单片机中的专有名词.docx
- 文档编号:5988928
- 上传时间:2023-01-02
- 格式:DOCX
- 页数:18
- 大小:67.36KB
单片机中的专有名词.docx
《单片机中的专有名词.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《单片机中的专有名词.docx(18页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
单片机中的专有名词
●ARMM3:
概述:
Cortex-M3是一个32位的核,在传统的单片机领域中,有一些不同于通用32位CPU应用的要求。
在工控领域,用户要求具有更快的中断速度,Cortex-M3采用了Tail-Chaining中断技术,完全基于硬件进行中断处理,最多可减少12个时钟周期数,在实际应用中可减少70%中断。
Cortex的优势应该在于低功耗、低成本、高性能3者(或2者)的结合。
编程模式:
Cortex-M3处理器采用ARMv7-M架构,它包括所有的16位Thumb指令集和基本的32位Thumb-2指令集架构,Cortex-M3处理器不能执行ARM指令集。
Thumb-2在Thumb指令集架构(ISA)上进行了大量的改进,它与Thumb相比,具有更高的代码密度并提供16/32位指令的更高性能。
Thumb-2在Thumb指令集架构(ISA)上进行了大量的改进,它与Thumb相比,具有更高的代码密度并提供16/32位指令的更高性能。
工作模式:
Cortex-M3处理器支持2种工作模式:
线程模式和处理模式。
在复位时处理器进入“线程模式”,异常返回时也会进入该模式,特权和用户(非特权)模式代码能够在“线程模式”下运行。
出现异常模式时处理器进入“处理模式”,在处理模式下,所有代码都是特权访问的。
工作状态:
Cortex-M3处理器有2种工作状态。
Thumb状态:
这是16位和32位“半字对齐”的Thumb和Thumb-2指令的执行状态。
调试状态:
处理器停止并进行调试,进入该状态。
开发工具:
KeilULINK仿真器
●RISC内核
RISC的英文全称是ReducedInstructionSetComputer,中文是精简指令集计算机。
特点是所有指令的格式都是一致的,所有指令的指令周期也是相同的,并且采用流水线技术。
●SRAM,DRAM
SRAM是英文StaticRAM的缩写,它是一种具有静态存取功能的内存,不需要刷新电路即能保存它内部存储的数据。
不像DRAM内存那样需要刷新电路,每隔一段时间,固定要对DRAM刷新充电一次,否则内部的数据即会消失,因此SRAM具有较高的性能,但是SRAM也有它的缺点,即它的集成度较低,相同容量的DRAM内存可以设计为较小的体积,但是SRAM却需要很大的体积,所以在主板上SRAM存储器要占用一部分面积
●NORNAND
NOR和NAND是现在市场上两种主要的非易失闪存技术.NOR的特点是芯片内执行
(XIP,eXecuteInPlace),这样应用程序可以直接在flash闪存内运行,不必再把代码读到系统
RAM中。
NOR的传输效率很高,在1~4MB的小容量时具有很高的成本效益,但是很低的写入和擦除速度大大影响了它的性能。
NAND结构能提供极高的单元密度,可以达到高存储密度,并且写入和擦除的速度也很快。
应用NAND的困难在于flash的管理和需要特殊的系统接口.
