基于Cortex-M的單片機介紹

• 前言
• 1生產(chǎn)廠商及其產(chǎn)品線
• • 1.1ARM單片機的產(chǎn)品線
  • 1.2命名規(guī)則
  • • 作業(yè)1
• 2習單片機的資料準備
• • 2.1STM32開發(fā)所需手冊
  • • 2.1.1芯片的數(shù)據(jù)手冊
    • • 芯片基本信息
      • 內(nèi)部結構
      • 掛接結構
      • • 作業(yè)2
    • 引腳數(shù)以及片內(nèi)外設數(shù)量
    • 2.1.2對應系列的編程手冊
    • 2.1.3開發(fā)板對應的手冊
    • 2.1.4片外外設芯片手冊
• 本文重點
• M4系列目錄

前言

本文繼續(xù)接著上一篇中關于Cortex-M的介紹，來記錄一些關于ARM系單片機的知識。

1生產(chǎn)廠商及其產(chǎn)品線

芯片廠商在拿到ARM的授權后，會在之前的內(nèi)核基礎上添加自己的片內(nèi)外設形成自家的單片機產(chǎn)品，ST（意法半導體）、GD（國產(chǎn)兆易創(chuàng)新）、NXP（恩智浦）、CW(武漢鑫源半導體)等等都是此類單片機生產(chǎn)廠商。還有廠家為了進一步簡化電路結構還會在單片機內(nèi)部添加部分運算放大器、柵極驅(qū)動以及電源管理等電路，MM（靈動微電子）Infineon（英飛凌）等等廠商都有類似的產(chǎn)品,例如MM32SPIN27。想要詳細了解的同學可以去他們的官網(wǎng)查詢芯片手冊和產(chǎn)品介紹。這里著重介紹ST與GD的32為單片機。

1.1ARM單片機的產(chǎn)品線

在上一篇中我們知道了ARM的Cortex-M架構又細分了八個種類，在工作中最常用的是M3、M4系列，下面我們就來看看ST與GD兩家廠商關于這兩類內(nèi)核單片機的具體產(chǎn)品。
首先是ST的，查詢單片機以及相關資料的最好方式就是找對應公司的官網(wǎng)，官網(wǎng)上能找到絕大部分我們所需要的開發(fā)資料。
ST的中文官網(wǎng)鏈接——https://www.st.com/content/st_com/zh.html
進入官網(wǎng)后按照如下步驟即可進入到ST的32位單片機的產(chǎn)品頁面。

在該界面我們可以查看我們想要看的單片機的參數(shù)

當然也可以直接在搜索框搜索例如搜索STM32F103C8T6就可以查看到關于這個單片機的數(shù)據(jù)手冊等相關文件。

以此類推關于GD32的資料獲取以及產(chǎn)品預覽也可以在其官網(wǎng)進行搜索或者查詢，兆易創(chuàng)新官網(wǎng)——https://www.gigadevice.com.cn/

通過兩家的官網(wǎng)信息我們可以發(fā)現(xiàn)，兩家的F1xx系列都是通用性單片機，主打一個性價比，F4xx是一個相對高端的單片機，而xxxLxx是主打低功耗的單片機、xxHxx是主打高性能可以做圖像處理等復雜操作的單片機。
稍稍一對比就不難發(fā)現(xiàn)這兩家的產(chǎn)品都大同小異，我們拿兩家的F103C8T6來做個簡單的對比
STM32F103C8T6:

GD32F103C8T6:

大致預覽一下它們各自數(shù)據(jù)手冊的內(nèi)部結構圖，可以發(fā)現(xiàn)，二者除了CPU主頻不一樣以外，其他幾乎一致，截圖不太清晰，為了方便大家對比，上面貼了二者數(shù)據(jù)手冊的地址，可以下載下來用PDF閱讀器查看。
瀏覽了兩家產(chǎn)品線后，不難看出，M3系列的內(nèi)核主要用在F1系列的通用性單片機上，M4系類的內(nèi)核就相對高端一些，主要應用在F4系列，帶有一些更高級的功能。

1.2命名規(guī)則

看完這么多產(chǎn)品后，是不是感覺他們的命名有些太長了，搞工科的一般都是求簡，怎么簡單怎么來，那么為什么關于單片機的命名要弄得如此復雜呢，答案在芯片手冊中已經(jīng)給出了，單片機這么長的命名，每一個字符都有其意義。

如上圖關于STM32F103C8T6的命名規(guī)則介紹
首先STM代表生產(chǎn)廠家
STM----意法半導體
GD----兆易創(chuàng)新
F代表General-purpose也就是通用型單片機
103代表該芯片的具體型號
C代表引腳數(shù)（48PIN）
8代表64K的Flash(存代碼的)決定代碼量
T代表封裝類型，是LQFP四面表貼型
6代表使用溫度為-40度到85度
看明白了命名規(guī)則我們就能根據(jù)芯片命名去了解到他的一些具體參數(shù)了，這對于項目選型有很大的益處。

作業(yè)1

這里還放一個命名，大家可以根據(jù)一下提示寫出對應的信息，評論區(qū)見

STM32F407VET6

2習單片機的資料準備

在弄明白主流芯片的命名規(guī)則后，對于一個項目，選型已經(jīng)搞定了，接下來就是如何操作芯片實現(xiàn)對應功能了，也就是開發(fā)了，開發(fā)一款單片機的時候，我們需要盡可能的找到他的手冊。

