指令集和时钟讲解.ppt

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1、第4章,指令集和时钟,目录,4.1 Thumb-2指令集介绍4.2 指令格式4.3 Cortex-M3时钟控制,目录,4.1 Thumb-2指令集介绍4.2 指令格式4.3 Cortex-M3时钟控制,4.1 Thumb-2指令集介绍,Cortex-M3处理器支持Thumb-2指令集，与采用传统的Thumb指令集的ARM7相比，避免了ARM状态与Thumb状态来回切换所带来的额外开销，所有工作都可以在单一的Thumb状态下进行处理，包括中断异常处理。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3

2、2位指令，指令集和相关译码机制较为简单，在一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）,目录,4.1 Thumb-2指令集介绍4.2 指令格式4.3 Cortex-M3时钟控制,4.2 指令格式,详细的ARM、Thumb和Cortex-M3指令见word文档指令集大多数工程应用使用C语言进行开发，很少使用汇编语言，

3、只要大概了解汇编指令即可。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：S,其中号内的项是必须的，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的内容恢复到CPSR中，此种用法多用于异常处理返回。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：ADDS R0,R1,R2,LSL#3;R0=R1+R2*8,影响条件

4、标志位STM32启动代码阅读示例“startup_stm32f10 x_hd.s”,目录,4.1 Thumb-2指令集介绍4.2 指令格式4.3 Cortex-M3时钟控制,4.3 Cortex-M3时钟控制,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）416MHz，典型值8MHzPLL（锁相环时钟）最大72MHz若未进行时钟设置，系统时钟默认使用HSI 8MHz时钟。还有以下2种二级时钟源：40kHz低速内部RC LSI，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。32.768kH

5、z低速外部晶体LSE，也可用来通过程序选择驱动RTC(RTCCLK)。当不被使用时，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V10P56,2）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）各外设使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总线时钟一致

6、或是2倍RTC：可使用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。当时钟源被直接或通过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。在时钟控制寄存器(RCC_CR)里的状态位指示哪个时钟

7、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 微控制器允许输出时钟信号到外部MCO引脚。相应的GPIO端口寄存器必须被配置为相应功能。以下四个时钟信号可被选作MCO时钟：SYSCLK HSI HSE PLLCLK,时钟控制寄存器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

8、存器（时钟中断寄存器RCC_CIR、备份域控制寄存器 RCC_BDCR、控制/状态寄存器 RCC_CSR）不常用，详见STM32中文参考手册V10第6章复位和时钟控制,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使用8MHz HSI，若要设置使用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PL

9、L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开发平台使用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=0 x00000000;/复位结束 RCC-APB2RSTR=0 x00000000;RCC-AHBENR=0 x00000014;/睡眠模式闪存和SRAM时钟使能.其他关闭.RCC-APB2ENR=0 x00000

10、000;/外设时钟关闭.RCC-APB1ENR=0 x00000000;RCC-CR|=0 x00000001;/使能内部高速时钟HSION RCC-CFGR/关闭所有中断/以上代码确保RCC复位，可省略,RCC-CR|=0 x00010000;/外部高速时钟使能HSEONwhile(!(RCC-CR17);/等待外部时钟就绪RCC-CFGR=0X00000400;/APB1=DIV2;APB2=DIV1;AHB=DIV1;RCC-CFGR|=7CFGR|=1ACR|=0 x32;/FLASH 2个延时周期RCC-CR|=0 x01000000;/PLLONwhile(!(RCC-CR25);

11、/等待PLL锁定RCC-CFGR|=0 x00000002;/PLL作为系统时钟 while(temp!=0 x02)/等待PLL作为系统时钟设置成功 temp=RCC-CFGR2;temp,RCC-APB2ENR|=(1APB2ENR|=(1APB2ENR|=(1APB2ENR|=(1APB2ENR|=(1APB2ENR|=(1APB2ENR|=(1APB2ENR|=(18);/使能PORTG时钟,阅读提示：#define _IO volatiletypedef unsigned int uint32_t;typedef struct _IO uint32_t CR;_IO uint32_t

12、 CFGR;_IO uint32_t CIR;_IO uint32_t APB2RSTR;_IO uint32_t APB1RSTR;_IO uint32_t AHBENR;_IO uint32_t APB2ENR;_IO uint32_t APB1ENR;_IO uint32_t BDCR;_IO uint32_t CSR;uint32_t RESERVED0;_IO uint32_t CFGR2;RCC_TypeDef;#define RCC(RCC_TypeDef*)RCC_BASE)#define RCC_BASE(AHBPERIPH_BASE+0 x9000)#define AHBPERIPH_BASE(PERIPH_BASE+0 x18000)#define PERIPH_BASE(uint32_t)0 x40000000),