CortexM0_LPC1100_第2章 硬件体系结构 存储器寻址
Cortex_M0
嵌入式处理器cortex-m0特点Cortex-M0内核，运行速度高达50MHz内置嵌套向量中断控制器（NVIC）单周期的硬件乘法器，运算速度超快，一条乘法语句只需要2个字节的命令、一个周期内完成基于ARM7TDMI的16位Thumb指令系统，0.9DMIPS/MHz，代码密度相当高，不用担心存储空间不够问题–仅56条指令，且指令执行时间都是确定的–完成8、16或32位的数据传输只需一条指令具有32kB（LPC1114）、24kB（LPC1113）、16kB（LPC1112）、8kB（LPC1111）片内Flash 程序存储器，后续支持128KB Flash最高配置8KB片内SRAM在系统编程（ISP）和在应用编程（IAP）可通过片内引导装载程序软件来实现唯一的ID，每个芯片都有唯一的ID标识符，芯片保密性更强超低功耗，150uA/Mhz串行接口包括：-可产生小数波特率、具有调制解调器、内部FIFO和支持RS-485/EIA-485标准的UART-SSP控制器，带FIFO和多协议功能（仅在LQFP48和PLCC44封装中有两路SSP）-I2C总线接口，完全支持I2C总线规范和快速模式，数据速率为1Mbit/s，具有多个地址识别功能和监控多达42个通用I/O（GPIO）引脚，带可配置的上拉/下拉电阻-某些引脚支持20mA的高驱动电流-I2C总线引脚在FM+模式下可支持20mA的灌电流-4个通用定时器/计数器，共有4路捕获输入和13路匹配输出-可编程的看门狗定时器（WDT）-系统节拍定时器带有SWD调试功能，两线实现在线仿真，缩短开发周期具有三种低功耗模式：睡眠模式、深度睡眠模式和深度掉电模式10位ADC，在8个引脚中实现输入多路复用GPIO均可以配置为边沿或电平中断（最多42个外部中断）12MHz内部RC振荡器可调节到1﹪的精度，可将其选择为系统时LPC1100系列ARM是以Cortex-M0为内核，是为嵌入式系统应用而设计的高性能、低功耗的32位微处理器。
单片机硬件结构_简化版
其它一些控制寄存器：IP，IE，TMOD，TCON，SCON，PCON 分别包含有中断系统， 定时器/计数器，串行口，供电方式的控制位，将在有关章节中叙述。
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浙江科技学院
六、复位 单片机复位后状态：
PC=0000H 既复位后程序入口地址为 0000H。 PSW=00H 选择第 0 区工作寄存器。 SP=07 堆栈指针设定为 07H。 IE=0**00000B 有效位为 0，禁止中断。 复位后的 P1，P2，P3 口锁存器为 1，皆处于输入状态。 七、时序
程序存储器 MOVC
在 64K 程序存储器中，有 7 个单元具有特殊性： 0000H：在复位后，PC 值为 0000H，为系统启动地址0000H 。 0003H：外部中断 0 入口。 000BH：定时器 0 溢出中断入口。 0013H：外部中断 1 入口。 0003H 001BH：定时器 1 溢出中断入口 0023H：串行口 002BH：定时器 2 溢出中断或 T2EX（P1.1） 端负跳变入口。
减法：OV=C6
C7
CI 表示 I 位向 I+1 位有借位。
乘法：当乘积超过 255 时，OV=1，否则 OV=0。 除法：当除数为 0 时，OV=1，否则 OV=0。
注：在加减法时，OV=1 表示结果超过 A 所能表示的带符号数（2 的补码）范围（-128～127）。
P ：奇偶标志，显示累加器中为 1 的位数的奇偶。 奇数：P=1 偶数: P=0 在每个机器周期由硬件置位/清零， 在串行通讯中用奇偶校验的方法来检验数据传输的可靠性。
内部程序存储器 4K 字节 内部数据存储器 256 字节
（0000…0FFFH） （00…FFH）
FFFFH FFFFH
FFH
ARM处理器9种基本寻址方式-推荐下载
ARM处理器9种基本寻址方式-推荐下载寻址方式是根据指令中给出的地址码字段来实现寻找真实操作数地址的方式，ARM 处理器有9 种基本寻址方式。
1．寄存器寻址操作数的值在寄存器中，指令中的地址码字段给出的是寄存器编号，寄存器的内容是操作数，指令执行时直接取出寄存器值操作。
例如指令：MOV R1,R2 ；R1←R2SUB R0,R1,R2 ；R0←R1- R22．立即寻址在立即寻址指令中数据就包含在指令当中，立即寻址指令的操作码字段后面的地址码部分就是操作数本身，取出指令也就取出了可以立即使用的操作数（也称为立即数）。
立即数要以“＃”为前缀，表示16进制数值时以“0x”表示。
例如指令：ADD R0,R0,#1 ；R0←R0 + 1MOV R0,#0xff00 ；R0←0xff003．寄存器移位寻址寄存器移位寻址是ARM 指令集特有的寻址方式。
第2个寄存器操作数在与第1个操作数结合之前，先进行移位操作。
例如指令：MOV R0,R2,LSL #3 ；R2的值左移3位，结果放入R0，即R0=R2 * 8ANDS R1,R1,R2,LSL R3 ；R2的值左移R3位，然后和R1相与操作，结果放入R1可采用的移位操作如下：LSL ：逻辑左移（Logical Shift Left ），寄存器中字的低端空出的位补0。