NOR的读速度比NAND稍快一些。
NAND的写入速度比NOR快很多。
NAND的4ms擦除速度远比NOR的5s快。
NORflash带有SRAM接口,有足够的地址引脚来寻址,可以很容易地存取其内部的每一个字节。
NAND器件使用复杂的I/O口来串行地存取数据,各个产品或厂商的方法可能各不相同。
8个引脚用来传送控制、地址和数据信息。
●APB总线:
外设总线
●AHB总线:
高性能系统总线
●ADC
即模拟数字转换器(英语:
Analog-to-digitalconverter)是用于将模拟形式的连续信号转换为数字形式的离散信号的一类设备。
一个模拟数字转换器可以提供信号用于测量。
与之相对的设备成为数字模拟转换器
●DAC
数字模拟转换器(英语:
Digitaltoanalogconverter,英文缩写:
DAC)是一种将数字信号转换为模拟信号(以电流、电压或电荷的形式)的设备。
●定时器
一种用于控制时间的仪表,随着科技发展,人们对定时器进行改进,达到准确控制时间的目的。
定时器使相当多需要人控制时间的工作变得简单了许多。
●PWM定时器(脉宽调变)
PWM(Pulse-WidthModulation)利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术,广泛应用在从测量、通信到功率控制与变换的许多领域中。
●I2C:
I2C(Inter-IntegratedCircuit)总线是由PHILIPS公司开发的两线式串行总线,用于连接微控制器及其外围设备。
是微电子通信控制领域广泛采用的一种总线标准。
它是同步通信的一种特殊形式,具有接口线少,控制方式简单,器件封装形式小,通信速率较高等优点。
特征:
1、只要求两条总线线路:
一条串行数据线SDA,一条串行时钟线SCL;
2、每个连接到总线的器件都可以通过唯一的地址和一直存在的简单的主机/从机关系软件设定地址,主机可以作为主机发送器或主机接收器;
3、它是一个真正的多主机总线,如果两个或更多主机同时初始化,数据传输可以通过冲突检测和仲裁防止数据被破坏;
4、串行的8位双向数据传输位速率在标准模式下可达100kbit/s,快速模式下可达400kbit/s,高速模式下可达3.4Mbit/s;
5、连接到相同总线的IC数量只受到总线的最大电容400pF限制。
术语:
发送器:
发送数据到总线的器件;
接收器:
从总线接收数据的器件;
主机:
启动数据传送并产生时钟信号的设备;
从机:
被主机寻址的器件;
多主机:
同时有多于一个主机尝试控制总线但不破坏传输;
主模式:
用I2CNDAT支持自动字节计数的模式;位I2CRM,I2CSTT,I2CSTP控制数据的接收和发送;
从模式:
发送和接收操作都是由I2C模块自动控制的;
仲裁:
是一个在有多个主机同时尝试控制总线但只允许其中一个控制总线,并使传输不被破坏的过程;
同步:
两个或多个器件同步时钟信号的过程。
●SPI接口
SPI(SerialPeripheralInterface--串行外设接口)总线系统是一种同步串行外设接口,它可以使MCU与各种外围设备以串行方式进行通信以交换信息。
SPI有三个寄存器分别为:
控制寄存器SPCR,状态寄存器SPSR,数据寄存器SPDR。
外围设备包括FLASHRAM、网络控制器、LCD显示驱动器、A/D转换器和MCU等。
SPI总线系统可直接与各个厂家生产的多种标准外围器件直接接口,该接口一般使用4条线:
串行时钟线(SCLK)、主机输入/从机输出数据线MISO、主机输出/从机输入数据线MOSI和低电平有效的从机选择线NSS(有的SPI接口芯片带有中断信号线INT、有的SPI接口芯片没有主机输出/从机输入数据线MOSI)。
●I2S接口
