ARM微控制器工作模式

中微半导体 CMS32M57xx 32位电机微控制器数据手册说明书

CMS32M57xx数据手册ARM® Cortex® -M0 32位电机微控制器Rev. 1.04请注意以下有关CMS知识产权政策＊中微半导体（深圳）股份有限公司（以下简称本公司）已申请了专利，享有绝对的合法权益。

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本公司的产品不授权适用于救生、维生器件或系统中作为关键器件。

本公司拥有不事先通知而修改产品的权利，对于最新的信息，请参考官方网站。

1. 产品特性1.1 MCU功能特性◆内核ARM Cortex™-M0，**********~5.5V- 单周期32位硬件乘法器◆32位硬件除法器（HWDIV）- 有/无符号模式，6个HCLK完成运算◆存储器- 最大64KB程序FLASH（APROM+BOOT）- 1KB的FLASH数据区（独立空间）- 最大8KB SRAM（支持分区写保护功能）- 支持BOOT功能，BOOT区可设置大小0-4KB- 支持硬件CRC校验FLASH空间代码- 支持FLASH分区保护（最小单位为2KB）◆系统时钟- 内部高速振荡48MHz/64MHz（HSI）- 内部低速振荡40KHz（LSI）◆GPIO（最多46 I/Os）◆LVR（1.8V/2.0V/2.5V/3.5V）◆LVD（2.0V/2.2V/2.4V/2.7V/3.0V/3.7V/4.0V/4.2V）◆内置温度传感器（TS）◆系统定时器- 24位SysTick定时器- 看门狗定时器（WDT）- 窗口看门狗定时器（WWDT）◆正常模式/睡眠模式/深度睡眠模式/停止模式◆通用循环冗余校验单元（CRC）◆定时器（32bit/16bit-TIMER0/1/2/3）◆捕获/比较/脉宽调制（CCP0/1）- 支持4通道同时捕捉可连接到霍尔传感器接口◆通信接口- 1个I2C模块（通信速度最快可达1Mb/s）- 1个SSP/SPI模块（4-16位数据格式可调）- 最多2个UART：UART0/1（共32个收/发FIFO）◆串行调试接口SWD（2-Wire）◆96bit唯一ID（UID）◆128bit用户UID（USRUID）- 用户可设置，可加密（可作为安全密钥）◆增强型PWM（EPWM）- 6路通道且通道可重映射- 支持独立/互补/同步/成组输出模式- 支持边沿/中心对齐计数模式- 支持单次/连续/间隔加载更新模式- 支持互补模式插入死区延时- 支持掩码及掩码预设（共8个掩码状态缓存）- 支持霍尔传感器接口（硬件控制PWM输出）- 支持故障保护及6种刹车信号源- 支持4种软/硬件故障恢复模式◆ADC0（12bit，100Ksps）- 最多20个通道- 每个转换通道有独立的结果寄存器- 支持单次/连续模式- 支持2种硬件触发方式共9个触发源- 1个转换结果比较器，可产生中断◆ADCB（12bit，1.2Msps）- 最多20个通道- 每个转换通道有独立的结果寄存器- 支持单次/连续模式、插入模式- 支持5种硬件触发方式共17个触发源- 1个转换结果比较器，可产生中断◆模拟比较器（ACMP0/1）- 正端4路选择，负端可选内部1.2V/VDD分压- 支持单/双边迟滞电压选择：10mV/20mV/60mV - 支持比较器输出触发EPWM刹车◆可编程增益放大器（PGA0/1）- 正端2路选择- 输出可接内部ADC通道与模拟比较器的输入- 内部增益可选择：4倍~32倍◆运算放大器（OP0/1）- 输入可接内部1.2V基准- 输出可接内部ADC通道与模拟比较器的输入- 可设置为比较器模式◆支持安全相关的功能与应用- 满足IEC60730 CLASS B 标准1.2 产品对比注：(1) 通过系统配置寄存器设置APROM和BOOT空间大小，APROM与BOOT空间总共最大为64KB。

