嵌入式復(fù)習(xí)資料

第一章

嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)1.入式系統(tǒng)基礎(chǔ)知計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的兩個(gè)展分支通用計(jì)算機(jī)與嵌入式計(jì)算機(jī)嵌入式系統(tǒng)的一般義、IEEE定義一般定義：以應(yīng)用為中心、以計(jì)算機(jī)技術(shù)為礎(chǔ)，軟硬件可裁剪，應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)能、可靠性、成本、體積、功耗和應(yīng)用環(huán)境有特要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。是將應(yīng)程序、操作系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)硬件集成在一起的系統(tǒng)技術(shù)角度）嵌入式系統(tǒng)是設(shè)計(jì)完成復(fù)雜功能的硬件和軟，并使其緊密耦合在一起的計(jì)算系統(tǒng)。（系統(tǒng)角度）廣義定義：任何一個(gè)非計(jì)算機(jī)的計(jì)算系統(tǒng)。IEEE（國(guó)際電氣和電子工程師協(xié)會(huì)）定義：嵌入式系統(tǒng)是“用于制、監(jiān)視或者輔助操作的機(jī)器、設(shè)備或裝置。嵌入式系統(tǒng)4個(gè)組部分嵌入式微處理器、外圍硬件設(shè)備、嵌入式操系統(tǒng)、用戶應(yīng)用程序嵌入式系統(tǒng)的三個(gè)本要素嵌入性、專用性、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)的軟硬特點(diǎn)硬件方面：穩(wěn)定性、低功耗、體積受限、看狗電路、成本低、系統(tǒng)資源少軟件方面：實(shí)時(shí)性、可裁剪性、精簡(jiǎn)性、人界面要求不高嵌入式系統(tǒng)的硬件構(gòu)以嵌入式處理器為中心，配置存儲(chǔ)器、I/0設(shè)備、通信模塊以及電源等必要的輔助接口成。嵌入式系統(tǒng)的硬件心嵌入式微處理器嵌入式處理器的種嵌入式微處理器、嵌入式微控制器、嵌入式DSP、嵌入式S0CSOC是指在單芯片上集成數(shù)字信號(hào)處器、微控制器、存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器、接口電路等電路模塊，可以直接實(shí)現(xiàn)信號(hào)采集、轉(zhuǎn)換、儲(chǔ)、處理等功能。2.入式系統(tǒng)硬件嵌入式微處理器的系結(jié)構(gòu)馮諾依曼結(jié)構(gòu)：?jiǎn)我坏某绦蚝蛿?shù)據(jù)總線。哈佛結(jié)構(gòu)：獨(dú)立的程序和數(shù)據(jù)總線。RISC(精簡(jiǎn)指令計(jì)算機(jī))的概念及想精華1979年，美國(guó)加州伯克利分校提出了RISC的念，基本思想是盡量簡(jiǎn)化計(jì)算機(jī)指令功能，只保留那些功能簡(jiǎn)單，能在一個(gè)節(jié)拍內(nèi)執(zhí)行成的指令，而把較復(fù)雜的功能用段子程序?qū)崿F(xiàn)。RISC思想的精華就是通過(guò)簡(jiǎn)化計(jì)算機(jī)指令功能、簡(jiǎn)化計(jì)算機(jī)指令格式，使指令的平均執(zhí)行周期減少，同時(shí)大量使用通用寄存器來(lái)提高算機(jī)的工作主頻，提高程序的速通常，RISC計(jì)算機(jī)的速度是同CISC計(jì)算機(jī)的3倍ARM概念及ARM理器系列產(chǎn)品ARM（AdvancedMachines）是一個(gè)CPU內(nèi)核。ARM7系列（有ARM7TDMI、、ARM7EJ-S）ARM9系列（有ARM920T、、ARM940T、ARM926EJ-S）ARM10、系列ARMCortex列（Cortex-ACortex-R、Cortex-M）3.入式軟件及嵌入操作系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)軟件架應(yīng)用程序、協(xié)議線、嵌入式操作系統(tǒng)、板支包/設(shè)備驅(qū)動(dòng)、硬件嵌入式操作系統(tǒng)的能和架構(gòu)功能：任務(wù)調(diào)度、進(jìn)程間通信、文件管理（選、斷處理、存儲(chǔ)器管理（可選）架構(gòu)Kernel:MemoryMgmt.