I2S(Inter—ICSound)总线,又称集成电路内置音频总线,是飞利浦公司为数字音频设备之间的音频数据传输而制定的一种总线标准,该总线专责于音频设备之间的数据传输,广泛应用于各种多媒体系统。
它采用了沿独立的导线传输时钟与数据信号的设计,通过将数据和时钟信号分离,避免了因时差诱发的失真,为用户节省了购买抵抗音频抖动的专业设备的费用。
●SDIO接口
(SecureDigitalInputandOutputCard)安全数字输入输出卡。
SDIO在SD标准上定义了一种外设接口。
目前,SDIO主要有两类应用——可移动和不可移动。
可移动设备作为Palm和WindowsMobile的扩展设备,用来增加蓝牙、照相机、GPS和802.11b功能。
不可移动设备遵循相同的电气标准,但不要求符合物理标准。
某些手机内包含通过SDIO连接CPU的802.11芯片。
此举将“珍贵”的I/O管脚资源用于更重要的功能。
SDIO和SD卡规范间的一个重要区别是增加了低速标准。
SDIO卡只需要SPI和1位SD传输模式。
低速卡的目标应用是以最小的硬件开支支持低速I/O能力。
低速卡支持类似调制解调器、条码扫描仪和GPS接受器等应用。
对“组合”卡(存储器+SDIO)而言,全速和4位操作对卡内存储器和SDIO部分都是强制要求的。
●USART
USART:
(UniversalSynchronous/AsynchronousReceiver/Transmitter)
通用同步/异步串行接收/发送器
USART是一个全双工通用同步/异步串行收发模块,该接口是一个高度灵活的串行通信设备。
●CAN接口
CAN是控制器局域网络(ControllerAreaNetwork,CAN)的简称,是由研发和生产汽车电子产品著称的德国BOSCH公司开发了的,并最终成为国际标准(ISO11898),是国际上应用最广泛的现场总线之一。
CAN属于现场总线的范畴,它是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络。
较之许多RS-485基于R线构建的分布式控制系统而言,基于CAN总线的分布式控制系统在以下方面具有明显的优越性
●CRC
CRC即循环冗余校验码(CyclicRedundancyCheck[1]):
是数据通信领域中最常用的一种差错校验码,其特征是信息字段和校验字段的长度可以任意选定。
循环冗余检查(CRC)是一种数据传输检错功能,对数据进行多项式计算,并将得到的结果附在帧的后面,接收设备也执行类似的算法,以保证数据传输的正确性和完整性。
●FSMC
FSMC(FlexibleStaticMemoryController,可变静态存储控制器)是STM32系列中内部集成256KB以上FlaSh,后缀为xC、xD和xE的高存储密度微控制器特有的存储控制机制。
之所以称为“可变”,是由于通过对特殊功能寄存器的设置,FSMC能够根据不同的外部存储器类型,发出相应的数据/地址/控制信号类型以匹配信号的速度,从而使得STM32系列微控制器不仅能够应用各种不同类型、不同速度的外部静态存储器,而且能够在不增加外部器件的情况下同时扩展多种不同类型的静态存储器,满足系统设计对存储容量、产品体积以及成本的综合要求。
●NVIC
提供中断控制器,用于总体管理异常,称之为“嵌套向量中断控制器:
NestedVectoredInterruptController(NVIC)”。
NVIC和处理器内核紧密相连.
它提供以下特征。
[1]
支持嵌套和向量中断
自动保存和恢复处理器状态
动态改变优先级
简化的和确定的中断时间
NVIC依照优先级处理所有支持的异常,所有异常在“处理器模式”处理。
NVIC结构支持32(IRQ[31:
0])个离散中断,每个中断可以支持4级离散中断优先级。
所有的中断和大多数系统异常可以配置为不同优先级。
当中断发生时,NVIC将比较新中断与当前中断的优先级,如果新中断优先级高,则立即处理新中断。