LSR ：逻辑右移（Logical Shift Right ），寄存器中字的高端空出的位补0。
ASR ：算术右移（Arithmetic Shift Right ），移位过程中保持符号位不变，即如果源操作数为正数，则字的高端空出的位补0，否则补1ROR ：循环右移（Rotate Right ），由字的低端移出的位填入字的高端空出的位RRX ：带扩展的循环右移（Rotate Right extended by 1 place ）,操作数右移一位，高端空出的位用原C 标志值填充。
各移位操作过程如图所示。
、管路敷设技术通过管可保障各类管路习题到位。
arm cortex m0+ io位操作
标题：深入理解ARM Cortex M0+ IO位操作一、概述ARM Cortex M0+是一款高性能、低功耗的嵌入式处理器，广泛应用于各种智能设备中。
在嵌入式系统开发中，IO位操作是一项基础而重要的操作。
本文将深入探讨ARM Cortex M0+的IO位操作，帮助读者更好地理解和应用这一技术。
二、ARM Cortex M0+概述1. ARM Cortex M0+架构简介ARM Cortex M0+是ARM公司推出的一款低功耗、高性能的嵌入式处理器。
它采用了ARMv6-M架构，具有高效的指令集和丰富的外设接口，适用于各种嵌入式应用场景。
2. 特点和优势ARM Cortex M0+具有低功耗、高性能、易于集成和灵活性等特点，可以满足各种嵌入式设备的需求。
它在物联网、智能家居、工业控制等领域得到了广泛应用。
三、IO位操作详解1. 概念介绍IO位操作是指对处理器的IO口进行读写操作，通过设置或清除特定的位来实现对IO口状态的控制。
在ARM Cortex M0+中，IO位操作通常涉及到寄存器的操作，读写寄存器的特定位来控制IO口。
2. 寄存器架构ARM Cortex M0+的寄存器包括通用寄存器（General Register）、特殊功能寄存器（Special Function Register）等。
在进行IO位操作时，需要了解相关寄存器的结构和功能。
3. IO位操作示例以下是一个简单的IO位操作示例，以LED控制为例：```c// 设置IO口为输出GPIO->DIR |= (1 << 5);// 打开LEDGPIO->DATA |= (1 << 5);// 关闭LEDGPIO->DATA = ~(1 << 5);```四、IO位操作的应用场景与意义1. 应用场景在嵌入式系统开发中，IO位操作广泛应用于外设控制、状态检测、通信协议等方面。
通过合理的IO位操作，可以实现对各种外设的控制和数据交换。
冯诺依曼计算机的各组成部件的基本功能
冯诺依曼计算机的各组成部件的基本功能
1. 存储器（Memory）：用于存储数据和指令。
存储器被分为主存储器和辅助存储器（如硬盘），主存储器用于临时存储数据和指令，而辅助存储器用于长期存储。
2. 中央处理器（CPU）：它是计算机的控制中心，用于执行各种指令和处理数据。
CPU由算术逻辑单元（ALU）和控制单元（CU）组成。
ALU负责执行算术和逻辑运算，而CU负责控制指令的执行和数据的流动。
3. 输入设备（Input devices）：用于将外部数据输入到计算机中。
常见的输入设备包括键盘、鼠标、扫描仪、摄像头等。
4. 输出设备（Output devices）：用于将计算机处理后的数据输出给用户。
常见的输出设备包括显示器、打印机、喇叭等。
这些组件协同工作，使得冯诺依曼计算机能够接受输入数据，进行运算和处理，并将结果输出给用户。
嵌入式系统硬件体系结构-第二章
DRAM
RAM类存储器
SDRAM
SRAM
CACHE
DRAM
SDRAM
SRAM
CACHE
NVRAM
NVRAM
RAM类存储器
DRAM SDRAM
SRAM
CACHE NVRAM
1. DRAM 的英文全称是“Dynamic RAM”，翻译成中文就是“动态随机存储器”。
2. DRAM用于通常的数据存取。我们常说内存有多大，主要是指DRAM的容量。
3. DRAM需要刷新：DRAM的数据是靠电容特性存储的。由于电容会放电，要维持 数据，就要不断的给它充电。给动态 DRAM 定期充电的机制就叫做数据刷新时钟 电路，即内存刷新电路。
4. 在标准的 PC 电路设计中，每隔 15 微秒（ us ）对 DRAM 充电一次，整个充电 操作必须在 4ms 之内完成。
1. 厂商:
① Intel 公司的805X; ② Motorola的68HCxx
2. 微控制器的组成:
① CPU; ② 中断控制器; ③ 定时器/记数器; ④ 存储器; ⑤ 外部设备;
3. 应用:
① 电动玩具; ② 智能卡； ③ 网卡； ④ ADSL Modem
数字信号处理器（DSP）
1. 是特别为处理信号设计的 处理器，而不是为处理数 据设计的；
2. FLASH ROM芯片的读和写操作都是在单电压下进行，不需跳线，只利用 专用程序即可方便地修改其内容；
3. FLASH ROM的存储容量普遍较大，约为512K到至8M KBit，由于大批量 生产，价格也比较合适，很适合用来存放程序码，广泛用于主板的 BIOS ROM，也是CIH攻击的主要目标。