、I/OSystem、NetworkStack、DeviceDrivers、FileSystems當(dāng)前流行的嵌入式作系統(tǒng)PalmOS、WindowsCE、Linux(uClinux)、RTLinux、uC/OSⅡ、其它商業(yè)OS：QNXVxWorks等第二章CM3體系結(jié)構(gòu)與STM321.Cortex-M3是一個(gè)32位處理內(nèi)核。CM3采用了哈佛結(jié)構(gòu)擁有獨(dú)立的指令總線和數(shù)據(jù)總線。程序計(jì)數(shù)寄存器R15的作指向當(dāng)前程序地址特殊功能寄存器類和作用程序狀態(tài)字寄存器組:記錄ALU標(biāo)志（0標(biāo)志、進(jìn)位標(biāo)、負(fù)數(shù)標(biāo)志、溢出標(biāo)志、執(zhí)行狀態(tài)以及當(dāng)前服務(wù)的中斷號(hào)。中斷屏蔽寄存器組：PRIMASK失能所有的中斷、FAULTMASK失能所有的faultBASEPRI失能所有優(yōu)先級(jí)不高于某個(gè)具體數(shù)值的中斷?？刂萍拇嫫鳎憾x特權(quán)狀態(tài)，并且決定使用一個(gè)堆棧指針。Cortex-M3處理支持兩種操作式和兩級(jí)特權(quán)作兩種操作模式理者模式異常服務(wù)例程的代碼—包括中斷服務(wù)；線程模式普通應(yīng)用程序的代碼兩級(jí)特權(quán)——特權(quán)級(jí)和用戶級(jí)，提供一種存儲(chǔ)器問(wèn)保護(hù)機(jī)制，使得普用戶程序代碼不能意外地，甚至是惡意地執(zhí)行涉及到要害的操作。異常及包括的類型在ARM程領(lǐng)域中，凡是打斷程序順序執(zhí)行的事件，都被稱為異常包括：外部中斷、不可屏蔽中斷、指令執(zhí)行了“非法操作”或者問(wèn)被禁的內(nèi)存區(qū)間產(chǎn)生的各種錯(cuò)fault。向量表及其工作工向量表是一個(gè)WORD（32位整數(shù)）數(shù)組，每個(gè)下標(biāo)對(duì)應(yīng)一異常，該下標(biāo)元素的值則是該ESR的入口地址。向量表在地址空間的位置是可以設(shè)置的，通過(guò)NVIC中的一重定位寄存器來(lái)指出向量表的地址。在復(fù)位后，該寄器的值為0。因此，在址0處必須包含一張向量表，用于初始時(shí)的異常分配。CM3的復(fù)位序列在離開(kāi)復(fù)位狀態(tài)后，CM3做的第一件事就是讀取下列兩個(gè)32位整數(shù)值：從地址0x00000000處取出MSP的初始值從地址0x00000004處取出PC的初始值——這個(gè)值是復(fù)位向量，LSB必須是1。然后從這個(gè)值所對(duì)應(yīng)的地址處取指。CM3的三級(jí)流水取指令、解碼、執(zhí)行CM3指令集Cortex-M3只使用Thumb-2令集，允許32位指令和16位指令水乳交融代碼密度與處理性能兩手抓。2.架構(gòu)STM32存儲(chǔ)映射代碼區(qū)、片上SRAM、用戶設(shè)備的存儲(chǔ)映射、Cortex-M3寄存器啟動(dòng)配置從用戶FLASH啟動(dòng)、從系統(tǒng)存儲(chǔ)器啟動(dòng)、從嵌入式SRAM啟動(dòng)STM32的低功耗式有3種睡眠模式CM3內(nèi)核停止，外設(shè)仍然運(yùn)行）停止模式所有時(shí)鐘都停止）待機(jī)模式1.8V內(nèi)核電源關(guān)閉）STM32的安全保內(nèi)部復(fù)位電路、時(shí)鐘安全系統(tǒng)、兩只看門(mén)狗第三章（P28）STM32序設(shè)計(jì)外設(shè)的初始化和設(shè)步驟在設(shè)置一個(gè)外設(shè)前，必須先使能它的時(shí)鐘第四章STM32電源、時(shí)鐘及位STM32電源配置STM32時(shí)鐘源HSE、HSI、LSE、LSI實(shí)際應(yīng)用中，經(jīng)常出現(xiàn)由于晶振在運(yùn)行中失去作用，導(dǎo)致系出錯(cuò)。STM32內(nèi)部的CCS解決了這種問(wèn)題，一旦HSE效，CCS系統(tǒng)將系統(tǒng)鐘源切換到HSI啟動(dòng)模式根據(jù)啟動(dòng)設(shè)置，可將用戶Flash、系Flash內(nèi)部SRAM射到0x00000000起的區(qū)域。啟動(dòng)代碼及其功能嵌入式系統(tǒng)的啟動(dòng)還需要一段啟動(dòng)代碼，類似于啟動(dòng)Pc時(shí)BIOS，一用于完成微控制器的初始化工作和自檢。功能：初始化堆棧、定義程序啟動(dòng)地、中斷向量表和中斷服務(wù)程序入口地址，以及系統(tǒng)復(fù)位啟動(dòng)時(shí)，從啟動(dòng)代碼跳轉(zhuǎn)到用戶main函數(shù)入口地址。備份區(qū)域架構(gòu)當(dāng)TAMPER引腳的信號(hào)的電平發(fā)生變化（從0變到1或從1變到0，取決于備份控制寄存器BKP_CR的TPAL位會(huì)產(chǎn)生一個(gè)入侵檢測(cè)事件。cf：