PY32F030系列32位ARM

1.产品特性◼内核—32位ARM®Cortex®-M0+—最高48MHz工作频率◼存储器—最大64Kbytes flash存储器—最大8Kbytes SRAM◼时钟系统—内部4/8/16/22.12/24MHz RC振荡器(HSI)—内部32.768KHz RC振荡器(LSI)—4~32MHz晶体振荡器(HSE)—32.768KHz低速晶体振荡器(LSE)—PLL（支持对HSI或者HSE的2倍频）◼电源管理和复位—工作电压：1.7V~5.5V—低功耗模式:Sleep和Stop—上电/掉电复位(POR/PDR)—掉电检测复位(BOR)—可编程的电压检测(PVD)◼通用输入输出(I/O)—多达30个I/O，均可作为外部中断—驱动电流8mA—4个GPIO支持超强灌电流，可配置为80mA/60mA/40mA/20mA◼3通道DMA控制器◼1x12-bit ADC—支持最多10个外部输入通道PY32F030系列32位ARM®Cortex®-M0+微控制器数据手册—输入电压转换范围:0~VCC◼定时器—1个16bit高级控制定时器（TIM1）—4个通用的16位定时器（TIM3/TIM14/TIM16/TIM17）—1个低功耗定时器(LPTIM)，支持从stop模式唤醒—1个独立看门狗定时器(IWDT)—1个窗口看门狗定时器(WWDT)—1个SysTick timer—1个IRTIM◼RTC◼通讯接口—2个串行外设接口(SPI)—2个通用同步/异步收发器(USART)，支持自动波特率检测—1个I2C接口，支持标准模式(100kHz)、快速模式(400kHz)，支持7位寻址模式◼支持4位7段共阴极LED数码管—可循环扫描1位、2位、3位、4位数字◼硬件CRC-32模块◼2个比较器◼唯一UID◼串行单线调试(SWD)◼工作温度：-40~85℃◼封装LQFP32,QFN32,TSSOP20,QFN20目录1.产品特性 (1)2.简介 (4)3.功能概述 (6)3.1.Arm®Cortex®-M0+内核 (6)3.2.存储器 (6)3.3.Boot模式 (6)3.4.时钟系统 (7)3.5.电源管理 (7)3.5.1.电源框图 (7)3.5.2.电源监控 (8)3.5.3.电压调节器 (9)3.5.4.低功耗模式 (10)3.6.复位 (10)3.6.1.电源复位 (10)3.6.2.系统复位 (10)3.7.通用输入输出GPIO (10)3.8.DMA (10)3.9.中断 (10)3.9.1.中断控制器NVIC (11)3.9.2.扩展中断EXTI (11)3.10.模数转换器ADC (11)3.11.定时器 (12)3.11.1.高级定时器 (12)3.11.2.通用定时器 (12)3.11.3.低功耗定时器 (13)3.11.4.IWDG133.11.5.WWDG (13)3.11.6.SysTick timer (13)3.12.实时时钟RTC (13)3.13.I2C接口 (14)3.14.通用同步异步收发器USART (14)3.15.串行外设接口SPI (16)3.16.SWD (16)4.引脚配置 (17)4.1.端口A复用功能映射 (31)4.2.端口B复用功能映射 (32)4.3.端口F复用功能映射 (33)5.存储器映射 (34)6.电气特性 (38)6.1.测试条件 (38)6.1.1.最小值和最大值 (38)6.1.2.典型值 (38)6.2.绝对最大额定值 (38)6.3.工作条件 (39)6.3.1.通用工作条件 (39)6.3.2.上下电工作条件 (39)6.3.3.内嵌复位和LVD模块特性 (39)6.3.4.工作电流特性 (40)6.3.5.低功耗模式唤醒时间 (41)6.3.6.外部时钟源特性 (42)6.3.7.内部高频时钟源HSI特性 (44)6.3.8.内部低频时钟源LSI特性 (44)6.3.9.锁相环PLL特性 (44)6.3.10.存储器特性 (45)6.3.11.EFT特性 (45)6.3.12.ESD&LU特性 (45)6.3.13.端口特性 (45)6.3.14.NRST引脚特性 (46)6.3.15.ADC特性 (46)6.3.16.比较器特性 (47)6.3.17.温度传感器特性 (48)6.3.18.定时器特性 (48)6.3.19.通讯口特性 (49)7.封装信息 (53)7.1.LQFP32封装尺寸 (53)7.2.QFN32封装尺寸 (54)7.3.QFN20封装尺寸 (55)7.4.TSSOP20封装尺寸 (56)8.订购信息 (57)9.版本历史 (58)2.简介PY32F030系列微控制器采用高性能的32位ARM®Cortex®-M0+内核，宽电压工作范围的MCU。

APM32F103RCT7 基于 Arm Cortex-M3 内核的 32 位微控制器数据手册说明

数据手册DatasheetAPM32F103RCT7基于Arm® Cortex®-M3内核的32位微控制器版本：V1.1产品特性⏹内核32位Arm®wCortex®-M3内核最高96MHz工作频率⏹片上存储器Flash：256KBSRAM：64KB⏹时钟HSECLK：支持4~16MHz外部晶体/陶瓷振荡器LSECLK：支持32.768KHzw晶体/陶瓷振荡器HSICLK：出厂校准的8MHzwRC振荡器LSICLK：支持40KHzwRC振荡器PLL：锁相环，支持2~16倍频⏹电源与电源管理V DD范围：2.0～3.6VV DDA范围：2.0～3.6V备份域电源V BAT范围：1.8V～3.6V支持上电/掉电复位（POR/PDR）支持可编程电源电压检测器⏹低功耗模式支持睡眠、停机、待机三种模式⏹DMA两个DMA，DMA1有7个通道,DMA2有5个通道⏹调试接口JTAGSWD⏹I/O有51个I/O所有I/O都可以映射到外部中断向量最多有29个容忍5V输入的I/O⏹通信外设2个I2C接口（1Mbit/s），全部支持SMBus/PMBus3个USART，2个UART，支持ISO7816、LIN和IrDA等功能3个SPI（18Mbps）接口，其中两个支持I2S接口复用2个CAN，支持USBD和CAN可同时独立工作1个USBD⏹模拟外设3个12位的ADC，最多支持16个外部通道2个12位的DAC⏹定时器2个可以提供7通道PWM输出的16位高级定时器TMR1/8，支持死区生成和刹车输入等功能4个16位通用定时器TMR2/3/4/5，每个定时器有4个独立通道可以用来输入捕获、输出比较、PWM与脉冲计数等功能2个16位基本定时器TMR6/72个看门狗定时器：一个独立看门狗IWDT和一个窗口看门狗WWDT1个24位自减型系统定时器SyswTickwTimer⏹RTC支持日历、闹钟功能⏹84Bytes备份寄存器⏹CRC计算单元⏹96位唯一设备ID目录产品特性 (1)产品信息 (4)引脚信息 (5)引脚分布 (5)引脚功能描述 (5)功能描述 (11)系统架构 (11)内核 (13)中断控制器 (13)片上存储器 (13)时钟 (13)电源与电源管理 (15)低功耗模式 (15)DMA (16)GPIO (16)通信外设 (16)模拟外设 (18)定时器 (18)RTC (19)CRC (20)电气特性 (21)电气特性测试条件 (21)通用工作条件下的测试 (23)绝对最大额定值 (24)片上存储器 (25)时钟 (25)电源与电源管理 (27)功耗 (28)低功耗模式唤醒时间 (35)引脚特性 (35)通信外设 (37)模拟外设 (40)封装信息 (43)LQFP64封装图 (43)包装信息 (45)带状包装 (45)托盘包装 (46)订货信息 (48)常用功能模块命名 (49)版本历史 (50)APM32F103RCT7产品功能和外设配置请参阅下表。

ARM应用系统开发详解(入门资料)