当接受任何中断时,ISR的开始地址可从内存的向量表中取得。
不需要确定哪个中断被响应,也不要软件分配相关中断服务程序(ISR)的开始地址。
当获取中断入口地址时,NVIC将自动保存处理状态到栈中,包括以下寄存器“PC,PSR,LR,R0~R3,R12”的值。
在ISR结束时,NVIC将从栈中恢复相关寄存器的值,进行正常操作,因此花费少量且确定的时间处理中断请求。
NVIC支持末尾连锁”TailChaining”,有效处理背对背中断”back-to-backinterrupts”,即无需保存和恢复当前状态从而减少在切换当前ISR时的延迟时间。
NVIC还支持迟到“LateArrival”,改善同时发生的ISR的效率。
当较高优先级中断请求发生在当前ISR开始执行之前(保持处理器状态和获取起始地址阶段),NVIC将立即处理更高优先级的中断,从而提高了实时性。
●EXTI
外部中断/事件控制器
●PLL时钟:
设置总线频率的
●DMA:
DMA(DirectMemoryAccess,直接内存存取)是所有现代电脑的重要特色,它允许不同速度的硬件装置来沟通,而不需要依赖于CPU的大量中断负载。
否则,CPU需要从来源把每一片段的资料复制到暂存器,然后把它们再次写回到新的地方。
在这个时间中,CPU对于其他的工作来说就无法使用。
原理:
DMA传输将数据从一个地址空间复制到另外一个地址空间。
当CPU初始化这个传输动作,传输动作本身是由DMA控制器来实行和完成。
典型的例子就是移动一个外部内存的区块到芯片内部更快的内存区。
像是这样的操作并没有让处理器工作拖延,反而可以被重新排程去处理其他的工作。
DMA传输对于高效能嵌入式系统算法和网络是很重要的。
在实现DMA传输时,是由DMA控制器直接掌管总线,因此,存在着一个总线控制权转移问题。
即DMA传输前,CPU要把总线控制权交给DMA控制器,而在结束DMA传输后,DMA控制器应立即把总线控制权再交回给CPU。
一个完整的DMA传输过程必须经过DMA请求、DMA响应、DMA传输、DMA结束4个步骤
●RTC
实时时钟(Real-TimeClock)是PC主板上的晶振及相关电路组成的时钟电路的生成脉冲,RTC经过8254电路的变频产生一个频率较低一点的OS(系统)时钟TSC,系统时钟每一个cpu周期加一,每次系统时钟在系统初起时通过RTC初始化。
8254本身工作也需要有自己的驱动时钟(PIT)。
提供稳定的时钟信号给后续电路用。
主要功能有:
时钟,日历,闹钟,周期性中断输出,32KHz时钟输出。
●WDT
看门狗定时器(WDT,WatchDogTimer)是单片机的一个组成部分,它实际上是一个计数器,一般给看门狗一个大数,程序开始运行后看门狗开始倒计数。
如果程序运行正常,过一段时间CPU应发出指令让看门狗复位,重新开始倒计数。
如果看门狗减到0就认为程序没有正常工作,强制整个系统复位。
●GPIO:
通用输入输出接口
●JTAG:
JTAG(JointTestActionGroup;联合测试工作组)是一种国际标准测试协议(IEEE1149.1兼容),主要用于芯片内部测试。
现在多数的高级器件都支持JTAG协议,如DSP、FPGA器件等。
标准的JTAG接口是4线:
TMS、TCK、TDI、TDO,分别为模式选择、时钟、数据输入和数据输出线。
●ETM(内嵌跟踪宏单元)
ETM的作用就是记录处理器做的事情并送到外面的调试器
由于微控制器带有大量的片内存储器,因此不能简单地通过观察外部管脚来确定处理器核是如何运行的。
ETM对深嵌入处理器内核提供了实时跟踪能力。
它向一个跟踪端口输出处理器执行的信息。
软件调试器允许使用JTAG接口对ETM进行配置并以用户易于理解的格式显示捕获到的跟踪信息。
ETM直接连接到ARM内核而不是主AMBA系统总线。
●NRF24L01
