眠和深度睡眠两种低功耗模式 Sleep-on-evit 功能，即一旦中断，微控制器将重返睡眠模式，从而缩短微控制器处于活跃状态的时间。另外, Cortex — MO 还提供可选的 WIC 切能，深度睡腥 由时钟频率系统的整个系统时钟关闭模块，只保持 WIC 在紧急情况下唤醒微控制器
4.确定中断时间
控制器内置嵌套向量中断( NVIC )使中断配置和异常处理干净快速。接到中断请求后，中断处理将立即自动执行，中断响应时间将确定
同时，保留不可屏蔽的中断(NMI）输入为构建可靠性系统提供了可能性
5.软件可移植
Contex — M 系列处理器主要用于微控制器产品 Cortex —M3处理器首先发布 其功能丰富，性能突出； Cortex — M1后续发布主要用于 FPGA 严品。而 Cortex —M0则 是 Cortex — M 该系列发布的第三个处理器。尽管这些处理器有不同的应用场景，但它们都有相同的核心结构、相似的系统模型和兼容的指令集。
Cortex —M3处理器基于ARMv7-M使用内核架构 Thumb —2指令集,而 Cortex —M0和 Cortex — M基于处理器ARMv6— M 使用内核架构 Thumb 指令集。 Thumb —2指令集是 1.1.7微 Thumb 因此，指令集的超集 Cortex —M0上设计的程序可以在没有修改的情况下应用 Cortex - M 处理器上。
对所有基础 Cortex — M 可以使用内核微控制器的软件代码 C 写语言，这样 编程时间高，可移植性强。 Cortex —M0架构支持嵌入式操作系统——在一些复杂的应用中，嵌入式操作系统的使用将使平行任务处理更加方便。
RISC 架构
RISC ( Reduced Instruction Set Computer ,精简指令集计算机)是执行较少类型计算机指令的微控制器。 ARM 基于公司设计的微控制器 RISC 架构，它可以以更快的速度操作。由于计算机执行每种指令类型都需要额外的晶体管和电路元件，指令集越大，微控制器越复杂，执行速度越慢，因此使用 RISC 微控制器可以提高工作效率，降低功耗。
RISC 微控制器不仅精简了指令系统,还采用了超流水线结构。虽然他们的指令数量只有几个 微控制器厂有几十个，但平行处理能力大大提高，可以在单个指令周期内容纳多个平行操作。Corte RISC 芯片的工作频率一般为400MHz数量级、时钟频率低、功耗低、温升小，机器不易发生故障和老化，提高了系统的可靠性。 AMBA 总线 ARM 研发的 AMBA ( Advanced Microcontroller Bus Architectre )提供一种特殊种特殊的机制 RISC 其他微控制器集成 IP 核心及外设。2.0版的 AMBA 标准中定义了三组总线：高级高性能总线( Advanced High - performance Bus , AHB )、高级系统总线( Advanced System Bus , ASB )和高级外设总线( Advanced Peripheral Bus , APB )。. AHB 高级高性能总线由主模块、模块和基础设施组成 AHB 上传输由主模块发出，由模块响应。其基本结构包括仲裁器、主模块到多路选择器、多路选择器、译码器、模块、虚拟主模块等，是应用于高性能、高时钟频率的系统模块。构成高性能系统骨干总线。
2.ASB高级系统总线适用于连接高性能的系统模块。它的读/写数据总线采用的是同一条双向数据总线,可以在某些高速且不需要使用 AHB 该场合用作系统总线，可支持处理器、片上存储器和片外处理器的接口，以及与低功耗外部单元的连接。