处理器一览
处理器 ARM Intel Pentium PowerPC
单片机原理课后习题参考答案
第2章部分习题参考解答1、试述MCS-51单片机内部有哪些主要逻辑部件并说出其功能，画出片内结构图。
MCS-51单片机的内部除包含CPU外，还包含程序存储器、数据存储器、定时器/计数器、并行I/O接口、串行I/O接口、总线控制逻辑和中断控制逻辑等逻辑部件，其结构框图如图所示：其中，CPU是单片机的最核心部分,它是整个单片机的控制和指挥中心，完成所有的计算和控制任务。
振荡器和时序逻辑，产生CPU工作所需要的内部时钟。
中断控制逻辑用来应付一些临时到达的突发事件，并能保证当有多个突发事件发生时，CPU能够有序地为这些事件进行服务，所有突发事件服务完成后CPU 还能继续以前的工作。
并行I/O接口和串行I/O接口作为CPU与外部设备通信的信息传输通道。
程序存储器用于存放单片机的程序。
数据存储器用于存放内部待处理的数据和处理后的结果。
定时器/计数器主要是完成对外部输入脉冲的计数或者根据内部的时钟及定时设置，周期性的产生定时信号。
64K总线控制逻辑，用于产生外部64KB存储空间的有关读写控制信号。
2、MCS-51单片机有4个8位并行口(P0、P1、P2、P3)，哪个口可作为地址/数据利用总线？P0口可作为地址/数据复用总线口。
3、P0口作为通用I/O口使用时，在输出状态下应注意什么？在输入状态下应注意什么？P0口作为通用I/O口使用时，输出级是漏极开路的，因此在输出状态下外部应加上拉电阻。
在输入状态下应先向端口锁存器写入1，这样引脚便处于悬浮状态，可作高阻抗输入。
5、MCS-51单片机的最大寻址空间是多少？为什么？MCS-51单片机，程序存储器空间采用片内、片外统一编址的方式，共有64KB，地址范围为000OH～FFFFH。
片内有256字节数据存储器地址空间，地址范围为00H～FFH。
片外数据存储器空间有64KB，其地址范围也是000OH～FFFFH。
7、MCS-51单片机片内低128字节的RAM中，分了几个基本区域？说出这些区域的名称。
《ARM嵌入式系统初级教程(基于Cortex-M0)》GPIO(寄存器功能示意图)
第1章GPIO1.1 GPIO本节以LPC1100系列Cortex-M0微控制器为例介绍了ARM微控制器的GPIO功能模块，包括如下内容：●GPIO的基本功能和扩展功能以及相关的基本概念、原理、结构；●GPIO功能的相关寄存器及其功能，以及寄存器的操作示例；●GPIO基本操作的部分重要知识点。
1.1.1 GPIO简介GPIO（General purpose Input/Output，通用输入/输出），顾名思义，它是一种用于完成（数字量）输入/输出的常规功能设备，广泛使用于从单片机到ARM微控制器的各种微控制器。
表1.1给出了LPC1100系列Cortex-M0微控制器的GPIO资源。
表1.1 LPC1100系列Cortex-M0微控制器的GPIO资源1.1.2 寄存器汇总LPC1100系列Cortex-M0微控制器的GPIO相关寄存器见表1.2。
表1.2 寄存器汇总★ 请读者注意，在读写GPIO 相关寄存器内的引脚功能位时，须确认该位对应的引脚是否存在。
例如，LPC1111的端口2只有一根引脚PIO2_0，那么读者在访问LPC1111内端口2对应的引脚方向寄存器GPIO2DIR 时，只能访问GPIO2DIR 的位0，访问其它位都是无效的，因为其它位没有对应的可配置引脚（GPIO2DIR 寄存器的位功能描述见图1.1）。
1.1.3 输入/输出功能1． 简介图1.1是ARM 微控制器GPIO 中和输入/输出功能相关部分的功能框图。
由图1.1可知，ARM 微控制器通过输入/输出数据寄存器存储GPIO 引脚上的数据；通过输入/输出接口电路，令输出的电平信号驱动外界设备并使输入的电平信号能够被ARM 微控制器准确识别和处理。
从单片机到ARM 微控制器，在输入/输出的功能上，GPIO 的基本结构和工作原理变化不大，下面对相关寄存器及其操作进行介绍。
图1.1 GPIO 输入/输出2．GPIO引脚的方向配置（1）简介LPC1100系列Cortex-M0微控制器的GPIO引脚在使用前须配置方向以确定是输入引脚还是输出引脚，这一点和标准80C51单片机不同。
CortexM0_LPC1100_GPIO
广州周立功单片机发展有限公司Tel：(020)38730976 38730977 Fax：38730925 目录第3章 LPC1100功能部件 (1)3.1 LPC1100系列Cortex-M0微控制器简介 (1)3.1.1 概述 (1)3.1.2 特性 (1)3.1.3 器件信息 (2)3.1.4 结构图 (2)3.2 引脚描述 (3)HVQFN33封装 (3)3.2.1 LPC1111/12/13/14HVQFN33引脚描述 (4)3.2.2 LPC1111/12/13/14LQFP48封装 (7)3.2.3 LPC1113/143.2.4 LPC1113/14LQFP48引脚描述 (7)3.3 引脚连接模块 (11)3.3.1 概述 (11)3.3.2 寄存器描述 (13)3.3.3 应用示例 (19)3.4 通用输入/输出口（GPIO） (20)3.4.1 概述 (20)3.4.2 GPIO位操作 (20)3.4.3 寄存器描述 (22)3.4.4 GPIO中断设置 (25)3.4.5 GPIO应用示例 (26)3.4.6 数字量输出 (28)3.4.7 数字量输入 (33)第3章LPC1100功能部件3.1 LPC1100系列Cortex-M0微控制器简介3.1.1 概述LPC1100系列Cortex-M0微控制器是为嵌入式系统应用而设计的高性能、低功耗的32位微处理器。