2.1STM32開發(fā)所需手冊

2.1.1芯片的數(shù)據(jù)手冊

這個是重中之重，我們以STM32F103ZET6為例，首先在上面給出的ST官網(wǎng)下載他的數(shù)據(jù)手冊

芯片基本信息

打開數(shù)據(jù)手冊，第一頁告知了此芯片的內(nèi)核Arm? 32-bit Cortex?-M3 CPU，主頻72MHZ，內(nèi)存：256 to 512 Kbytes of Flash memory

內(nèi)部結構

然后是其內(nèi)部結構，一般在數(shù)據(jù)手冊第二章，或者在該芯片的介紹頁，下圖就是介紹頁的內(nèi)部結構示意圖，其中深藍色的部分是ARM公司提供的內(nèi)核或者叫他微處理器（FPU、CPU），而淺藍色的部分則是由ST公司自己設計的片內(nèi)外設。

掛接結構

而在其數(shù)據(jù)手冊還有更為詳細的結構圖，它描述了片內(nèi)外設與微處理器的連接方式，如下圖所示：

其中紅色框代表的是ARM提供的內(nèi)核，主頻為48/72MHZ，
綠色框代表的是AHB總線，主頻為48/72MHZ，它連接了APB1、APB2以及內(nèi)核
橙色框代表的是APB2總線主頻為48/72MHZ，它主要是掛接了GPIO模塊以及TIM1等等片內(nèi)外設
藍色框代表的是APB1總線，主頻為24/36MHZ，它連接了TIM2、TIM3、USART2、UART4、SPI2等等片內(nèi)外設
以上這些對于我們編程具有很好地輔助作用，是本文的一個重點，希望大家看了有所收獲
既然這么重要，那就再留一個作業(yè)，大家有興趣的可以寫在評論區(qū)。

作業(yè)2

STM32F407VE的結構圖

引腳數(shù)以及片內(nèi)外設數(shù)量

在芯片手冊第二章就可以查閱到對應型號的GPIO數(shù)量、外設數(shù)量等等，這里有一點需要注意，
12-bitADC的通道有16個，而不是片內(nèi)ADC模塊有16個，片內(nèi)ADC模塊只有兩個。

有關數(shù)據(jù)手冊更多的信息，放到后面再進行補充，此處主要是需要掌握內(nèi)部結構圖，片內(nèi)外設信息這些。

2.1.2對應系列的編程手冊

數(shù)據(jù)手冊可以使我們直觀了解這款芯片的資源，片內(nèi)外設的連接方式，以及其工作的必要條件；編程手冊則可以讓我們知道該怎么去控制這款芯片實現(xiàn)我們想要的功能。編程手冊可以在官網(wǎng)搜索查詢，但是是英語手冊，如果需要中文手冊需要自己去百度搜索。官網(wǎng)的地址：https://www.st.com/zh/microcontrollers-microprocessors/stm32f103/documentation.html

關于這個手冊在此不做介紹，后面記錄片內(nèi)外設以及操作芯片時再進一步記錄。

2.1.3開發(fā)板對應的手冊

這個就需要找對應廠商或者是與自己對接的硬件工程師要，主要作用是搞清楚片外外設與單片機的引腳了解方式。這里借用正點原子的戰(zhàn)艦V3原理圖來展示，具體引用也留到后面記錄。

2.1.4片外外設芯片手冊

這個與上一個開發(fā)板對應手冊一致，也是找芯片廠商以及硬件工程師尋找，具體作用就是方便后面對照手冊對片外外設進行操作。

本文重點

1.單片機的命名規(guī)則；
2.數(shù)據(jù)手冊的查詢；
3.芯片內(nèi)部結構以及外設掛接結構。

M4系列目錄

1.嵌入式學習筆記——概述
2.嵌入式學習筆記——基于Cortex-M的單片機介紹
3.嵌入式學習筆記——STM32單片機開發(fā)前的準備
4.嵌入式學習筆記——STM32硬件基礎知識
5.嵌入式學習筆記——認識STM32的 GPIO口
6.嵌入式學習筆記——使用寄存器編程操作GPIO
7.嵌入式學習筆記——寄存器實現(xiàn)控制LED小燈
8.嵌入式學習筆記——使用寄存器編程實現(xiàn)按鍵輸入功能
9.嵌入式學習筆記——STM32的USART通信概述
10.嵌入式學習筆記——STM32的USART相關寄存器介紹及其配置
11.嵌入式學習筆記——STM32的USART收發(fā)字符串及串口中斷
12.嵌入式學習筆記——STM32的中斷控制體系
13.嵌入式學習筆記——STM32寄存器編程實現(xiàn)外部中斷
14.嵌入式學習筆記——STM32的時鐘樹
15.嵌入式學習筆記——SysTick(系統(tǒng)滴答)
16.嵌入式學習筆記——M4的基本定時器
17.嵌入式學習筆記——通用定時器
18.嵌入式學習筆記——PWM與輸入捕獲（上）
19.嵌入式學習筆記——PWM與輸入捕獲（下）
20.嵌入式學習筆記——ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器
21.嵌入式學習筆記——DMA
22.嵌入式學習筆記——SPI通信
23.嵌入式學習筆記——SPI通信的應用
24嵌入式學習筆記——IIC通信

總結

以上是生活随笔為你收集整理的嵌入式学习笔记——基于Cortex-M的单片机介绍的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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