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一文看懂STM32F4的總線架構和STM8的中斷控制！

 goandlove 2019-09-08


STM32F4的總線架構
總線架構
　　
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存儲器總線，DMA2存儲器總線;
DMA2外設總線;
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外設和AHB2外設。
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)核通過此總線獲取指令，此總線訪問的對象是包括代碼的存儲器。
　　
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)核通過此總線進行立即數(shù)加載和調(diào)試訪問。
　　
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。此總線用于訪問位于外設或SRAM中的數(shù)據(jù)。
　　
DMA存儲器總線(S3、S4)：此總線用于將DMA存儲器總線主接口連接到總線矩陣。DMA通過此總線來齒形村粗其數(shù)據(jù)的傳入和傳出。
　　
DMA外設總線：此總線用于將DMA外設主總線接口連接到總線矩陣。DMA通過此總線訪問AHB外設或執(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通過此總線向存儲器存取數(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 通過此總線想村粗其加載/存儲數(shù)據(jù)。
　　
時鐘樹概述
　　
在STM32F4中，有5個最重要的時鐘源，為HSI、HSE、LSI、PLL。其中PLL實際是分為兩個時鐘源，分別為主PLL和專用PLL。在這五個中HSI、HSE以及PLL是高速時鐘，LSI和LSE是低速時鐘。
　　
1.LSI 是低速內(nèi)部時鐘，RC振蕩器，頻率為32kHz左右，供獨立看門狗和自動喚醒單元使用。
　　
2.LSE 是低速外部時鐘，接頻率為32.768kHz的石英晶體，這個主要是RTC的時鐘源。
　　
3.HSE 是高速外部時鐘，可接石英/陶瓷諧振器，或者接外部時鐘源，頻率范圍為 4MHz-26MHz。開發(fā)板接的是8M的晶振，HSE也可以直接做為系統(tǒng)時鐘或者PLL輸入。
　　
4.HSI 是高速內(nèi)部時鐘，RC振蕩器，頻率為16MHz。可以直接作為系統(tǒng)時鐘或者用作PLL輸入。
　　
5.PLL 為鎖相環(huán)倍頻輸出，STM32F4有兩個PLL。
STM8的中斷控制
內(nèi)部中斷：一般是由硬件錯誤或者運算過程中出錯引起的，一般是不可避免的。
　　
外部中斷：是處理器的外設發(fā)出的中斷請求，如定時器中斷，UART接收中斷，外部中斷一般都可以通過中斷控制器進行屏蔽。
　　
ITC功能概述
　　
所有IO引腳都具有外部中斷能力，每個端口都有獨立的中斷向量以及獨立的標志;外設中斷能力。
　　
軟件中斷能力(TRAP)
具有靈活的優(yōu)先級和中斷等級管理，支持可嵌套和同級中斷管理：多達4個軟件可編程的嵌套等級;最多有32個中斷向量，其入口地址由硬件固定。
2個不可避免的中斷：RESET，TRAP;1個不可避免的最高優(yōu)先級硬件中斷TL1。
　　
中斷的主要功能
　　
實現(xiàn)高速CPU和低速外設之間速度的配合;打印機的打印字符的速度比較慢，于是CPU向打印機傳送一個字符后，可以去執(zhí)行其他任務，打印機打印完該字符，向CPU提出中斷請。
　　
可實現(xiàn)實時控制，所有參數(shù)可隨時向CPU發(fā)送中斷請求，使控制對象保持最佳工作狀態(tài)。
　　
實現(xiàn)故障的緊急處理。
　　
實現(xiàn)人機接口，如鍵盤。
　　
中斷源和中斷向量
　　
中斷源：中斷信號的觸發(fā)源。
　　
中斷向量：每個中斷源對應至少一個中斷標志，中斷源請求CPU中斷時，對應的中斷標志位發(fā)送改變，CPU在每條語句結束檢查中斷標志位，如果允許中斷，則產(chǎn)生中斷，CPU將PC指針指向?qū)袛喾粘绦蛉肟?，改地址就是中斷向量?/span>
　　
在單片機中，中斷技術主要用于實時控制，實時控制要求單片機能夠及時的響應被控制對象提出的分析，計算和控制等請求，使被控制對象保持在最佳工作狀態(tài)，以達到預期的最優(yōu)控制效果，這些中斷請求發(fā)生使隨機的，要求單片機快速響應，是一個復雜的過程：
　　
在每一條指令結束后系統(tǒng)會自動檢測中斷請求信號，若全局中斷和某一中斷已經(jīng)使能，則響應中斷，其他操作被掛起;
保護現(xiàn)場。CPU一旦響應，PC X，Y，A，和CC寄存器被自動壓棧，根據(jù)中斷控制寄存器中值對應的中斷服務向量，CC寄存器被響應設置;
中斷服務。通過中斷向量載入中斷服務子程序的入口地址，執(zhí)行中斷服務中的函數(shù);
恢復現(xiàn)場并中斷返回。中斷服務子程序必須以IRET結束，該指令會把堆棧中保存的寄存器內(nèi)容出棧，CC寄存器被恢復，程序恢復運行。
　　
中斷優(yōu)先級
　　
STM8單片機某個時刻只能處理一個中斷，當系統(tǒng)有多個中斷源同時發(fā)送中斷請求，就涉及到中斷管理。兩種中斷管理模式：同時發(fā)生模式和嵌套模式。
　　
同時發(fā)生模式：當一個中斷響應，在響應執(zhí)行期間，無論再高優(yōu)先級的中斷，三個不可避免的除外，都無法打斷現(xiàn)在曾在響應的中斷。當前中斷完畢后，會優(yōu)先觸發(fā)高優(yōu)先級的中斷。
　　
嵌套模式：當CPU正在響應一個中斷過程中，一個比當前優(yōu)先級高的中斷發(fā)生，則CPU會暫停當前中斷響應，轉(zhuǎn)而響應新的中斷。新中斷響應完畢后，繼續(xù)響應原來中斷。

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