它是市场上定价最低的32位微控制器解决方案，其价值和易用性比现有的8/16位微控制器更胜一筹。
该控制器性能卓越、简单易用、功耗低，更重要的是，它能显著降低所有8/16位应用的代码长度。
LPC1100系列Cortex-M0微控制器的主频时钟高达50MHz，拥有高性能的运算控制能力，每秒可执行4500多万条指令，支持睡眠、深度睡眠和深度掉电3种低功耗模式。
同时，它还拥有丰富的外设组件：高达32KB片内Flash程序存储器、8KB片内SRAM、一路I2C(FM+)、一路RS-485/EIA-485 UART、两路SSP、4个通用定时器以及多达42个通用I/O口。
《Cortex-M0权威指南》之体系结构---程序映像和启动流程
《Cortex-M0权威指南》之体系结构---程序映像和启动
流程
我们先来看看程序映像。
通常，Cortex-M0处理器的程序映像时从地址0x00000000处开始的。
程序映像开始处时向量表，其中包含了异常的其实地址(向量)，每个中断向量的地址都等于“异常号*4”，比如，外部IRQ0的异常类型为16，因此其向量地址为16*4=0x40。
这些向量的最低位都被置为1，以表示使用thumb指令。
向量表的大小由实际使用的中断个数决定。
向量表中包含了MSP的初始值，它存储在向量表的头四个字节。
复位时，处理器首先读取向量表的前两个字(8个字节)，第一个字为MSP的初始值，第二个字为复位向量，它表示程序执行的起始地址。
例如，如果启动代码位于地址0x000000C0，需要在复位向量处写入这个地址，并且将地址的最低位置为1，以表明当前为thumb代码，因此，地址
0x00000004处的值为0x000000C1。
在取得复位向量值后，处理器开始从这个
地址处执行程序代码。
复位流程也会初始化MSP，假设内存位于
0x20000000~0x20007FFF，可以将0x20008000写在地址0x00000000处，这样
就实现了把主栈指针置于内存的顶部。
如果要使用PSP，在配置CONTROL寄存器切换栈指针前，必须首先通
过软件代码将其初始化，因为复位流程只初始化MSP，不初始化PSP。
tips:感谢大家的阅读，本文由我司收集整编。
仅供参阅！。
单片机的结构和原理-寄存器与片内存储器
读/写操作与数据保护
1
写操作
2
将数据写入存储器，以便永久保存
3
读操作
从存储器中读取数据，供CPU使用
数据保护
采用校验码或电源电压监测等方式保护 数据的完整性
存储器的地址表示
物理地址
存储器芯片的实际物理位置
地址寄存器
存储当前访问的地址
存储单元
存储一个字节（8位）的数据
存储器的性能指标
1 读写速度
单片机的结构和原理-寄 存器与片内存储器
简介单片机的概念、应用和内部结构，介绍了CPU与寄存器之间的关系以及寄 存器的组成和功能。
寄存器组成与功能
通用寄存器
储存临时数据，可进行算术运算
程序计数器
存放下一条指令的地址
状态寄存器
记录条件标志和中断使能状态
堆栈指针
指向堆栈的栈顶
片内存储器概述
介绍了单片机内部的片内存储器，包括ROM、RAM、EEPROM和Flash等类型。
总线接口
通过总线传输数据和指令
存储器映射
间
2 存储容量
存储器可以容纳的数据量
3 寿命
存储器使用的时间
4 可靠性
存储器的稳定性和可靠性
5 价格
存储器的成本
存储器选择与使用原则
用途
根据具体应用场景选择存储器 类型
成本
根据预算选择合适的存储器
容量
根据数据需求选择适当的存储 容量
存储器与其他模块的接口
引脚接口
通过引脚与其他模块连接
Cortex M0-第二章
Cortex M0开发，尽在Coocox
The Cortex-M0 Processor
中断程序状态寄存器
中断程序状态寄存器IPSR保存了当前ISR的异常号，参见2-3页的表2-2，其位域 分配如表2-5所示：
表2-5IPSR位域分配
位域 名称
功能
[31:6] -
保留
[5:0] Exception number 当前异常的编号： 0 = Thread mode 1 = 保留 2 = NMI 3 = HardFault 4-10 = 保留 11 = SVCall 12, 13 = 保留 14 = PendSV 15 = SysTick, if implementeda 16 = IRQ0 . . . n+15 = IRQ(n-1)b (n+16) to 63 = 保留. see Exception types on page 2-19 for more information.