nRF24L01是由NORDIC生产的工作在2.4GHz~2.5GHz的ISM频段的单片无线收发器芯片。
无线收发器包括:
频率发生器、增强型“SchockBurst”模式控制器、功率放大器、晶体振荡器、调制器和解调器。
输出功率频道选择和协议的设置可以通过SPI接口进行设置。
几乎可以连接到各种单片机芯片,并完成无线数据传送工作。
●EEPROM
EEPROM(ElectricallyErasableProgrammableRead-OnlyMemory),带电可擦可编程只读存储器--一种掉电后数据不丢失的存储芯片。
EEPROM可以在电脑上或专用设备上擦除已有信息,重新编程。
一般用在即插即用。
不像EPROM芯片,EEPROM不需从计算机中取出即可修改。
在一个EEPROM中,当计算机在使用的时候可频繁地反复编程,因此EEPROM的寿命是一个很重要的设计考虑参数。
EEPROM是一种特殊形式的闪存,其应用通常是个人电脑中的电压来擦写和重编程。
●EPROM(ErasableProgrammableReadOnlyMemory)
EPROM是一种具有可擦除功能,擦除后即可进行再编程的ROM内存,写入前必须先把里面的内容用紫外线照射它的IC卡上的透明视窗的方式来清除掉。
这一类芯片比较容易识别,其封装中包含有“石英玻璃窗”,一个编程后的EPROM芯片的“石英玻璃窗”一般使用黑色不干胶纸盖住,以防止遭到阳光直射。
●RS232
个人计算机上的通讯接口之一,由电子工业协会(ElectronicIndustriesAssociation,EIA)所制定的异步传输标准接口。
通常RS-232接口以9个引脚(DB-9)或是25个引脚(DB-25)的型态出现,一般个人计算机上会有两组RS-232接口,分别称为COM1和COM2。
只能实现点点之间的通讯
●RS485:
具有联网通信接口,而RS232不具有联网功能
●ADXL345
ADXL345是一种三轴加速度计。
当ADXL345沿检测轴正向加速时,它对正加速度进行检测。
在检测重力时需要注意,当检测轴的方向与重力的方向相反时检测到的是正加速度。
ADXL345通过3线式或4线式模式进行通信。
●MIC:
麦克风接口
●WK_UP按钮:
待机唤醒按钮
●DS18B20/DHT11接口
这是开发板的一个复用接口(U13),该接口由4个镀金排孔组成,可以用来接DS18B20/DS1820等数字温度传感器。
也可以用来接DHT11这样的数字温湿度传感器。
实现一个接口,2个功能。
不用的时候,大家可以拆下上面的传感器,放到其他地方去用,使用上是十分方便灵活的。
●OLED
有机发光二极管又称为有机电激光显示(OrganicLight-EmittingDiode,OLED)。
●TAB键的妙用
首先要介绍的就是TAB键的使用,这个键在很多编译器里面都是用来空位的,每按一下移空几个位。
如果你是经常编写程序的对这个键一定再熟悉不过了。
但是MDK的TAB键和一般编译器的TAB键有不同的地方,和C++的TAB键差不多。
MDK的TAB键支持块操作。
也就是可以让一片代码整体右移固定的几个位,也可以通过SHIFT+TAB键整体左移固定的几个位。
●BusMatrix:
随着功能块的增加,不同模块之间的通信已经成为系统性能的新的瓶颈[1]。
解决这一瓶颈的最简单的方法是使用片上总线[2]。
然而对很多现存的总线架构来说,一次只有一对主设备和从设备在发送和接收数据,通信效率有待提高。
这里设计和实现是ARM的BusMatrix,它是一种高性能的片上总线。
BusMatrix用在多层(Multi-Layer)AHB系统中,通过BusMatrix多个主设备可以并行访问多个不同的从设备。
●FLITF:
闪存存储器接口
●ICode总线
该总线将Cortex™-M3内核的指令总线与闪存指令接口相连接。
指令预取在此总线上完成.
