ARM体系架构
1. 指令系统
RISC: 精简指令集指令系统 -- ARM
寻址方式: 寻址方式比较少(10种以内)
指令集中指令的条数: 100条左右
大的、统一的寄存器文件；
装载/保存结构(Load/Store)，数据处理操作只针对寄存器的内容，而不直接对存储器进行操作；
统一和固定长度的指令域，简化了指令的译码，便于指令流水线设计。 -- 大多数指令的执行时间是相等的
CISC: 复杂指令集指令系统 -- X86， 51
寻址方式: 寻址方式比较多(10种以上)
指令集中指令的条数
2. ARM中数据类型
字节数据: 1byte
半字数据: 2byte
字数据: 4byte
3. 字节对齐和符号位扩展
struct T1
{
char c;
int n;
}; //字节对齐
struct T2
{
char c1:2;
char c2:3;
char c3:2;
int n:6;
};
struct T2 t;
t.c1 = 3;
printf("%d\n", t.c1); //-1
4. 寄存器
ARM处理器有37个寄存器，在不同处理器运行模式下使用的寄存器是不完全一致的
所有的37个寄存器，分成两大类：31个通用32位寄存器；6个状态寄存器。
其中R0～R7为未分组的寄存器，也就是说对于任何处理器模式，这些寄存器都对应于相同的32位物理寄存器。
寄存器R8～R14为分组寄存器。它们所对应的物理寄存器取决于当前的处理器模式，几乎所有允许使用通用寄存器的指令都允许使用分组寄存器
寄存器R8～R12有两个分组的物理寄存器。一个用于除FIQ模式之外的所有寄存器模式，另一个用于FIQ模式。这样在发生FIQ中断后，可以加速FIQ的处理速度。
R13: 堆栈指针SP -- 指向堆栈栈顶位置的指针(指向栈顶元素或者栈顶插入位置)
R14: 链接寄存器LR -- 作为子程序(函数)返回用
R14为链接寄存器（LR），在结构上有两个特殊功能：
在每种模式下，模式自身的R14版本用于保存子程序返回地址；(跳转到函数之前的位置)
当发生异常时，将R14对应的异常模式版本设置为异常返回地址（有些异常有一个小的固定偏移量）。
R15: 程序计数器PC
它指向正在取指的地址。 -- 下一条要执行的指令的位置
程序状态寄存器: CPSR
运算的结果: NZCV
N: 符号位
Z: 零位
C: 进位/借位位
V: 溢出
5. 异常
异常（Exception)是指任何打断处理器正常执行，并且迫使处理器进入一个由有特权的特殊指令执行的事件。
异常可分为4类：中断（interrupt)、陷井（trap）、故障（fault)和终止（abort)
上下文切换:
a. 将CPSR保存到对应的SPSR -- 状态寄存器的保护
b. 将当前程序中使用的数据进行压栈 -- 数据保护
c. 将返回地址(当前的PC值)保存到LR中 -- 返回位置
d. 将切换的入口地址(中断向量)赋值给PC -- 实现跳转
异常返回(中断、函数调用结束、内循环挑战到外循环):
a. 将SPSR恢复到CPSR中 -- 状态恢复
b. 数据栈中的数据弹栈 -- 数据恢复
c. 将LR赋值给PC -- 返回
6. ATPCS
过程调用标准ATPCS（ARM-Thumb Produce Call Standard）规定了子程序间相互调用的基本规则， ATPCS规定子程序调用过程中寄存器的使用规则、数据栈的使用规则及参数的传递规则。
寄存器使用规则:
R0-R3: 函数调用时的参数寄存器，用来存放前4个函数参数并存放返回值。在函数内如果将这些寄存器用作其他用途，将破坏其值。R0还作为函数的返回值
R4-R11: 通用变量寄存器(一般使用得比较多的是R4-R8)
R12: IP, 临时过渡寄存器，函数调用时会破坏其值
STM32的使用
常用资源:
ADC: 模拟/数字转换控制 -- 模拟传感器的使用
DAC: 数字/模拟转换控制
USART: 串行口 -- 调试、串口设备(蓝牙)
串行总线接口: SPI, IIC, CAN
定时器TIM
EXTI: 外部中断
GPIO: 通用IO口 -- 开关信号的输入输出
RTC: 实时时钟 -- 日历，时钟
STM32的引脚绝大多数都是复用功能引脚(一个引脚可以配置为不同的作用)
AMBA片上总线：已成为一种流行的工业片上总线标准。它包括AHB(Advanced High performance Bus)和APB(Advanced Peripheral Bus )，前者作为系统总线，后者作为外设总线。
外设总线：包括APB1(Advanced Peripheral Bus 1) -- 低速
和APB2(Advanced Peripheral Bus 2) -- 高速
要使用任何外部设备首先必须该外部设备对应的时钟系统是启动的
最小系统: STM32F103C8T6小系统板，主要由单片机、晶振电路、复位电路几部分构成，板载的资源能满足进行单片机GPIO,ADC,RTC,USART,IIC,SPI,USB数据通信等实验。
GPIO口的使用:
a. 要控制一个设备，首先必须先使能该设备对应的端口的时钟系统
b. 配置端口: 设置工作模式(输入、输出...), 设置工作属性(输出的速度...)