链接寄存器
R14(LR)是链接寄存器，当子程序调用、函数调用以及异常处理时时，由R14存 储返回地址。复位时，LR的值未知。
程序计数寄存器 R15(PC)是程序计数寄存器，指向当前程序的地址。复位时，从向量表（地址： 0x00000004）中加载PC的值。Bit[0]的值被加载到EPSR的T-bit中，且必须为1。
内核寄存器组
处理器的内核寄存器如下:
R0
Lowregisters High registers
Stack Pointer Link Register Program Counter
R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 R9 R10 R11 R12 SP (R13) LR (R14) PC (R15)
CortexM0_LPC1100_定时
2. 16 位定时器/计数器特性 两个带有可编程 16 位预分频器的 16 位定时器/计数器； 定时器/计数器操作； 一个 16 位捕获通道，可在输入信号跳变时捕捉定时器的瞬时值。也可选择捕获事件产
16 位定时器/计数器的引脚见表 3.2所列。
表 3.2 16 位定时器/计数器引脚描述
管脚
CT16B0_CAP0 CT16B1_CAP0
CT16B0_MAT[2:0] CT16B1_MAT[1:0]
类型 输入 输出
描述 捕获信号： 当捕获管脚上出现跳变时，可以将定时器/计数器中的值载入捕获寄存器 中，也可以选择产生一个中断 定时器/计数器模块可选择捕获信号作为时钟源来代替 PCLK。详情请参 见“计数控制寄存器”小节 CT16B0/1 的外部匹配输出： 当 CT16B0/1（MR3:0）匹配寄存器的值与定时器计数器（TC）相等时， 相应的输出可以翻转电平、变低、变高或不执行任何操作。外部匹配寄 存器（EMR）和 PWM 控制寄存器（PWMCON）控制该输出的功能
地址偏移量 TMR32B0IR-0x4001 4000 TMR32B1IR-0x4001 8000 TMR16B0IR-0x4000 C000 TMR16B1IR-0x4001 0000 TMR32B0TCR-0x4001 4004 TMR32B1TCR-0x4001 8004 TMR16B0TCR-0x4000 C004 TMR16B1TCR-0x4001 0004 TMR32B0TC-0x4001 4008 TMR32B1TC-0x4001 8008 TMR16B0TC-0x4000 C008 TMR16B1TC-0x4001 0008 TMR32B0PR-0x4001 400C TMR32B1PR-0x4001 800C TMR16B0PR-0x4000 C00C TMR16B1PR-0x4001 000C TMR32B0PC-0x4001 4010 TMR32B1PC-0x4001 8010 TMR16B0PC-0x4000 C010 TMR16B1PC-0x4001 0010 TMR32B0MCR-0x4001 4014 TMR32B1MCR-0x4001 8014 TMR16B0MCR-0x4000 C014 TMR16B1MCR-0x4001 0014 TMR32B0MR0-0x4001 4018 TMR32B1MR0-0x4001 8018 TMR16B0MR0-0x4000 C018 TMR16B1MR0-0x4001 0018 TMR32B0MR1-0x4001 401C TMR32B1MR1-0x4001 801C TMR16B0MR1-0x4000 C01C TMR16B0MR1-0x4001 001C TMR32B0MR2-0x4001 4020 TMR32B1MR2-0x4001 8020 TMR16B0MR2-0x4000 C020 TMR16B1MR2-0x4001 0020
CortexM0_LPC1100用户手册中文版
地址偏移 0x000 0x004 0x008 0x00C
0x010-0x01C 0x020 0x024 0x028 0x02C 0x030
0x034-0x03C 0x040 0x044
描述 系统存储器映射 外设复位控制 系统 PLL 控制 系统 PLL 状态 保留 系统振荡器控制 看门狗振荡器控制 IRC 控制 保留 系统复位状态寄存器 保留 系统 PLL 时钟源选择 系统 PLL 时钟源更新使能
z 串行调试； z 集成的 PMU（Power Management Unit）在睡眠、深度睡眠和深度掉电模式下自动
调节内部稳压器，将功耗降至最低； z 3 种节能模式：睡眠、深度睡眠和深度掉电； z 单个 3.3V 电源（2.0V~3.6V）； z 10 位 ADC，在 8 个引脚之间实现输入多路复用； z GPIO 引脚可以用作边沿和电平触发的中断源； z 带分频器的时钟输出功能可以反映主振荡器时钟、IRC 时钟、CPU 时钟或看门狗
8kB 8kB
16kB 16kB
表 1.2 选型表
总 SRAM
UART RS-485
I2C/Fast+ SSP
ADC 通道
封装
2kB
1
4kB
1
1
1
8 HVQFN33
1
1
8 HVQFN33
2kB
1
4kB
1
1
1
8 HVQFN33
1
1
8 HVQFN33
LPC1100 系列微控制器用户手册
©2008 Guangzhou ZLGMCU Development CO., LTD. 33