●DCode总线
该总线将Cortex™-M3内核的DCode总线与闪存存储器的数据接口相连接(常量加载和调试访问)。
●系统总线
此总线连接Cortex™-M3内核的系统总线(外设总线)到总线矩阵,总线矩阵协调着内核和DMA间的访问
●AFIO
如果在你的程序中,某些外设用的是复用IO口,就必须开该复用时钟。
比如在STM32F103VET6中USART3的IO口为(TX/PB10,RX/PB11)。
但是如果你要是将给外设IO口映射到(TX/PC10,RX/PC11)或者(TX/PD8,RX/PD9),那就必须开启AFIO时钟了,否则外设不会正常工作。
配置stm32的事件输出/外部中断/重映射的时候.就必须开启AFIO时钟.管脚的默认外设功能并不需要开AFIO时钟
●BIT_BAND:
位带操作(bit-band是Cortex-M3内核中针对某一段区域进行位和字映射的机制,对于位操作,如IO控制LED,相比传递的C语言的位操作,提供了很大的方便.)
下面的映射公式给出了别名区中的每个字是如何对应位带区的相应位的:
bit_word_addr=bit_band_base+(byte_offsetx32)+(bit_number×4)
其中:
bit_word_addr是别名存储器区中字的地址,它映射到某个目标位。
bit_band_base是别名区的起始地址。
byte_offset是包含目标位的字节在位段里的序号
bit_number是目标位所在位置(0-31)
STM32 BIT_BAND 位段位带别名区使用入门
1. 什么是位段、位带别名区?
2. 它有什么好处?
答1:
是这样的,记得MCS51吗?
MCS51就是有位操作,以一位(BIT)为数据对象的操作,
MCS51可以简单的将P1口的第2位独立操作:
P1.2=0;P1.2=1 ; 就是这样把P1口的第三个脚(BIT2)置0置。
而现在STM32的位段、位带别名区就为了实现这样的功能。
对象可以是SRAM,I/O外设空间。
实现对这些地方的某一位的操作。
它是这样的。
在寻址空间(32位地址是 4GB )另一地方,取个别名区空间,从这地址开始处,每一个字(32BIT)
就对应SRAM或I/O的一位。
这样呢,1MB SRAM就 可以有32MB的对应别名区空间,就是1位膨胀到32位(1BIT 变为1个字)
我们对这个别名区空间开始的某一字操作,置0或置1,就等于它映射的SRAM或I/O相应的某地址的某一位的操作。
答2:
简单来说,可以把代码缩小, 速度更快,效率更高,更安全。
一般操作要6条指令,而使用 位带别名区只要4条指令。
一般操作是 读-改-写 的方式, 而位带别名区是 写 操作。
防止中断对读-改-写 的方式的影响。
/ 支持了位带操作(bit_band),有两个区中实现了位带。
其中一个是SRAM 区的最低1MB 范围,第二个则是片内外设
// 区的最低1MB 范围。
这两个区中的地址除了可以像普通的RAM 一样使用外,它们还都有自
// 己的“位带别名区”,位带别名区把每个比特膨胀成一个32 位的字
//
// 每个比特膨胀成一个32 位的字,就是把 1M 扩展为 32M ,
//
// 于是;RAM地址 0X200000000(一个字节)扩展到8个32 位的字,它们是:
// 0X220000000 ,0X220000004,0X220000008,0X22000000C,0X220000010,0X220000014, 0X220000018,0X22000001C
// 支持位带操作的两个内存区的范围是:
// 0x2000_0000‐0x200F_FFFF(SRAM 区中的
// 0x4000_0000‐0x400F_FFFF(片上外设区中的最低1MB)
/*
对SRAM 位带区的某个比特,记它所在字节地址为A,位序号
在别名区的地址为:
AliasAddr= 0x22000000 +((A‐0x20000000)*8+n)*4 =0x22000000+ (A‐0x20000000)*32 + n*4
对于片上外设位带区的某个比特,记它所在字节的地址为A,位序号为n(0<=n<=7),则该比特
在别名区的地址为:
AliasAddr= 0x42000000+((A‐0x40000000)*8+n)*4 =0x42000000+ (A‐0x40000000)*32 + n*4
上式中,“*4”表示一个字为4 个字节,“*8”表示一个字节中有8 个比特。
*/
// 把“位带地址+位序号”转换别名地址宏
#define
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 单片机 中的 专有名词