一文看懂STM32F4的總線架構(gòu)和STM8的中斷控制！

goandlove 2019-09-08

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STM32F4的總線架構(gòu)

總線架構(gòu)

DMA：Direct Memory Access，直接內(nèi)存存取。

八條主控總線：

Cortex-M4 內(nèi)核I總線，D總線和S總線;

DMA1存儲(chǔ)器總線，DMA2存儲(chǔ)器總線;

DMA2外設(shè)總線;

以太網(wǎng)DMA總線;

USB OTG HS DMA總線。

七條被控總線：

內(nèi)部FLASH ICode 總線;

內(nèi)部FLASH DCode 總線;

主要內(nèi)部SRAM1(112KB);

輔助內(nèi)部SRAM2(16KB);

輔助內(nèi)部SRAM3(64KB)(僅適用STM32F42xx/43xx系列器件);

AHB1外設(shè)和AHB2外設(shè)。

I總線(S0)：INSTRUCTION，此總線用于將Cortex-M4內(nèi)核的指令總線連接到總線矩陣。內(nèi)核通過(guò)此總線獲取指令，此總線訪問(wèn)的對(duì)象是包括代碼的存儲(chǔ)器。

D總線(S1)：DATA，此總線用于將Cortex-M4數(shù)據(jù)總線和64KB CCM數(shù)據(jù)RAM連接到總線矩陣。內(nèi)核通過(guò)此總線進(jìn)行立即數(shù)加載和調(diào)試訪問(wèn)。

S總線：此總線將Cortex-M4內(nèi)核的系統(tǒng)總線連接到總線矩陣。此總線用于訪問(wèn)位于外設(shè)或SRAM中的數(shù)據(jù)。

DMA存儲(chǔ)器總線(S3、S4)：此總線用于將DMA存儲(chǔ)器總線主接口連接到總線矩陣。DMA通過(guò)此總線來(lái)齒形村粗其數(shù)據(jù)的傳入和傳出。

DMA外設(shè)總線：此總線用于將DMA外設(shè)主總線接口連接到總線矩陣。DMA通過(guò)此總線訪問(wèn)AHB外設(shè)或執(zhí)行村粗其之間的數(shù)據(jù)傳輸。

以太網(wǎng)DMA總線：此總線用于將以太網(wǎng)DMA主接口連接到總線矩陣。以太網(wǎng)DMA通過(guò)此總線向存儲(chǔ)器存取數(shù)據(jù)。

USB OTG HS DMA總線(S7)：此總線用于將USB OTG HS DMA主接口連接到總線矩陣。USB OTG HS DMA 通過(guò)此總線想村粗其加載/存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。

時(shí)鐘樹(shù)概述

在STM32F4中，有5個(gè)最重要的時(shí)鐘源，為HSI、HSE、LSI、PLL。其中PLL實(shí)際是分為兩個(gè)時(shí)鐘源，分別為主PLL和專用PLL。在這五個(gè)中HSI、HSE以及PLL是高速時(shí)鐘，LSI和LSE是低速時(shí)鐘。

1.LSI 是低速內(nèi)部時(shí)鐘，RC振蕩器，頻率為32kHz左右，供獨(dú)立看門狗和自動(dòng)喚醒單元使用。

2.LSE 是低速外部時(shí)鐘，接頻率為32.768kHz的石英晶體，這個(gè)主要是RTC的時(shí)鐘源。

3.HSE 是高速外部時(shí)鐘，可接石英/陶瓷諧振器，或者接外部時(shí)鐘源，頻率范圍為 4MHz-26MHz。開(kāi)發(fā)板接的是8M的晶振，HSE也可以直接做為系統(tǒng)時(shí)鐘或者PLL輸入。

4.HSI 是高速內(nèi)部時(shí)鐘，RC振蕩器，頻率為16MHz。可以直接作為系統(tǒng)時(shí)鐘或者用作PLL輸入。

5.PLL 為鎖相環(huán)倍頻輸出，STM32F4有兩個(gè)PLL。

STM8的中斷控制

內(nèi)部中斷：一般是由硬件錯(cuò)誤或者運(yùn)算過(guò)程中出錯(cuò)引起的，一般是不可避免的。

外部中斷：是處理器的外設(shè)發(fā)出的中斷請(qǐng)求，如定時(shí)器中斷，UART接收中斷，外部中斷一般都可以通過(guò)中斷控制器進(jìn)行屏蔽。

ITC功能概述

所有IO引腳都具有外部中斷能力，每個(gè)端口都有獨(dú)立的中斷向量以及獨(dú)立的標(biāo)志;外設(shè)中斷能力。

軟件中斷能力(TRAP)