ARM应用系统开发详解（入门资料）第1章ARM微处理器概述本章简介ARM微处理器的一些基本概念、应用领域及特点，引导读者进入ARM技术的殿堂。

本章主要内容：－ ARM及相关技术简介－ ARM微处理器的应用领域及特点－ ARM微处理器系列－ ARM微处理器的体系结构－ ARM微处理器的应用选型1.1 ARM－ADV ANCED RISC MachinesARM（ADV ANCED RISC Machines），既可以认为是一个公司的名字，也可以认为是对一类微处理器的通称，还可以认为是一种技术的名字。

1991年ARM公司成立于英国剑桥，主要出售芯片设计技术的授权。

目前，采用ARM技术知识产权（IP）核的微处理器，即我们通常所说的ARM微处理器，已遍及工业控制、消费类电子产品、通信系统、网络系统、无线系统等各类产品市场，基于ARM技术的微处理器应用约占据了32位RISC微处理器75％以上的市场份额，ARM技术正在逐步渗入到我们生活的各个方面。

ARM公司是专门从事基于RISC技术芯片设计开发的公司，作为知识产权供应商，本身不直接从事芯片生产，靠转让设计许可由合作公司生产各具特色的芯片，世界各大半导体生产商从ARM公司购买其设计的ARM微处理器核，根据各自不同的应用领域，加入适当的外围电路，从而形成自己的ARM微处理器芯片进入市场。

目前，全世界有几十家大的半导体公司都使用ARM公司的授权，因此既使得ARM技术获得更多的第三方工具、制造、软件的支持，又使整个系统成本降低，使产品更容易进入市场被消费者所接受，更具有竞争力。

1.2 ARM微处理器的应用领域及特点1.2.1 ARM微处理器的应用领域到目前为止，ARM微处理器及技术的应用几乎已经深入到各个领域：1、工业控制领域：作为32的RISC架构，基于ARM核的微控制器芯片不但占据了高端微控制器市场的大部分市场份额，同时也逐渐向低端微控制器应用领域扩展，ARM微控制器的低功耗、高性价比，向传统的8位/16位微控制器提出了挑战。

CortexM3微控制器概述

基于ARM低成本和高效的处理器设计方案，得到授权的厂商生产了多种多样的的处理器、单片机以及片上系统(SoC)。这种商业模式就是所谓的“知识产权授权”。
ARMv7架构的闪亮登场。在这个版本中，内核架构首次从单一款式变成3种款式。
款式A：设计用于高性能的“开放应用平台”——越来越接近电脑了
内建的嵌套向量中断控制器
Cortex-M3在内核水平上搭载了一颗中断控制器——嵌套向量中断控制器 NVIC(Nested Vectored Interrupt Controller)。
NVIC提供如下的功能： • 可嵌套中断支持 • 向量中断支持 • 动态优先级调整支持 • 中断延迟大大缩短 • 中断可屏蔽
存储器映射
从图中可见，不像其它的ARM架构，它们的存储器映射由半导体厂家说了算， Cortex-M3预先定义好了“粗线条的”存储器映射。通过把片上外设的寄存器映射到外设区，就可以简单地以访问内存的方式来访问这些外设的寄存器，从而控制外设的工作。
中断和异常
虽然CM3是支持240个外中断的，但具体使用了多少个是由芯片生产商决定。 CM3还有一个NБайду номын сангаасI (不可屏蔽中断)输入脚。当它被置为有效(assert)时， NMI服务例程会无条件地执行。
开发工具
在开始使用Cortex-M3之前，需要准备好一些开发工具，典型的如： • 编译器/汇编器：把C和汇编源程序转换成目标文件。几乎所有的C编译器套件都包含了对应的汇编器。 • 指令系统模拟器：模拟指令的执行，用于在软件开发早期的调试。 • 在线仿真器 ( ICE) 或者调试探测器 ( probe) ：连接到电脑和目标板上的调试硬件，与目标板的接口通常是 JTAG或 SW。 • 一块开发板。 • 跟踪捕捉仪：可选的硬件设备和周边软件，可以用它来捕捉来自DWT以及ITM 的输出，并且以可读的形式显示出来。 • 嵌入式操作系统：在单片机上运行的操作系统。这也是一个可选件，许多简单的应用程序不需要操作系统。但是在开发复杂度较高或者有高性能指标的系统时，常常需要使用。

HC32L130 HC32L136系列32位ARM Cortex-M0+微控制器数据手册说明书

HC32L130系列/ HC32L136系列32位ARM® Cortex®-M0+ 微控制器数据手册产品特性⚫48MHz Cortex-M0+ 32 位CPU 平台⚫HC32L130/HC32L136 系列具有灵活的功耗管理系统，超低功耗性能–0.5μA @ 3V深度休眠模式：所有时钟关闭，上电复位有效，IO状态保持，IO中断有效，所有寄存器，RAM和CPU 数据保存状态时的功耗–0.9μA @3V深度休眠模式+ RTC工作–7μ***********低速工作模式：CPU 和外设运行，从Flash运行程序–35μA/MHz@3V@24MHz休眠模式：CPU 停止，外设运行，主时钟运行–130μA/MHz@3V@24MHz工作模式：CPU 和外设运行，从Flash运行程序–4μS超低功耗唤醒时间，使模式切换更加灵活高效，系统反应更为敏捷⚫64K字节Flash存储器，具有擦写保护功能⚫8K字节RAM存储器，附带奇偶校验，增强系统的稳定性⚫通用I/O 引脚(56IO/64pin, 40IO/48pin, 26IO/32pin, 23IO/28pin)⚫时钟、晶振–外部高速晶振 4 ~ 32MHz–外部低速晶振32.768KHz–内部高速时钟4/8/16/22.12/24MHz–内部低速时钟32.8/38.4KHz–PLL时钟8 ~ 48MHz–硬件支持内外时钟校准和监控⚫定时器/计数器–3个1通道互补通用16位定时器–1个3通道互补输出16位定时器–1个低功耗16位定时器–3个高性能16位定时器/计数器，支持PWM 互补，死区保护功能–1个可编程16位定时器PCA，支持捕获比较，PWM输出–1个超低功耗脉冲计数器PCNT，具备低功耗模式下自动定时唤醒功能，最大定时达1024秒–1个20位可编程看门狗电路，内建专用10KHz振荡器提供WDT 计数⚫通讯接口–2路UART标准通讯接口–2路LPUART低功耗通讯接口，深度休眠模式下可工作–2路SPI 标准通讯接口–2路I2C 标准通讯接口⚫蜂鸣器频率发生器，支持互补输出⚫硬件万年历RTC 模块⚫硬件CRC-16/32 模块⚫硬件32位除法器⚫AES-128 硬件协处理器⚫TRNG 真随机数发生器⚫2通道DMAC⚫4*40 / 6*38 / 8*36 LCD驱动⚫全球唯一10字节ID 号⚫12位1Msps采样的高速高精度SARADC，内置运放，可测量外部微弱信号⚫集成3个多功能运算放大器⚫集成6位DAC 和可编程基准输入的2路VC ⚫集成低电压侦测器，可配置16阶比较电平，可监控端口电压以及电源电压⚫SWD 调试解决方案，提供全功能调试器⚫工作条件：-40 ~ 85℃，1.8 ~ 5.5V⚫封装形式：QFN32,LQFP64/48,TSSOP28支持型号声明➢华大半导体有限公司（以下简称：“HDSC”）保留随时更改、更正、增强、修改华大半导体产品和/或本文档的权利，恕不另行通知。

