一、什么是STM32?

對于STM32，從字面意思上來理解，ST是意法半導(dǎo)體，M是Microelectronics的縮寫，其中32表示的是32位，那么整合起來理解就是：STM32就是指的ST公司開發(fā)的32位微控制器。在如今的32位控制器中，STM32可以說是最閃耀光彩奪目的新星，所以也造就了STM32被現(xiàn)在的大多數(shù)工程師以及市場所青睞，對它是寵愛有加啊!

STM32系列基于專門要求高性能，低成本，低功耗的嵌入式應(yīng)用專門設(shè)計的ARM Cortex-M0，Cortex-M1，Cortex-M3，Cortex-M4，Cortex-M7等。其中Cortex-M0主打的是低功耗和混合信號的處理，M3主要用來替代ARM7，重點側(cè)重能耗和性能的均衡，而M7則重點放在高性能控制運算領(lǐng)域。

二、接下來我們看一下Cortex-M0的結(jié)構(gòu)框圖

Cortex-M0 微處理器主要包括處理器內(nèi)核、嵌套向量中斷控制器(NVIC)、調(diào)試子系統(tǒng)、內(nèi)部總線系統(tǒng)構(gòu)成。Cortex-M0 微處理器通過精簡的高性能總線(AHB-LITE)與外部進行通信。

三、Cortex-M0特性

(1) Thumb 指令集，高效、高代碼密度;

(2) 高性能，使用ARMv6-M的體系架構(gòu);

(3) 中斷數(shù)量可配置(1~32 個)，4 級中斷優(yōu)先級，低中斷切換時延，提供不可屏蔽中斷(NMI)輸入保障高可靠性系統(tǒng);

(4) 門電路少，低功耗，處理器可在休眠狀態(tài)下掉電以降低功耗，還可被 WIC 喚醒;

(5) 與 Cortex-M1 處理器兼容，向上兼容 Cortex-M3 和 Cortex-M4 處理器，可以很容易地升級到 Cortex-M3。Cortex-M3 和 Cortex-M4 移植到 Cortex-M0 也非常簡單。

(6) 支持多種嵌入式操作系統(tǒng)，也被多種開發(fā)組件支持，包括 MDK(ARM Keil 微控制器開發(fā)套件)、RVDS(ARM RealView 開發(fā)組件)、IAR C 編譯器等。

四、Cortex-M0工作模式

Cortex-M0有兩種工作模式和兩種工作狀態(tài)，分別如下:

(1) 線程模式(Thread Mode)：

芯片復(fù)位后，即進入線程模式，執(zhí)行用戶程序;

(2) 處理模式(Handler Mode)。

當(dāng)處理器發(fā)生了異?；蛘咧袛?，則進入處理模式進行處理、處理完成后返回線程模式。

(3) Thumb狀態(tài)：正常運行時處理器的狀態(tài)

(4) 調(diào)試狀態(tài)：調(diào)試程序時處理器的狀態(tài)

五、Cortex-M0寄存器組——通用寄存器

Cortex-M0 處理器內(nèi)核有 13 個通用寄存器以及多個特殊寄存器，如圖 所示。具體介紹如下：

(1) R0-R12：通用寄存器。其中 R0-R7 為低端寄存器，可作為 16 位或 32 位指令操作數(shù)，R8-R12 為高端寄存器，只能用作 32 位操作數(shù)

(2) R13：堆棧指針 SP，Cortex-M0 在不同物理位置上存在兩個棧指針，主棧指針 MSP，進程棧指針 PSP。在處理模式下，只能使用主堆棧，在線程模式下，可以使用主堆棧也可以使用進程堆棧，這主要是由 CONTROL 寄存器控制完成。系統(tǒng)上電的默認(rèn)棧指針是MSP

(3) R14：連接寄存器(LR)，用于存儲子程序或者函數(shù)調(diào)用的返回地址

(4) R15：程序計數(shù)器(PC)，存儲下一條將要執(zhí)行的指令的地址。

六、Cortex-M0異常和中斷

Cortex-M0 處理器最多支持 32 個外部中斷(通常稱為 IRQ)和一個不可屏蔽中斷(NMI)，

另外 Cortex-M0 還支持許多系統(tǒng)異常(Reset、HardFault、SVCall、PendSV、SysTick)，它們主要用于操作系統(tǒng)和錯誤處理，參見下表

七、Cortex-M0指令集

ARM處理器支持兩種指令集：ARM 和 Thumb。

EPSR寄存器的T標(biāo)志位負(fù)責(zé)指令集的切換，Cortex-M0只支持Thumb指令。

ARM指令集

32位精簡指令集;

指令長度固定;

降低編碼數(shù)量產(chǎn)生的耗費，減輕解碼和流水線的負(fù)擔(dān);

Thumb指令集

Thumb指令集是ARM指令集的一個子集;

指令寬度16位;

與32位指令集相比，大大節(jié)省了系統(tǒng)的存儲空間;

Thumb指令集不完整，所以必須配合ARM指令集一同使用。

注：Thumb 與 ARM 相比，代碼體積小了 30%，但性能也低了 20%。2003 年，ARM 公司引入了 Thumb-2 技術(shù)，具備了一些 32 位的 Thumb 指令，使得原來很多只有 ARM 指令能夠完成的功能，用 Thumb 指令也可以完成了。Cortex-M0 基于的 ARMv6-M 體系結(jié)構(gòu)，該體系結(jié)構(gòu)的處理器只是用了16位Thumb指令和部分32位Thumb指令

八、STM32的應(yīng)用

九、STM32產(chǎn)品命名規(guī)范

十、總結(jié)

通過本篇幅的整理的在學(xué)習(xí)STM32之前我們應(yīng)該先去做的一些預(yù)備工作，從Cortex-M0先入手，去一步步的深入到最終的STM32學(xué)習(xí)旅途中去，希望可以通過本篇的分享與學(xué)習(xí)，可以從根本上解決大家對于STM32要學(xué)習(xí)什么能夠有一個清晰的認(rèn)知。