具有靈活的優(yōu)先級(jí)和中斷等級(jí)管理，支持可嵌套和同級(jí)中斷管理：多達(dá)4個(gè)軟件可編程的嵌套等級(jí);最多有32個(gè)中斷向量，其入口地址由硬件固定。

2個(gè)不可避免的中斷：RESET，TRAP;1個(gè)不可避免的最高優(yōu)先級(jí)硬件中斷TL1。

中斷的主要功能

實(shí)現(xiàn)高速CPU和低速外設(shè)之間速度的配合;打印機(jī)的打印字符的速度比較慢，于是CPU向打印機(jī)傳送一個(gè)字符后，可以去執(zhí)行其他任務(wù)，打印機(jī)打印完該字符，向CPU提出中斷請(qǐng)。

可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制，所有參數(shù)可隨時(shí)向CPU發(fā)送中斷請(qǐng)求，使控制對(duì)象保持最佳工作狀態(tài)。

實(shí)現(xiàn)故障的緊急處理。

實(shí)現(xiàn)人機(jī)接口，如鍵盤。

中斷源和中斷向量

中斷源：中斷信號(hào)的觸發(fā)源。

中斷向量：每個(gè)中斷源對(duì)應(yīng)至少一個(gè)中斷標(biāo)志，中斷源請(qǐng)求CPU中斷時(shí)，對(duì)應(yīng)的中斷標(biāo)志位發(fā)送改變，CPU在每條語(yǔ)句結(jié)束檢查中斷標(biāo)志位，如果允許中斷，則產(chǎn)生中斷，CPU將PC指針指向?qū)?yīng)中斷服務(wù)程序入口，改地址就是中斷向量。

在單片機(jī)中，中斷技術(shù)主要用于實(shí)時(shí)控制，實(shí)時(shí)控制要求單片機(jī)能夠及時(shí)的響應(yīng)被控制對(duì)象提出的分析，計(jì)算和控制等請(qǐng)求，使被控制對(duì)象保持在最佳工作狀態(tài)，以達(dá)到預(yù)期的最優(yōu)控制效果，這些中斷請(qǐng)求發(fā)生使隨機(jī)的，要求單片機(jī)快速響應(yīng)，是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程：

在每一條指令結(jié)束后系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)檢測(cè)中斷請(qǐng)求信號(hào)，若全局中斷和某一中斷已經(jīng)使能，則響應(yīng)中斷，其他操作被掛起;

保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)。CPU一旦響應(yīng)，PC X，Y，A，和CC寄存器被自動(dòng)壓棧，根據(jù)中斷控制寄存器中值對(duì)應(yīng)的中斷服務(wù)向量，CC寄存器被響應(yīng)設(shè)置;

中斷服務(wù)。通過(guò)中斷向量載入中斷服務(wù)子程序的入口地址，執(zhí)行中斷服務(wù)中的函數(shù);

恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)并中斷返回。中斷服務(wù)子程序必須以IRET結(jié)束，該指令會(huì)把堆棧中保存的寄存器內(nèi)容出棧，CC寄存器被恢復(fù)，程序恢復(fù)運(yùn)行。

中斷優(yōu)先級(jí)

STM8單片機(jī)某個(gè)時(shí)刻只能處理一個(gè)中斷，當(dāng)系統(tǒng)有多個(gè)中斷源同時(shí)發(fā)送中斷請(qǐng)求，就涉及到中斷管理。兩種中斷管理模式：同時(shí)發(fā)生模式和嵌套模式。

同時(shí)發(fā)生模式：當(dāng)一個(gè)中斷響應(yīng)，在響應(yīng)執(zhí)行期間，無(wú)論再高優(yōu)先級(jí)的中斷，三個(gè)不可避免的除外，都無(wú)法打斷現(xiàn)在曾在響應(yīng)的中斷。當(dāng)前中斷完畢后，會(huì)優(yōu)先觸發(fā)高優(yōu)先級(jí)的中斷。

嵌套模式：當(dāng)CPU正在響應(yīng)一個(gè)中斷過(guò)程中，一個(gè)比當(dāng)前優(yōu)先級(jí)高的中斷發(fā)生，則CPU會(huì)暫停當(dāng)前中斷響應(yīng)，轉(zhuǎn)而響應(yīng)新的中斷。新中斷響應(yīng)完畢后，繼續(xù)響應(yīng)原來(lái)中斷。

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來(lái)自： goandlove > 《dsp cpu 單片機(jī)》

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