寄存器名 SYSMEMREMAP
PRESETCTRL SYSPLLCTRL SYSPLLSTAT
cortex-m 位寻址
cortex-m 位寻址
Cortex-M是ARM架构下的一系列嵌入式处理器核心。
在这些处
理器核心中，位寻址是指通过位的方式来访问特定的寄存器或者内
存地址。
在Cortex-M处理器中，寄存器和内存地址通常都是按位寻
址的。
位寻址可以用于对特定的位进行操作，比如设置某个位的数
值为1或者0，或者进行位运算操作。
在Cortex-M处理器中，通常会有一些特定的寄存器用于控制和
配置处理器的各种功能。
这些寄存器通常是通过位寻址的方式来进
行配置。
例如，控制处理器时钟的寄存器可能包含一些特定的位，
用于配置处理器的时钟频率或者选择不同的时钟源。
此外，在嵌入式系统中，位寻址还可以用于访问外设的寄存器
或者配置寄存器。
通过位寻址，可以直接对外设的寄存器进行操作，比如设置某个控制位来控制外设的工作模式或者进行数据传输。
在软件开发中，针对Cortex-M处理器的位寻址操作通常会使用
特定的寄存器定义和位操作的宏来进行操作，以确保对寄存器的访
问和操作是准确和可靠的。
总的来说，Cortex-M处理器中的位寻址是指通过位的方式来访问和操作寄存器、内存地址或者外设寄存器的一种访问方式，它在嵌入式系统的开发中起着非常重要的作用。
单片机寻址方式ppt课件
指令一般有功能、时间和空间三种属性。 功能属性是指每条指令都对应一个特定的操作功能； 时间属性是指一条指令执行所用的时间，一般用机器 周期来表示； 空间属性是指一条指令在程序存储器中存储所占用的 字节数。
数据传送
位操作
功能
算术运算
程序转移
逻辑运算
空间
单字节指令
双字节指令
三字节指令
时间
目的地址=当前PC值+rel = 指令存储地址+指令字节数+rel
3.2.7 位寻址
位寻址是在位操作指令中直接给出位操作数的地址，可以 对片内RAM中的128位和特殊功能寄存器SFR中的93位进行寻 址。
例如指令MOV C,24H.0;机器码为A2H 20H，相当于 MOV C,20H。
3.2.5 变址寻址 基址寄存器加变址寄存器间接寻址，简称变址寻址。
指令：MOVC A，@A+DPTR
ROM 93H PC
机器码：93H
DPTR 1234H
12D8H 3FH
+ 12D8H
A执行前 A4H
A执行后 3FH
图3.2 变址寻址示意图
3.2.6 相对寻址
•访问程序存储器，出现在相对转移指令中。
数。寄存器起地址指针的作用。 RO
指令：MOV A，@R1 80H M2FH
机器码：E7H PC 2000H E7H
R1 80H
指定0~3工作区 2FH
A
PS
RS RS
W
10
3.2.4 直接寻址
指令中直接给出操作数所在的存储器地址，以供取数或存 数的寻址方式称为直接寻址。
指令：MOV A，3FH 机器码：E5H 3FH
ARM Cortex各系列处理器分类比较之欧阳语创编
Cortex-M系列M0：Cortex-M0是目前最小的ARM处理器，该处理器的芯片面积非常小，能耗极低，且编程所需的代码占用量很少，这就使得开发人员可以直接跳过16位系统，以接近8 位系统的成本开销获取32 位系统的性能。
Cortex-M0 处理器超低的门数开销，使得它可以用在仿真和数模混合设备中。
M0+：以Cortex-M0 处理器为基础，保留了全部指令集和数据兼容性，同时进一步降低了能耗，提高了性能。
2级流水线，性能效率可达1.08 DMIPS/MHz。
M1：第一个专为 FPGA 中的实现设计的 ARM 处理器。
Cortex-M1 处理器面向所有主要 FPGA 设备并包括对领先的 FPGA 综合工具的支持，允许设计者为每个项目选择最佳实现。
M3：适用于具有较高确定性的实时应用，它经过专门开发，可使合作伙伴针对广泛的设备（包括微控制器、汽车车身系统、工业控制系统以及无线网络和传感器）开发高性能低成本平台。
此处理器具有出色的计算性能以及对事件的优异系统响应能力，同时可应实际中对低动态和静态功率需求的挑战。
M4：由 ARM 专门开发的最新嵌入式处理器，用以满足需要有效且易于使用的控制和信号处理功能混合的数字信号控制市场。
M7：在ARM Cortex-M 处理器系列中，Cortex-M7 的性能最为出色。
它拥有六级超标量流水线、灵活的系统和内存接口（包括AXI 和AHB）、缓存（Cache）以及高度耦合内存（TCM），为MCU 提供出色的整数、浮点和 DSP 性能。
互联：64位AMBA4 AXI, AHB外设端口(64MB 到512MB)指令缓存：0 到 64kB，双路组相联，带有可选 ECC数据缓存：0 到 64kB，四路组相联，带有可选 ECC指令TCM：0 到 16MB，带有可选 ECC数据TCM：0 到 16MB，带有可选 ECCCortex-M系列规格对比Cortex-A系列：ARM Cortex-A 系列是一系列用于复杂操作系统和用户应用程序的应用程序处理器。
嵌入式技术基础与实践(第3版)课后习题1-8章答案
试阅：hello---------------------正文第一章1．嵌入式系统的基本含义是什么？为什么说单片机是典型的嵌入式系统？答：即MCU的含义是：在一块芯片上集成了中央处理单元（CPU）、存储器（RAM/ROM等）、定时器/计数器及多种输入输出（I/O）接口的比较完整的数字处理系统。