第2章 ARM微处理器概述

第2章 ARM微处理器概述
本章目标
ARM微处理器的应用与选型
ARM微处理器的数据类型和工作状态 ARM微处理器工作模式 ARM微处理器的寄存器

2.1 ARM微处理器概述
问题
ARM微处理器有哪些技术特点，其应用在哪些领
域？
重点
ARM微处理器的技术特点。
内容
ARM微处理器的技术特点和其应用领域。
ARM 以其高性能和低成本，在该领域的地位日益巩固。

网络系统：
随着宽带技术的推广，采用ARM 技术的ADSL 芯片正逐
步获得竞争优势。此外，ARM 在语音及视频处理上行了优化，并获得广泛支持，也对DSP 的应用领域提出了挑战。

消费类电子产品：
ARM 技术在目前流行的数字音频播放器、数字机顶盒和
2.2.2 ARM体系结构版本
任务：了解ARM体系结构的各个版本及其特点
ARM指令集体系结构，从最初开发至今已有
了重大改进，而且将会不断完善和发展。为了精确表达每个ARM实现中所使用的指令集，到目前ARM体系结构共定义了6个版本，各版本特点如下：
Version 1（v1）
基本数据处理指令（不包括乘法指令）；
Version 3（v3）

该版本推出32位寻址能力，主要结构扩展变化为： 32 位地址总线，但除版本3G（版本3的一个变种）外其他版本是向前兼容的，支持26 位地址总线；当前程序状态信息从原来的R15移到一个新的寄存器CPSR（Current Program Status Register，当前程序状态寄存器）中；增加了SPSR（Saved Program Status Register，备份程序状态寄存器），用于在程序异常中断程序时，保存被中断程序的程序状态；增加了两种处理器模式，使操作系统代码可以方便地使用数据访问中止异常、指令预取中止异常和未定义指令异常；增加了指令MSR和MRS，用于访问CPSR和SPSR；增加了原来的从异常返回的指令。

ARM的七种工作模式

ARM的七种⼯作模式⼀、ARM处理器7种⼯作模式（特权模式特权模式异常模式）1. ⽤户模式（USR）：正常程序执⾏模式，不能直接切换到其他模式2. 系统模式（SYS）：运⾏操作系统的特权任务，与⽤户模式类似，但具有可以直接切换到其他模式等特权3. 快中断模式（FIQ）：⽀持⾼速数据传输及通道处理，FIQ异常响应时进⼊此模式4. 中断模式（IRQ）：⽤于通⽤中断处理，IRQ异常响应时进⼊此模式5. 管理模式（SVC）：操作系统保护模式，系统复位和软件中断响应时进⼊此模式（由系统调⽤执⾏软中断SWI命令触发）6. 中⽌模式（ABT）：⽤于⽀持虚拟内存和/或存储器保护，在ARM7TDMI没有⼤⽤处7. 未定义模式（UND）：⽀持硬件协处理器的软件仿真，未定义指令异常响应时进⼊此模式8. 表3-1 ARM处理器⼯作模式处理器⼯作模式特权模式异常模式说明⽤户（user）模式⽤户程序运⾏模式系统（system）模式该组模式下可以任意访问系统资源运⾏特权级的操作系统任务⼀般中断（IRQ）模式通常由系统异常状态切换进该组模式普通中断模式快速中断（FIQ）模式快速中断模式管理（supervisor）模式提供操作系统使⽤的⼀种保护模式，swi命令状态中⽌（abort）模式虚拟内存管理和内存数据访问保护未定义指令终⽌（undefined）模式⽀持通过软件仿真硬件的协处理CPU的模式可以简单的理解为当前CPU的⼯作状态，⽐如：当前操作系统正在执⾏⽤户程序，那么当前CPU⼯作在⽤户模式，这时⽹卡上有数据到达，产⽣中断信号，CPU⾃动切换到⼀般中断模式下处理⽹卡数据（普通应⽤程序没有权限直接访问硬件），处理完⽹卡数据，返回到⽤户模式下继续执⾏⽤户程序。