固件庫(kù)：軟硬件結(jié)。第五章STM32F10x標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)重點(diǎn)：GPIO、NVIC、用定時(shí)器Timer2時(shí)基單元1.不要求掌握2.C語(yǔ)言

指針和構(gòu)造數(shù)據(jù)類構(gòu)造數(shù)據(jù)類型：數(shù)組、指針結(jié)構(gòu)體、枚舉、共用體3.GPIO的4種輸和4種輸出模4種輸入：浮空輸入、帶上拉電阻的輸入、帶下拉電阻的輸入、模擬輸入4種輸出：開(kāi)漏輸出、推挽輸出、復(fù)用推挽輸出、復(fù)用開(kāi)漏輸出STM32時(shí)鐘樹(shù)設(shè)（P34610分）STM32庫(kù)函數(shù)4.SysTickSysTick“系統(tǒng)節(jié)拍時(shí)鐘屬于ARMCortex-M3內(nèi)核的一個(gè)“內(nèi)設(shè)SysTick的組成時(shí)鐘的輸入源、控制寄存器、私有外設(shè)總線SysTick工作原首先SysTick從時(shí)鐘源接口獲得時(shí)驅(qū)動(dòng)，然后從重裝寄存器將重裝值讀入當(dāng)前計(jì)數(shù)寄存器，并在時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)下進(jìn)行減一計(jì)數(shù)。而當(dāng)SysTick發(fā)生下溢的時(shí)候?qū)⒂?jì)數(shù)標(biāo)志置位并在滿足一定條件的情況下出發(fā)SysTick溢出中斷，同時(shí)進(jìn)行一次重裝值載入操作。5.USART通用步異步收發(fā)器不考）配置串口通訊，至少需要設(shè)置：字長(zhǎng)、波特率、奇偶校驗(yàn)位停止位3條線：Rx、Tx、GND6.NVIC(考EXTI)概念中斷響應(yīng)當(dāng)某個(gè)中斷來(lái)臨，會(huì)將相應(yīng)的中斷標(biāo)志位置。當(dāng)CPU查詢到這個(gè)置位的標(biāo)志位時(shí)，將響應(yīng)此中斷，并執(zhí)行相應(yīng)的中斷服函數(shù)。中斷優(yōu)先級(jí)每個(gè)中斷都具有其優(yōu)先級(jí)，其相互之間的優(yōu)關(guān)系一般以優(yōu)先級(jí)編號(hào)較小者擁較高優(yōu)先級(jí)。優(yōu)先級(jí)又分為兩種：查詢優(yōu)先級(jí)和執(zhí)行先級(jí)。查詢優(yōu)先級(jí)和執(zhí)行先級(jí)當(dāng)某一時(shí)刻有兩個(gè)或兩個(gè)以上中斷處于掛起態(tài)，則首先執(zhí)行執(zhí)行優(yōu)先級(jí)較高中斷。若執(zhí)行優(yōu)先級(jí)一致，則首先執(zhí)行查詢優(yōu)先級(jí)較的中斷。查詢優(yōu)先級(jí)一般以該中向量在中斷向量表中的位置決定。中斷嵌套當(dāng)某個(gè)執(zhí)行優(yōu)先級(jí)較低的中斷服務(wù)在執(zhí)行時(shí)一個(gè)執(zhí)行優(yōu)先級(jí)較高的中斷來(lái)臨則當(dāng)前優(yōu)先級(jí)較低的中斷被打斷，CPU轉(zhuǎn)而執(zhí)行較高優(yōu)先級(jí)的中斷服務(wù)。中斷掛起當(dāng)某個(gè)較高執(zhí)行優(yōu)先級(jí)的中斷服務(wù)在執(zhí)行時(shí)一個(gè)優(yōu)先級(jí)較低的中斷來(lái)臨，則為優(yōu)先級(jí)的關(guān)系，較低優(yōu)先級(jí)中斷無(wú)法立即獲得相應(yīng)則進(jìn)入掛起狀態(tài)（即等待執(zhí)行。NVIC嵌套中斷向量控制同Systick定器一樣，NVIC屬于ARMCortex-M3核的內(nèi)設(shè)之一，用來(lái)管理中斷嵌套。NVIC的先占優(yōu)級(jí)和次占優(yōu)先管理機(jī)制STM32只使用4位序列表示優(yōu)先級(jí)分組，即最大只支持