4指令集和时钟分析

第4章指令集和时钟书目4.1Thumb-2指令集介绍4.2指令格式4.3Cortex-M3时钟限制书目4.1Thumb-2指令集介绍4.2指令格式4.3Cortex-M3时钟限制4.1Thumb-2指令集介绍Cortex-M3处理器支持Thumb-2指令集，与接受传统的Thumb指令集的ARM7相比，避开了ARM状态与Thumb状态来回切换所带来的额外开销，全部工作都可以在单一的Thumb状态下进行处理，包括中断异样处理。Cortex-M3处理器支持的Thumb-2指令集基于精简指令集计算机（RISC）原理设计，是16位Thumb指令集的一个超集，同时支持16位和32位指令，指令集和相关译码机制较为简洁，在确定程度上降低了软件开发难度。ARM与Thumb指令集的关系：Thumb指令集是ARM指令集的压缩子集Thumb指令集（16位）ARM指令集（32位）Thumb与Thumb-2和Cortex-M3指令集的关系Cortex-M3指令集（16位和32位）Thumb指令集（16位）Thumb-2指令集（16位和32位）书目4.1Thumb-2指令集介绍4.2指令格式4.3Cortex-M3时钟限制4.2指令格式具体的ARM、Thumb和Cortex-M3指令见word文档《指令集》大多数工程应用运用C语言进行开发，很少运用汇编语言，只要或许了解汇编指令即可。汇编语言用于阅读和编写启动代码，操作系统移植、C与汇编混合编程等场合。ARM数值处理指令的格式：<opcode>{<cond>}{S}<Rd>,<Rn>{,<operand2>}其中<>号内的项是必需的，{}号内的项是可选的。各项的说明如下：opcode：操作码，指令助记符，如LDR、MOV等；cond：执行条件，如EQ，HI等，共4位，对应15种条件（1111系统保留）；S：是否影响CPSR寄存器的值；但当目的寄存器为PC时，S后缀表示将SPSR的内容复原到CPSR中，此种用法多用于异样处理返回。Rd：目标寄存器；Rn：第1个操作数的寄存器；operand2：第2个操作数；举例：ADDSR0,R1,R2,LSL#3;R0=R1+R2*8,影响条件标记位STM32启动代码阅读示例“startup_stm32f10x_hd.s”书目4.1Thumb-2指令集介绍4.2指令格式4.3Cortex-M3时钟限制4.3Cortex-M3时钟限制1.STM32时钟系统概述1）系统时钟源有3种来源：HSI（内部高速RC时钟）8MHzHSE（外接高速时钟）4～16MHz，典型值8MHzPLL（锁相环时钟）最大72MHz若未进行时钟设置，系统时钟默认运用HSI8MHz时钟。还有以下2种二级时钟源：40kHz低速内部RCLSI，可以用于驱动独立看门狗和通过程序选择驱动RTC。RTC用于从停机/待机模式下自动唤醒系统。32.768kHz低速外部晶体LSE，也可用来通过程序选择驱动RTC(RTCCLK)。当不被运用时，任一个时钟源都可被独立地启动或关闭，由此优化系统功耗。STM32时钟树参考《STM32中文参考手册V10》P562）总线时钟HCLK（高速时钟，AHB时钟）最大72MHzFCLK（自由时钟，Cortex自由运行时钟）最大72MHzPCLK1（APB1时钟，低速APB时钟）最大36MHzPCLK2（APB2时钟，高速APB时钟）最大72MHz3）各外设运用的时钟系统时钟定时器STK：可设置为HCLK或HCLK的8分频ADC：PCLK2（APB2时钟）经2/4/6/8分频定时器：可设置为与所在APB总线时钟一样或是2倍RTC：可运用LSE（32.768kHz外部低速时钟）、HSE/128或LSIIIS：系统时钟SYSCLK独立看门狗：LSI（40KHz低速内部时钟）时钟USB：PLLCLK的1/1.5分频得到的48MHz时钟…4）系统时钟(SYSCLK)选择系统复位后，HSI振荡器被选为系统时钟。当时钟源被干脆或通过PLL间接作为系统时钟时，它将不能被停止。只有当目标时钟源准备就绪了(经过启动稳定阶段的延迟或PLL稳定)，从一个时钟源到另一个时钟源的切换才会发生。在被选择时钟源没有就绪时，系统时钟的切换不会发生。直至目标时钟源就绪，才发生切换。在时钟限制寄存器(RCC_CR)里的状态位指示哪个时钟已经准备好了，哪个时钟目前被用作系统时钟。当HSI被用于作为PLL时钟的输入时，系统时钟能得到的最大频率是64MHz。5）时钟输出微限制器允许输出时钟信号到外部MCO引脚。相应的GPIO端口寄存器必需被配置为相应功能。