特权模式除⽤户模式外，其它模式均为特权模式（Privileged Modes）。

ARM 内部寄存器和⼀些⽚内外设在硬件设计上只允许（或者可选为只允许）特权模式下访问。

此外，特权模式可以⾃由的切换处理器模式，⽽⽤户模式不能直接切换到别的模式。

arm工作模式

arm工作模式ARM工作模式。

ARM（Advanced RISC Machines）是一种基于精简指令集（RISC）架构的处理器架构，广泛应用于移动设备、嵌入式系统和消费电子产品中。

ARM处理器具有低功耗、高性能和灵活的特点，支持多种工作模式，本文将介绍ARM处理器的工作模式及其特点。

1. 用户模式。

用户模式是ARM处理器的普通工作模式，也是处理器上电后的初始工作模式。

在用户模式下，处理器可以执行大多数指令和访问大多数资源，但受到一定的限制，无法直接执行特权指令或者访问特权资源。

用户模式下的程序运行在用户空间，只能访问自己的地址空间，不能直接访问操作系统或者其他程序的地址空间。

用户模式是保护系统安全和稳定性的重要手段，有效隔离了不同程序和用户之间的资源访问，防止恶意程序对系统造成破坏。

2. 特权模式。

特权模式是ARM处理器的特殊工作模式，也称为监管模式或者系统模式。

在特权模式下，处理器可以执行特权指令和访问特权资源，例如修改控制寄存器、访问系统内存等。

特权模式通常由操作系统内核或者系统软件使用，用于管理系统资源、处理异常和中断、执行特权操作等。

特权模式下的程序运行在内核空间，拥有更高的权限和更广泛的资源访问能力，可以对系统进行更深层次的控制和管理。

3. 异常模式。

异常模式是ARM处理器的响应异常事件的工作模式，也称为异常处理模式。

在异常模式下，处理器响应异常事件，暂停当前程序的执行，转而执行异常处理程序，处理异常事件并恢复正常的程序执行。

异常事件包括中断、陷阱、系统调用等，可以由硬件、软件或者外部设备触发。

异常模式是保证系统安全和稳定性的重要手段，有效处理和响应异常事件，防止系统崩溃或者数据丢失。

4. 睡眠模式。

睡眠模式是ARM处理器的低功耗工作模式，也称为休眠模式或者省电模式。

在睡眠模式下，处理器暂停大部分工作，降低主频和电压，以减少功耗和延长电池续航时间。

睡眠模式通常由操作系统或者应用程序使用，用于在设备空闲或者长时间不使用时，自动进入低功耗状态。

ARM处理器工作模式

除了用户模式以外，其他6种处理器模式可以称为特权模式，在这些模式下，程序可以访问所有的系统资源，也可以任意地进行处理器模式的切换。

其中除了系统模式外的其他5种特权模式又称为异常模式。

处理器模式可以通过软件来切通用寄存器通常又可以分为下面3类。

n 未备份寄存器：包括R0～R7。

n 备份寄存器：包括R8～R14。

n 程序计数器PC：即R15。

1）未备份寄存器R0～R7对于每个未备份寄存器来说，在所有的处理器模式下指的都是同一个物理寄存器，在异常中断造成处理器模式切换时，由于不同的处理器模式使用相同的物理寄存器，可能造成寄存器中数据被破坏。

未备份寄存器没有被系统用于特别的用途，任何可采用通用寄存器的应用场合都可以使用未备份寄存器。

2）备份寄存器R8～R14备份寄存器中的每个寄存器对应于两个不同的物理寄存器。

例如，当使用快速中断模式下的寄存器时，寄存器R8和寄存器R9分别记做R8_fiq和R9_fiq，当使用用户模式下的寄存器时，寄存器R8和寄存器R9分别记做R8_usr和R9_usr 等。

在这两种情况下使用的是不同的物理寄存器，系统没有将这几个寄存器用于任何的特殊用途。

中断处理非常简单，仅仅使用R8～R14寄存器时，FIQ处理程序可以不必执行保存和恢复中断现场的指令，从而可以使中断处理过程很迅速。

2）Q标志位在ARM v5的E系列处理器中，CPSR的bit[27]称为Q标志位，主要用于指示增强的DSP指令是否发生了溢出，同样的，SPSR的bit[27]也称为Q标志位，用于在异常中断发生时保存和恢复CPSR中的Q标志位。

3）CPSR中的控制位CPSR的低8位I、F、T及M[4：0]统称为控制位，当异常中断发生时这些位发生变化。

在特权级的处理器模式下，软件可以修改这些控制位。

① I中断禁止位当I＝1时禁止IRQ中断。

当F＝1时禁止FIQ中断。

通常一旦进入中断服务程序可以通过置位I和F来禁止中断，但是在本中断服务程序退出前必须恢复原来I、F位的值。

单片机四种工作模式

外部中断模式：interrupt request ：用于通常的中断处理
管理模式：supervisor：操作系统使用的保护模式
数据访问终止模式：abort：当数据或指令预取终止时进入该模式，可用于虚拟存储和存储保护
系统模式：system：运行具有特权的操作系统任务
未定义指令中断模式：undefined：当未定义的指令执行时进入该模式，可用于支持硬件
arm的工作模式改变可以由软件改变、也可以由外部中断或者异常处理改变。除了usr之外其他模式称为特权模式，除了usr和system其他模式称为异常模式，用于处理中断和异常，或者访问受保护的系统资源等。
首先把arm处理器的工作模式和工作状态区分开，工作状态只有arm状态和thumb状态，主要区别就是执行的指令的长度不一样，前者是字指令后者是半字指令。
arm的工作模式有7种：
用户模式 user mБайду номын сангаасde：用于执行正常程序
快速中断模式：fast interrupt request：用于高速数据传输

嵌入式习题集（含答案）

1、 ARM 微处理器有 7种工作模式，它们分为两类非特权模式、特权模式。

其中用户模式属于非特权模式ARM 处理器有两种总线架构，数据和指令使用同一接口的是冯诺依曼，数据和指令分开使用不同接口的是哈佛结4、 ARM 微处理器复位后，PC 的地址通常是 0x0 ，初始的工作模式是Supervisor 。

5、编译链接代码时，有两种存储代码和数据的字节顺序，一种是小端对齐，另一种是大端对齐计算机有CISC 和RISC 两种类型，以ARM 微处理器为核心的计算机属于 RISC 类型，其指令长度是定长的1、目前使用的嵌入式操作系统主要有哪些？请举出六种较常用的。