3. APB APB 是通过桥梁和桥梁的本地二级总线 AHB 或 ASB 连接主要是为了满足不需要高性能装配线接口或高带宽接口的设备连接。 APB 只有一个 APB 未来的桥梁 AHB 或 ASB 将信号转换为适当的形式，以满足挂接 APB 串行口、定时器等上述设备的要求。1.1.77微控制器软件接口标准( CMSIS )随着嵌入式软件的日益复杂，软件代码的兼容性和可重用性变得非常重要，不仅可以减轻项目开发者的压力，缩短开发时间，还可以方便第三方软件组件的使用。为了使这些软件产品具有高度的兼容性和可移植性， ARM 与许多微控制器和软件供应商合作 Cortex — M 开发一个通用的软件接口标准 CMSIS 。这个标准相当于 Cortex — M 在不同的开发环境中调用处理器的跨平台驱动程序。1. CMSIS 的软件功能 CMSIS 它通常用作微控制器制造商提供的设备驱动库的一部分它提供了一个标准化的软件接口，用于 Cortex —M0、 Cortex —M定义了相应的操作函数，提高了软件的可移植性。 CMSIS 软件功能如图1-3所示。图1-3中，采用 ARM 内核微控制器产品由内核微控制器制成 Cortex —M由0核和外设组成。对于外设，微控制器制造商通常提供标准外设函数库作为外设产品的驱动力 CMSIS 则是 ARM 公司为 Cortex — M 驱动函数库由系列内核定义。 CMSIS 提供以下标准化内容。访问口标准化操作函数 NVIC 、系统控制块( SCB )以及 SysTick 定时器。口使用 Cortex — M 微控制器特殊指令的标准化函数。因为有些指令不能是普通的 C 如果需要这些指令，可以生成代码 CMSIS 实现提供的相应函数。口系统异常处理的标准化命名。当系统以标准化命名异常时，更容易在操作系统中支持不同的设备驱动库。口系统初始化函数的标准化命名。一般的系统初始化函数被命名为SystemInit为软件提供兼容性。
4. 为时钟频率信息建立标准化变量，SystemFreq，确定处理器的时钟频率
5. CMSIS组织结构
CMSIS集成在微控制器供应商提供的设备驱动包主要是核心外设访问层、中间件访问层、设备外设访问层和外设访问函数。
(3内部)

STM2FO72家族微控制器内核采用 ARM 公司的32位 Cortex —M0 CPU ,最大频率为48MH,在低成本、低功耗的前提下，提供了优异的操作性能、高代码执行效率和快速性
中断响应
Flash 存储器：配置6~128KB的 Flash 这些存储器可以分为两部分
存储程序和数据存储程序和数据，选项字节用于设置芯片的工作特性或
存储区提供读写保护
RAM 内部16KB SRAM 能以 CPU 读写访问的速度不需要等待周期，内置的奇偶校验功能可以防止复杂恶劣的应用条件下出现错误。
3. CRC 计算单元
独立的 CRC (循环冗余验证)计算单元可以通过硬件计算生成 CRC 用干检查数据传输或存储的完整性。
4.DMA控制器
7通道 DMA 控制器用于管理从存储器到存储器、外设到存储器和存储器到外设的数据传输。 DMA 所有通道都与特殊通道相连 DMA 每个通道都支持软件触发。 DMA 以极大地减轻 CPU 的数据传输压力,提高运算性能。
5.复位和供电管即
STM32F072家族微控制器的电源供电分为儿个部分: Vpp 的供电电压为2.0~3.6V,
用于给1o口和内部电压调节器供电; VDDx 的供电电压同样为2.0~3.6V,用于给 ADC ,复位时钟, RC 振荡器和 PLL 供电; Vuxr 的供电电压为1.6~3.6V,当微控制器的 Vdd掉电后, Vbat 用于给 RTC 、外部32kHz时钟振荡器和备份寄存器供电。
口微控制器内部集成了上电复位( POR )和掉电复位( PDR )电路。这两个电路会一直保持有效,以确保做控制器在2V阈值之上正常工作。当电源电压低于规定的南值 yI 时,微控制器将处于复位状态
微控制器还内嵌一个可编程的电压检测器( PVD )以监控 VDD 电源。当 VDD 低于以
高于 Vpvd调值时,会引发中断用于产生警告信息或将微控制器置于某个安全状态。