端口的配置是通过端口寄存器来进行的
端口: PA, PB, PC, ...
引脚: 每一个端口理论上有16个引脚，Pin_0 ~ Pin_15
每一个端口通过7个端口寄存器来进行设置(对于简单的设置一般只使用2~3个端口寄存器就可以了)
①两个32位的配置寄存器(GPIOx_CRL，GPIOx_CRH) -- 一个配置寄存器管理8个引脚(一个引脚通过配置寄存器的四位来进行设置)
(GPIOx_CRL) (x=A..G): GPIOx configuration register low, GPIOx端口低配置寄存器，用于配置GPIOx端口的第0位～第7位。
(GPIOx_CRH) (x=A..G): GPIOx configuration register high, GPIOx端口低配置寄存器，用于配置GPIOx端口的第8位～第15位。
②两个32位的数据寄存器（GPIOx_IDR，GPIOx_ODR) -- 每一个引脚对应数据寄存器中的一位
(GPIOx_IDR) (x=A..G)： GPIOx input data register -- 输入数据寄存器
(GPIOx_ODR) (x=A..G)： GPIOx output data register -- 输出数据寄存器
③一个32位的置位/复位寄存器 (GPIOx_BSRR)
(GPIOx_BSRR) (x=A..G): GPIOx bit set/reset register
④一个16位的复位寄存器(GPIOx_BRR)
⑤一个32位的锁定寄存器(GPIOx_LCKR)
(GPIOx_LCKR) (x=A..G): GPIOx configuration lock register
一般情况下，对于输入引脚的操作通过CPIOx_CRL或者GPIOx_CRH、GPIOx_IDR就可以了；
对于输出引脚的操作通过CPIOx_CRL或者GPIOx_CRH、GPIOx_ODR就可以了
输入引脚的工作模式: 浮空输入、上拉输入、下拉输入和模拟输入
输出引脚的工作模式: 推挽输出、开漏输出、复用推挽输出、复用开漏输出(最大输出速度有10MHz，2MHz和50MHz三种)
端口配置寄存器:
端口配置低寄存器(GPIOx_CRL)(x=A..G)
端口配置高寄存器(GPIOx_CRH) (x=A..G)
每一个引脚的配置使用寄存器的4位，包含两位Mod位和两位CNF位
MODE位:
00：输入模式(复位后的状态)
01：输出模式，最大速度10MHz
10：输出模式，最大速度2MHz
11：输出模式，最大速度50MHz
CNF位:
在输入模式(MODE[1:0]=00)：
00：模拟输入模式
01：浮空输入模式(复位后的状态)
10：上拉/下拉输入模式
11：保留
在输出模式(MODE[1:0]>00)：
00：通用推挽输出模式
01：通用开漏输出模式
10：复用功能推挽输出模式
11：复用功能开漏输出模式
假如: LED连接在GPIOC_Pin_13, 设置对应的寄存器
使用的寄存器是: GPIOC_CRH
MOD位为: GPIOC_CRH[21:20] == 11
CNF位为: GPIOC_CRH[23:22] == 00
数据寄存器IDR或者ODR的每一位对应一个引脚的输入或者输出数据
比如: LED要亮
要设置GPIOC_ODR[13] = 0
寄存器地址计算:
GPIOA: 0x4001 0800 - 0x4001 0BFF
GPIOA_CRL: 0x4001 0800
GPIOA_CRH: 0x4001 0804
GPIOA_IDR: 0x4001 0808
GPIOA_ODR: 0x4001 080C
GPIOB: 0X4001 0C00 - 0x4001 0FFF
GPIOB_CRL: 0X4001 0C00
GPIOB_CRH: 0X4001 0C04
GPIOB_IDR: 0X4001 0C08
GPIOB_ODR: 0X4001 0C0C
GPIOC: 0x4001 1000 - 0x4001 13FF
GPIOC_CRL: 0x4001 1000
GPIOC_CRH: 0x4001 1004
GPIOC_IDR: 0x4001 1008
GPIOC_ODR: 0x4001 100C
假如: LED连接在GPIOC_Pin_13, 设置为通用推挽输出，最高速度50MHz，控制LED亮
使用的寄存器是: GPIOC_CRH
MOD位为: GPIOC_CRH[21:20] == 11
CNF位为: GPIOC_CRH[23:22] == 00
比如: LED要亮
要设置GPIOC_ODR[13] = 0
实时时钟寄存器基础地址: 0x4002 1000
APB2 外设时钟使能寄存器(RCC_APB2ENR) 偏移地址：0x18 -- 0x4002 1018
GPIOC的时钟使用RCC_APBENR的bit[4], 为1使能，为0失能