Windows CE/Windows Mobile 、VxWork 、Linux 、uCos 、Symbian 、QNX 任选六2、ARM 系统中的堆栈有四种，如下图。

请按图标出四种堆栈的类型。

A TPCS 编程规范约定使用的堆栈是哪一种？答：FD 、FA 、ED 、EA 。

A TPCS 编程规范约定使用的堆栈是FD3、Boot Loader 在嵌入式系统中主要起什么作用？完成哪些主要的工作？答：Boot Loader 是在嵌入式系统复位启动时，操作系统内核运行前，执行的一段程序。

通过Boot Loader ，初始化硬件设备，建立内存和I/O 空间映射图，为最终加载操作系统内核调整好适当的系统软硬件环境。

4、搭建嵌入式开发环境，连接目标板，一般使用什么通信接口连接？在Windows 主机上使用什么软件建立连接？在Linux 主机上使用什么软件建立连接？1、答：RS-232，以太网口、并口在Windows 主机上使用超级终端软件在Linux 主机上使用Minicom 软件5嵌入式开发环境主要包括哪些组件？嵌入式系统开发需要交叉编译和在线调试的开发环境，主要包括● 宿主机● 目标机（评估电路板）● 基于JTAG 的ICD 仿真器、或调试监控软件、或在线仿真器ICE● 运行于宿主机的交叉编译器和链接器、以及开发工具链或软件开发环境● 嵌入式操作系统7 目前使用的嵌入式操作系统主要有哪些？请举出六种较常用的。

cortex-m3工作模式_工作原理_理论说明以及概述

cortex-m3工作模式工作原理理论说明以及概述1. 引言1.1 概述Cortex-M3是一款基于ARM架构的微控制器处理器，它在嵌入式系统中具有广泛应用的能力。

该处理器以低功耗、高性能和可靠性著称，广泛应用于各种嵌入式系统中，如汽车电子、智能家居、医疗设备等领域。

本文将对Cortex-M3的工作模式和工作原理进行深入探讨，并介绍了相关的理论知识。

1.2 文章结构本文共分为5个部分。

首先，在引言部分简要介绍了Cortex-M3处理器的概述、应用领域和重要性。

其次，在第2部分“Cortex-M3工作模式”中，我们将详细解释什么是Cortex-M3的工作模式，并列举常见的工作模式及其特点，最后还将介绍工作模式之间的切换过程。

第3部分“Cortex-M3工作原理”将对该处理器的架构概述、处理器核心详解以及访存交互机制进行详细说明。

然后，第4部分“Cortex-M3理论说明”将介绍ARM指令集简介、硬件保护和栈管理以及特殊功能寄存器(SFR)的作用和使用方法。

最后，在第5部分“结论”中，我们将对全文进行总结，并提出进一步研究方向的建议。

1.3 目的本文的目的在于全面了解和掌握Cortex-M3处理器的工作模式、工作原理以及相关理论知识。

通过学习本文，读者将能够理解Cortex-M3在嵌入式系统中运行的方式和机制，从而为嵌入式系统设计与开发提供有力支持。

同时，本文还可以为进一步深入研究该领域奠定基础，并为相关技术人员提供参考资料。

2. Cortex-M3工作模式:2.1 工作模式定义:Cortex-M3是一种高性能、低功耗的32位嵌入式处理器核，具备多种工作模式以满足不同应用需求。

工作模式是指处理器在执行任务时所处的状态。

2.2 常见的工作模式:在Cortex-M3中，常见的工作模式包括运行、睡眠和待机。

以下分别介绍这些工作模式：- 运行（Run）：在运行模式下，处理器核心处于正常运行状态，可以执行指令，并响应中断请求。

ARM处理器的工作模式

器
ARM处理器v4及以上版本有37个32位的寄存
其中31个为通用寄存器；6个为状态寄存器。
– 31个通用寄存器
R0～R15； R13_svc、R14_svc； R13_abt、R14_abt； R13_und、R14_und； R13_irq、R14_irq； R8_fiq-R14_fiq
– 6 个状态寄存器
①系统上电复位后进入管理模式，运行系统初始化程序，如中断允许/禁止，主时钟设置，SDRAM配置，各个功能模块初始化等。 ②当执行软件中断指令SWI时，进入管理模式。
1.1.2 ARM处理器的工作模式(4)
• 处理器模式的切换方式：
– 软件控制进行切换。 – 通过外部中断和异常进行切换
处理器启动时的模式转换图
– T控制(标志)位——反映处理器的运行状态
• T=1时，程序运行于Thumb状态 • T=0时，程序运行于ARM状态
– M控制位——决定了处理器的运行模式
• 当发生异常时这些位被改变。 • 如果处理器运行在特权模式，这些位也可以由程序修改。
1.2.3 ARM9的状态寄存器(4)
3、保留位
CPSR中的其余位为保留位，当改变CPSR中的条件码标志位或者控制位时，保留位不要改变，在程序中也不要使用保留位来存储数据。保留位将用于ARM版本的扩展。
•
从Thumb状态切换到ARM状态
有两种情况ARM处理器自动切换到Thumb状态。（1）执行BX指令，当操作数寄存器的位[0]为0时，则微处理器从Thumb状态切换到ARM状态。（2）当处理器在Thumb状态时发生异常（如IRQ、FIQ、 Undef等），则处理器从Thumb状态自动切换到ARM状态进行异常处理
1.1 ARM处理器的工作状态和模式(3)

arm课后习题及答案

第 1 章嵌入式系统基础1. 什么是嵌入式系统？它由哪几部分组成？有何特点？写出你所想到的嵌入式系统。

答：(1)定义：国内对嵌入式系统的一般定义是：以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，从而能够适应实际应用中对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求的专用计算机系统。

(2)组成：嵌入式处理器、外围设备、嵌入式操作系统和应用软件等几部分组成。

(3)特点： a. 软硬件一体化，集计算机技术、微电子技术、行业技术于一体；b. 需要操作系统支持，代码小，执行速度快；c. 专用紧凑，用途固定，成本敏感；d. 可靠性要求高；e. 多样性，应用广泛，种类繁多。