以下四个时钟信号可被选作MCO时钟：●SYSCLK●HSI●HSE●PLLCLK时钟限制寄存器RCC_CR时钟配置寄存器RCC_CFGRAPB2外设复位寄存器RCC_APB2RSTRAPB1外设复位寄存器RCC_APB1RSTRAHB外设时钟使能寄存器RCC_AHBENRAPB2外设时钟使能寄存器RCC_APB2ENRAPB1外设时钟使能寄存器RCC_APB1ENR另外3个寄存器（时钟中断寄存器RCC_CIR、备份域限制寄存器RCC_BDCR、限制/状态寄存器RCC_CSR）不常用，详见《STM32中文参考手册V10》第6章复位和时钟限制2.时钟系统相关寄存器3.时钟系统编程示例复位后系统时钟默认运用8MHzHSI，若要设置运用HSE经PLL倍频输出72MHz，则时钟系统设置的一般步骤如下：1）复位时钟2）打开外部高速时钟HSE（RCC_CR）3）等待外部高速时钟HSE就绪（RCC_CR）4）设置PLL倍频系数和总线预分频系数（RCC_CFGR）5）选择PLL源（RCC_CFGR）6）使能PLL（RCC_CR）7）等待PLL锁定（RCC_CR）8）选择PLL输出为系统时钟（RCC_CFGR）9）等待PLL输出为系统时钟成功（RCC_CR）10）打开各外设时钟（RCC_AHBENR、RCC_APB2ENR、RCC_APB1ENR）本STM32开发平台运用8MHz外部时钟，经PLL倍频（9倍）后系统时钟SysCLK=72MHz，FCLK=HCLK=72MHz，PCLK1=36MHz，PCLK2=72MHz。RCC->APB1RSTR=0x00000000;//复位结束 RCC->APB2RSTR=0x00000000; RCC->AHBENR=0x00000014;//睡眠模式闪存和SRAM时钟使能.其他关闭.RCC->APB2ENR=0x00000000;//外设时钟关闭. RCC->APB1ENR=0x00000000;RCC->CR|=0x00000001;//使能内部高速时钟HSION RCC->CFGR&=0xF8FF0000;//复位SW[1:0],HPRE[3:0],PPRE1[2:0],PPRE2[2:0],ADCPRE[1:0],MCO[2:0]RCC->CR&=0xFEF6FFFF;//复位HSEON,CSSON,PLLONRCC->CR&=0xFFFBFFFF;//复位HSEBYP RCC->CFGR&=0xFF80FFFF;//复位PLLSRC,PLLXTPRE,PLLMUL[3:0]andUSBPRERCC->CIR=0x00000000;//关闭全部中断//以上代码确保RCC复位，可省略RCC->CR|=0x00010000;//外部高速时钟使能HSEONwhile(!(RCC->CR>>17));//等待外部时钟就绪RCC->CFGR=0X00000400;//APB1=DIV2;APB2=DIV1;AHB=DIV1;RCC->CFGR|=7<<18;//设置PLL值2~16，111B表示9倍RCC->CFGR|=1<<16; //PLLSRCONFLASH->ACR|=0x32; //FLASH2个延时周期 RCC->CR|=0x01000000;//PLLONwhile(!(RCC->CR>>25));//等待PLL锁定RCC->CFGR|=0x00000002;//PLL作为系统时钟 while(temp!=0x02)//等待PLL作为系统时钟设置成功{ temp=RCC->CFGR>>2; temp&=0x03;}RCC->APB2ENR|=(1<<0);//使能AFIO时钟RCC->APB2ENR|=(1<<2);//使能PORTA时钟RCC->APB2ENR|=(1<<3);//使能PORTB时钟RCC->APB2ENR|=(1<<4);//使能PORTC时钟RCC->APB2ENR|=(1<<5);//使能PORTD时钟 RCC->APB2ENR|=(1<<6);//使能PORTE时钟RCC->APB2ENR|=(1<<7);//使能PORTF时钟RCC->APB2ENR|=(1<<8);//使能PORTG时钟阅读提示：#define__IOvolatiletypedefunsignedintuint32_t;typedefstruct{ __IOuint32_tCR; __IOuint32_tCFGR; __IOuint32_tCIR; __IOuint32_tAPB2RSTR; __IOuint32_tAPB1RSTR; __IOuint32_tAHBENR; __IOuint32_tAPB2ENR; __IOuint32_tAPB1ENR; __IOuint32_tBDCR; __IOuint32_tCSR; uint32_tRE