大部分嵌入式系统以MCU为核心进行设计。
MCU从体系结构到指令系统都是按照嵌入式系统的应用特点专门设计的，它能很好地满足应用系统的嵌入、面向测控对象、现场可靠运行等方面的要求。
因此以MCU为核心的系统是应用最广的嵌入式系统。
2．简述嵌入式系统的特点以及应用领域（举例）。
答：嵌入式系统属于计算机系统，但不单独以通用计算机的面目出现;嵌入式系统开发需要专用工具和特殊方法;使用MCU设计嵌入式系统，数据与程序空间采用不同存储介质;开发嵌入式系统涉及软件、硬件及应用领域的知识;嵌入式系统的其他特点,比如紧张的资源，较高稳定性要求，低功耗，低成本等。
一般用于工业控制，智能家电，日常电子等领域。
日常数码产品：手机，MP3，U盘，相机等。
日常工业类：冰箱，空调，微波炉，汽车等。
3．比较MCU与CPU的区别与联系。
答：CPU是一个单独的PC处理器。
而MCU，则有微处理器，存储器（RAM/ROM等）、定时器/计数器及多种输入输出（I/O）接口的比较完整的数字处理系统。
所以可以这么说，MCU 是一个包含微处理器的嵌入式系统，而CPU仅仅是一个处理器而已。
4. 总结嵌入式系统常用术语。
硬件：封装，印刷电路板，动态可读写随机存储器与静态可读写随机存储器，只读存储器，闪速存储器，模拟量与开关量。
通信：并行通信，串行通信，串行外设接口，集成电路互连总线，通用串行总线，控制器局域网，背景调试模式，边界扫描测试协议，串行线调试技术。
功能模块及软件：通用输入/输出，A/D与D/A，脉冲宽度调制器，看门狗，液晶显示，发光二级管，键盘，实时操作系统。
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目录第2章硬件体系结构 (1)2.1 存储器寻址 (1)2.1.1 片上Flash存储器系统 (1)2.1.2 片内静态RAM (1)2.1.3 存储器映射与外设寻址 (1)2.1.4 存储器映射 (1)2.1.5 异常向量表及其重映射 (3)2.1.6 引导块（Boot Block） (5)第2章硬件体系结构2.1 存储器寻址2.1.1 片上Flash存储器系统LPC1100系列Cortex-M0处理器内部Flash容量见表2.1所列，片内Flash可用于代码和数据存储。
对片内Flash的编程有三种方法：●使用SWD仿真/调试器，通过芯片的SWD接口下载程序；●使用在系统编程技术（即ISP），通过UART接口下载程序；●使用在应用编程技术（即IAP），通过IAP，可实现用户程序运行时对Flash进行擦除/编程，这样就为数据存储和现场固件的升级都带来了极大的灵活性。
表2.1 LPC1100系列Cortex-M0存储器容量SRAM器件片内Flash/101 /201 /301LPC1111 8 KB 2 KB 4 KB -LPC1112 16 KB 2 KB 4 KB -LPC1113 24 KB - 4 KB 8 KBLPC1114 32 KB - 4 KB 8 KB2.1.2 片内静态RAMLPC1100系列Cortex-M0处理器的片内RAM为静态RAM（SRAM），芯片容量见表2.1所列，它们可用作代码或数据的存储。
2.1.3 存储器映射与外设寻址LPC1100系列Cortex-M0含有4GB的地址空间，地址分布见表2.2所列。
表2.2 LPC1100系列Cortex-M0存储器的分布地址范围用途描述0x0000 0000 ~ 0x0000 7FFF 片上非易失性存储器 Flash存储器（32 KB）0x1000 0000 ~ 0x1000 1FFF 片上SRAM 静态RAM（8 KB）0x1FFF 0000 ~ 0x1FFF 3FFF 片上ROM 16KB引导ROM 0x4000 0000 ~ 0x4007 FFFF APB外设 32个外设模块，每个16 KB 0x5000 0000 ~ 0x501F FFFF AHB外设高速GPIO0xE000 0000 ~ 0xE00F FFFF Cortex-M0相关功能包括NVIC和系统节拍定时器2.1.4 存储器映射存储器本身不具有地址的信息，它们在芯片中的地址是由芯片厂商或用户分配的，所以给存储器分配地址的过程称为存储器映射。
LPC1100系列Cortex-M0存储器空间由几个不同的存储区域组成，图2.1所示为复位后从用户编程角度所看到的地址空间映射。
AHB外设区域为2MB，可分配多达128个外设。
在LPC111x系列Cortex-M0上，GPIO端口是唯一的AHB外设。
APB外设区的大小为512KB，可分配多达32个外设，每个外设空间大小都为16KB，这样可简化外设的地址译码。
所有外设寄存器不管规格大小，地址都是字对齐的（32位边界）。
这样不管是字节、半字还是字长度的寄存器都是一次性访问。
例如，不可能对一个字寄存器的最高字节执行单独的读或写操作。
图2.1 LPC1111/12/13/14系统存储器映射AHB外设是挂接在芯片内部的AHB总线上的外设部件，具有较高的速度，LPC1100系列Cortex-M0中AHB外设地址映射见表2.3所列。
APB外设是挂接在芯片内部VPB总线上的外设部件，速度通常比AHB外设要低，LPC1100系列Cortex-M0中APB外设地址映射见表2.4所列。