(4)嵌入式系统：个人数字助理(PDA、机顶盒(STB、IP电话。

2. 嵌入式处理器分为哪几类？答：( 1、低端的微控制器( MicroController Unit,MCU 、；( 2、中高端的嵌入式微处理器( Embeded MicroProcessor Unit,EMPU 、；(3)通信领域的DSP处理器(Digital Signal ProcessorQSP );(4、高度集成的片上系统( System on Chip,SoC、。

3. ARM英文原意是什么？它是一个怎样的公司？其处理器有何特点？答：(1、英文原意：Advaneed RISC Machines。

高级精简指令集机器。

(2)公司简介：该公司是全球领先的16/32位RISC微处理器知识产权设计供应商，通过将其高性能、低成本、低功耗的RISC微处理器、外围和系统芯片设计技术转让给合作伙伴来生产各具特色的芯片。

ARh公司已成为移动通信、手持设备、多媒体数字消费嵌入式解决方案的RISC标准。

(3)其处理器特点： a. 小体积、低功耗、低成本而高性能； b.16/32 位双指令集； c. 全球的合作伙伴众多。

4. 什么是实时系统？它有哪些特征？如何分类？答：(1)实时系统的定义：实时系统(Real Time System)是指产生系统输出的时间对系统至关重要的系统。

ARM处理器的工作模式

ARM处理器有7种工作模式:
1）用户模式USR（user mode）：ARM的正常运行模式，通常用来执行一般的应用程序。

2）快速中断模式FIQ（fast interrupt mode)：由外部触发FIQ管脚，支持高速数据传输或通道处理。

3）中断模式IRQ（interrupt mode）：由外部触发IRQ管脚，用于一般外部中断的处理。

4）管理模式SVC（supervisor mode）：操作系统的保护模式。

5）中止模式ABT（abort mode）：数据或者指令预取出现错误或异常时进入此模式，可用于支持虚拟内存和/或内存保护。

6）系统模式SYS（system mode）：运行具有特权的操作系统任务。

7）未定义模式UND（undefined mode）：当未定义指令被执行时进入此模式，可用于支持硬件协处理器的软件仿真。

除用户模式外的其他模式被称为特权模式，其中除去用户模式和系统模式以外的5种模式又称为异常模式。

可以通过软件改变ARM处理器的工作模式，外部中断或异常处理也可以引起模式发生改变。

大多数应用程序在用户模式下执行。

当处理器工作在用户模式时，正在执行的程序不能访问某些被保护的系统资源，也不能改变模式，除非异常发生。

当特定的异常出现时，进入相应模式。

每种模式都有某些附加的寄存器，以避免不可靠状态的出现。

系统模式与用户模式有完全相同的寄存器，但它是特权模式，不受用户模式的限制，它供需要访问系统资源的操作系统使用。

stm32f103工作原理

STM32F103工作原理解析引言STM32F103是一款由意法半导体（STMicroelectronics）推出的32位ARM Cortex-M3内核的微控制器。