口电压调节器有主电源( MR )、低功耗( LPR )和掉电三种工作模式。其中, MR 用干正常工作模式,功率消耗最大; LPR 用于停止( STOP )模式,这时微控制器工作在低功耗模式下:掉电用于待机( STANDBY )模式,电压调节器输出为高阻状态,内核电路掉电,寄存器和 SRAM 的内容全部丢失。
STM32FO72家族微控制器支持睡眠、停止和待机三种低功耗模式,以便在低电源功耗、 6.低功耗模式
快速启动时间和可唤醒三者之间实现最佳的低功耗解决方案。
STM32FO72家族微控制器可用的时钟源有4~32MHz外部晶体振荡器、32kHz的 RTC 7.时钟管理
振荡器、内部8MHz RC 振荡器(带×6锁相环倍颗)、内部40kHz RC 振荡器和48MHz振荡器。当微控制器复位后,默认情况下选择内部的8MHz RC 振荡器作为默认的时钟。通过配置也可以选择4~32MHz的外部时钟。如果外部时钟出现故障,系统会自动切换到内部 RC 振荡器上继续运行。通过设定相应的预分频器,软件可以配置 AHB 和 APB 总线频率, AHB 和 APB 的最大频率为48MHz。
8.通用输入输出接口( GPIO )
STM32F072家族微控制器最多可以配置87个高速1/O口,每个 GPIO 引脚都可以通过软件配置为输出(上拉或开漏)、输入(带或不带上拉/下拉)或作为外设的复用功能,所有 GPIO 可配置为外部中断输入。
9.模—数转换器( ADC )
STM32FO72家族微控制器内部集成有1个12位模—数转换器,转换范围为0~3.6V,最多有16个外部通道和3个内部通道(温度传感器、参考电压和 VBAT 电压测量)。 ADC 可以执行单次或扫描转换。 ADC 还具有模拟看门狗功能,允许精确地监测一个或多个模拟电压,当模拟电压超出可编程阈值时会产生一个中断。
10.数—模转换器( DAC )
12位的 DAC 转换器可以将数字信号转换成模拟电压信号输出,内部集成有运算放大器,可以选择电压或电流输出, DAC 可以通过定时器触发输出。
11.模拟比较器
微控制器内嵌两个快速低功耗轨至轨( rail to rail )模拟比较器,具有可编程的参考电压
源。模拟比较器可以将微控制器从 STOP 模式中唤醒、产生中断或中止定时器,还可组合成 窗口比较器。
12.触摸感应控制器
独立触摸感应控制器( TSC )具有最多24个电容感应通道,用于 VO 端口上触控感应采集,支持接近、触摸按键、线性和旋转触摸感应控制。
13.实时时钟( RTC )
实时时钟( RTC )是一个独立 BCD 编码的定时器/计数器,用于产生亚秒、秒、分、时、周、天、日、月、年等时间信息,时间数据采用 BCD 编码格式,并可自动调整月天数;
可编程闹钟可以将控制器从停止或待机中唤醒;具有两个可编程防侵人检测引脚,当检测的到侵入事件时可以将微控制器从停止或待机模式中唤醒;时间戳功能用来在发生时间戳事件，保存日历内容并唤醒微控制器。
STM32FO72家族微控制器内部配置有1个16位高级控制定时器,用于6通道 PWM 输出,并且带有死区时间发生器和紧急刹车功能:1个32位和7个16位定时器,具有最多4路输入捕获或输出比较通道,可用于红外控制和解码或 DAC 控制;1个独立的窗口看门狗定时器和24位向下计数的 SysTick 定时器。
15.通信接口
2个 I ℃接口支持快速脉冲模式( IMbit / s ),其中1个还支持 SMBus / PMBus 功能。 当我们
4个 USART 接口:支持主同步 SPI 和 Modem 控制功能,其中2个还支持ISO7816接口、 LIN 、 IrDA 、自动波特率检测和唤醒功能。 列微控制器
2个 SP 接口:通信速率18Mbit/ s ,支持4到16位可编程字长,支持I2S接口
1个 CAN 通信接口。
1个USB2.0全速接口,可以使用内部48MHz振荡器时钟运行。16.高清晰度多媒体接口(HDM1)
微控制器内嵌 HDM — CEC 控制器,提供消费电子控制( CEC )协议的硬件支持,可供多媒体设备间的高级控制和互联使用。