表2.3 AHB 地址映射表AHB 外设基址 外设名称 0 0x5000 0000 GPIO PIO0 1 0x5001 0000 GPIO PIO1 2 0x5002 0000 GPIO PIO2 3 0x5003 0000GPIO PIO3 4~1270x5004 0000 ~ 0x501F FFFF 未使用表2.4 APB 地址映射表基址外设名称 0 0x4000 0000 I 2C 1 0x4000 4000 看门狗定时器2 0x4000 8000 UART3 0x4000 C000 16位定时/计数器04 0x4001 0000 16位定时/计数器15 0x4001 4000 32位定时/计数器06 0x4001 8000 32位定时/计数器17 0x4001 C000 ADC 8 0x4002 0000 未使用 9 0x4002 4000 未使用 10~130x4002 8000 ~ 0x4003 7FFF未使用14 0x4003 8000 电源管理 15 0x4003 C000 Flash 控制器16 0x4004 0000 SSP0 17 0x4004 4000 I/O 配置 18 0x4004 8000 系统控制 19~210x4004 C000 ~ 0x4005 7FFF未使用22 0x4005 8000 SSP11) 22~310x4005 C000 ~ 0x4007 FFFF未使用[1] 仅LQFP48/PLCC44封装具有。
2.1.5 异常向量表及其重映射由Cortex-M0体系结构可知，Cortex-M0的异常向量表位于Flash 的起始地址0x0000 0000处，如图2.2所示。
当发生异常事件时，硬件将自动从向量表中取出对应中断服务程序的入口地址，异常向量见表2.5所列。
图2.2 异常向量表异常编号描述0x0000 0000 - MSP的初始值0x0000 0004 1 复位向量（PC初始值）0x0000 0008 2 NMI处理函数入口地址0x0000 000C 3 硬fault处理函数入口地址其它异常处理函数的入口地址向量表的重映射是通过NVIC中的“向量表偏移量寄存器（VTOR）”实现的，VTOR寄存器地址为0xE000 ED08，描述见表2.6。
表2.6 向量表偏移量寄存器（VTOR）位段名称类型复位值描述29 TBLOFF R - 0：向量表处于代码区；1：向量表位于RAM区7~28 TBLBASE R/W 复位值向量表的起始地址向量表的重映射对起始地址（TBLBASE）的取值有严格的要求，用户必须先计算出系统中异常向量的个数，然后将这个数字增大到2的整数次幂，向量表的起始地址需与后者对齐。
例如，LPC1100系列Cortex-M0支持32个中断，则可得出向量总数为48（32中断+16个系统异常），然后向上增大到2的整数次幂后即64，由于每个向量占用4个字节，所以起始地址必须能被256（64×4）整除，因此，合法的向量表起始地址有：0x00、0x100和0x200等。
在应用中若需动态修改向量表，向量表中至少要包含以下四个向量：●主堆栈指针（MSP）的初始值；●复位向量；●NMI向量；●硬fault向量。
以上四个向量都是必需的，是因为在引导过程中有可能发生NMI和硬fault异常，而其它异常在使能前不可能发生。
2.1.6 引导块（Boot Block）1．Boot Block概述Boot Block是芯片设计厂家在LPC1100系列Cortex-M0内部固化的一段代码，用户无法对其修改或删除。
这段代码在芯片复位后首先运行，它提供对Flash存储器编程的方法。
2．Boot Block功能描述图2.3 用户代码有效判别方案（2）芯片是否加密芯片可加密是LPC1100系列Cortex-M0的一个重要特性，该功能可以保护芯片用户的知识产权不受侵害。
加密后的芯片是无法使用JTAG接口进行调试的，也无法使用ISP工具对存储器进行代码下载和读取，而只有对芯片整片擦除后才能做进一步的操作。
对芯片的加密的步骤也很简单，只需在芯片Flash的0x0000 02FC地址处放置加密数据（其中加密数据是按照一定格式定义的，具体格式请参考“Flash存储器接口与编程”章节内容）。
当Boot Block检测到该地址存在加密标志字时，就对芯片的JTAG和ISP操作进行限制，达到加密效果。
（3）在应用编程（IAP）LPC1100系列Cortex-M0内部的Flash是无法从外部直接擦写的，这些功能必须通过IAP 代码来实现。
IAP可以实现片内Flash的擦除、查空、将数据从RAM写入指定Flash空间、校验和读器件ID等功能。
IAP代码是可以被用户程序调用的，实际应用中，我们可以通过IAP把片内Flash用于数据的保存或实现用户程序的在线升级。
（4）在系统编程（ISP）ISP功能是一种非常有用的片内Flash烧写方式。
LPC1100系列Cortex-M0通过UART0使用约定的协议与计算机上的ISP软件进行通信，并按用户的操作要求，调用内部的IAP代码实现各种功能。
比如把用户代码下载到片内Flash中（具体的协议约定请参阅后面介绍的“Flash 存储器接口与编程”部分）。
有2种情况可以使芯片进入ISP状态：●当复位芯片并将芯片的PIO0_1引脚拉低，可进入ISP状态；●芯片内部无有效用户代码时，Boot Block令CPU进入ISP状态。
一旦处理器进入ISP模式，Boot Block将片内RC振荡器作为PLL的输入时钟源，并产生14.748MHz系统时钟。