它是一款功能强大且广泛应用的微控制器，常用于工业自动化、电机控制、嵌入式系统等领域。

本文将详细解释STM32F103的工作原理，包括芯片架构、时钟系统、外设模块和程序执行过程等方面。

芯片架构STM32F103采用了哈佛结构的体系结构，具有较高的运行效率和较低的功耗。

它的主要组成部分包括核心处理器、存储器、外设模块和时钟系统。

核心处理器STM32F103采用了ARM Cortex-M3内核，这是一款32位的RISC处理器。

它具有高性能、低功耗和高代码密度的特点。

Cortex-M3内核包含了ARM Thumb-2指令集，支持从1到4字节的指令，并且具有较好的代码压缩能力。

存储器STM32F103具有多种类型的存储器，包括闪存、SRAM和备份寄存器。

闪存用于存储程序代码和常量数据，具有较大的容量和较快的访问速度。

SRAM用于存储变量和堆栈数据，具有较快的读写速度。

备份寄存器用于存储关键数据，例如时钟设置和唯一设备ID等。

外设模块STM32F103内置了丰富的外设模块，包括通用输入输出口（GPIO）、串行通信接口（USART）、定时器、模拟数字转换器（ADC）等。

这些外设模块可以通过寄存器配置和控制来实现各种功能，例如数据输入输出、通信、计时和信号转换等。

时钟系统时钟系统是STM32F103的重要组成部分，它提供了系统时钟和外设时钟。

STM32F103具有多个时钟源，包括内部RC振荡器、外部晶体振荡器和外部时钟输入。

时钟系统还包括PLL锁相环，可以通过倍频和分频来生成不同频率的系统时钟。

时钟系统时钟系统是STM32F103的核心部分，它为整个芯片提供了时序控制和同步功能。

时钟系统包括系统时钟和外设时钟两部分。

系统时钟系统时钟是STM32F103内部各模块运行所需的时钟信号。

stm32工作原理

stm32工作原理STM32是一款基于ARM Cortex-M内核的微控制器系列。

其工作原理可分为以下几个步骤：1. 外部输入：STM32可以从外部获取各种输入信号，如按键、传感器数据等。

这些信号通过引脚外部连接到微控制器的GPIO引脚上。

2. 时钟系统：STM32内部有一套复杂的时钟系统，用于提供时钟信号给各个模块和外设。

时钟信号可以来自外部晶振或是内部振荡器。

时钟分频器可以将时钟信号分频为不同频率供给不同模块使用。

3. 中央处理器（CPU）：STM32内部集成了ARM Cortex-M内核的处理器，用于执行程序。

CPU通过总线（如系统总线、外设总线等）连接各个模块和外设，实现数据的输入、计算和输出。

4. 存储器：STM32内部包含多种存储器，如闪存（Flash）、随机存储器（SRAM）等。

闪存用于存储程序代码和常量数据，SRAM用于存储变量数据和临时数据。

5. 外设控制器：STM32可以通过外设控制器来连接和控制各种外设，如串口、SPI、I2C、定时器等。

外设控制器负责从外设接收数据、发送数据和配置外设的工作模式。

6. 中断控制器：STM32内部集成了中断控制器，用于处理外部中断事件和内部中断事件。

外部中断可以来自外部信号的触发，如按键按下、传感器触发等；内部中断可以来自特定的程序事件，如计时器溢出、数据接收完成等。

7. 电源管理单元：STM32内部集成了电源管理单元，用于控制供电和功耗。

电源管理单元可以调整芯片的工作电压和时钟频率，以实现低功耗运行和省电模式。

通过以上步骤，STM32微控制器可以实现各种应用，如嵌入式系统、物联网设备、工业控制等。

它的工作原理是通过CPU执行程序、控制外设和处理中断事件，从而完成各种任务和功能。

深入浅出arm cortex-m微控制器原理与实践

深入浅出arm cortex-m微控制器原理与实践1. 引言1.1 概述在当今数字化时代，嵌入式系统已经广泛应用于各行各业的领域中，而ARM Cortex-M微控制器作为其中最为重要的一种技术，因其高性能、低功耗、低成本等优势而备受关注。

ARM Cortex-M系列微控制器不仅在智能手机、平板电脑等消费电子产品中得到了广泛应用，还在汽车电子、医疗设备和工业自动化等领域中发挥着举足轻重的作用。

本文将深入浅出地介绍ARM Cortex-M微控制器的原理与实践，旨在帮助读者全面了解和掌握这一技术。

文章将从ARM体系结构简介开始，逐步讲解Cortex-M系列微控制器的特点及其在不同领域中的应用情况。

接着，我们将对Cortex-M微控制器进行原理解析，包括寄存器架构与功能、中断与异常处理机制以及存储器管理单元(MPU)的简介。

最后，我们会提供开发环境搭建与入门指南，并分享一些嵌入式开发基础实践案例和调试技巧与最佳实践建议。

1.2 文章结构本文主要分为五个部分，除了引言部分外，还包括ARM Cortex-M微控制器介绍、ARM Cortex-M微控制器原理解析、ARM Cortex-M微控制器应用实践以及结论与展望。

1.3 目的本文的目的是为读者提供一个系统化、全面且易于理解的资源，以便深入学习和应用ARM Cortex-M微控制器。

我们希望通过本文的阐述，读者能够对Cortex-M系列微控制器的特点、原理和应用实践有更加清晰的了解，并能够使用所学知识进行嵌入式开发，并在实际项目中取得良好的效果。

同时，我们也展望了未来ARM Cortex-M微控制器发展趋势，并探讨了研究与实践在该领域中的价值和意义。

2. ARM Cortex-M微控制器介绍:2.1 ARM体系结构简介:ARM（Advanced RISC Machines）体系结构是一种精简指令集计算机（Reduced Instruction Set Computing, RISC），它在嵌入式系统领域应用广泛。

ARM处理器的工作模式解析课件 (二)

ARM处理器的工作模式解析课件 (二)- ARM处理器的工作模式解析课件1. ARM处理器的基本概念- ARM处理器是一种基于RISC架构的处理器，其指令集简单、执行速度快，广泛应用于移动设备、嵌入式系统等领域。

- ARM处理器的架构分为三个级别：应用级别、操作系统级别和硬件级别，每个级别都有其独特的功能和特点。

2. ARM处理器的工作模式- ARM处理器的工作模式包括用户模式、系统模式、中断模式、快速中断模式、监控模式和特权模式。

- 用户模式是最基本的工作模式，应用程序在此模式下运行，只能访问用户空间的资源。

- 系统模式是用于系统级别的操作，如进程切换、内存管理等。

- 中断模式是处理中断请求的模式，当有中断请求时，ARM处理器会自动切换到中断模式。

- 快速中断模式是一种优化的中断模式，用于处理高优先级的中断请求。

- 监控模式是一种特殊的模式，用于处理异常情况，如非法指令、页错误等。

- 特权模式是最高权限的模式，只有在特权模式下才能执行特权指令，如访问CPU寄存器、修改页表等。

3. ARM处理器的切换- ARM处理器的切换是通过中断请求、异常情况或特权指令触发的。

- 切换时，ARM处理器会将当前状态的寄存器值保存到堆栈中，然后根据切换条件进入相应的模式。

- 切换后，处理器会从堆栈中恢复相应模式的寄存器值，继续执行相应的指令。

4. ARM处理器的应用- ARM处理器广泛应用于移动设备、嵌入式系统、网络设备等领域。

- 在移动设备中，ARM处理器的低功耗、高性能、小尺寸等特点得到了广泛应用，如iPhone、iPad等。

- 在嵌入式系统中，ARM处理器的可靠性、可定制性、低功耗等特点得到了广泛应用，如智能家居、医疗设备等。

- 在网络设备中，ARM处理器的高性能、低功耗、可扩展性等特点得到了广泛应用，如路由器、交换机等。

5. ARM处理器的未来- 随着物联网、人工智能等新兴技术的发展，ARM处理器的应用领域将进一步扩展。

ARM微控制器工作模式

中微半导体 CMS32M57xx 32位电机微控制器 数据手册说明书

PY32F030系列32位ARM

APM32F103RCT7 基于 Arm Cortex-M3 内核的 32 位微控制器 数据手册说明

ARM应用系统开发详解(入门资料)

CortexM3微控制器概述

HC32L130 HC32L136系列32位ARM Cortex-M0+微控制器数据手册说明书

第2章 ARM微处理器概述

ARM的七种工作模式

arm工作模式

ARM处理器工作模式

单片机四种工作模式

嵌入式习题集（含答案）

cortex-m3工作模式_工作原理_理论说明以及概述

ARM处理器的工作模式

arm课后习题及答案

ARM处理器的工作模式

stm32f103工作原理

stm32工作原理

深入浅出arm cortex-m微控制器原理与实践

ARM处理器的工作模式解析课件 (二)

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