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【经验分享】梳理STM32芯片的内部架构

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STMCU小助手 发布时间:2022-3-14 21:54
STM32芯片主要由内核和片上外设组成,STM32F103采用的是Cortex-M3内核,内核由ARM公司设计。STM32的芯片生产厂商ST,负责在内核之外设计部件并生产整个芯片。这些内核之外的部件被称为核外外设或片上外设,如 GPIO、USART(串口)、I2C、SPI 等,相关文章推荐:UART、I2C、SPI、TTL、RS232、RS422、RS485、CAN、USB、SD卡、1-WIRE、Ethernet。" P  @4 k& _. ~3 I

  ?3 v2 z7 S% P1 V9 P! G _H6S5PD@(LG3L`_GN]R[5S8.png 0 B& s% I7 P3 l! Y/ _9 Z. s* _
/ \, S& ?- F6 ^: J
芯片内核与外设之间通过各种总线连接,其中驱动单元有 4 个,被动单元也有 4 个,具体如上图所示。可以把驱动单元理解成是内核部分,被动单元都理解成外设。
  b+ g" U/ T* D3 @4 g1 m& `+ s+ [% ^
$ T. b4 X% z: V$ i. ~ICode 总线
/ ]) R* I% V3 v5 F' @9 \+ C! ?' RICode总线是专门用来取指令的,其中的I表示Instruction(指令),指令的意思。写好的程序编译之后都是一条条指令,存放在 FLASH中,内核通过ICode总线读取这些指令来执行程序。
7 U: f0 W# T# x% ]* `5 t: W
, n7 {: i4 Y. bDCode总线
! u/ O( R# s$ d/ R* v0 EDCode这条总线是用来取数的,其中的D表示Data(数据)。在写程序的时候,数据有常量和变量两种。常量就是固定不变的,用C语言中的const关键字修饰,放到内部FLASH当中。变量是可变的,不管是全局变量还是局部变量都放在内部的SRAM。0 V! {; N- i/ [7 q5 k

& z4 q2 P7 I6 X* G系统System总线
- g$ |6 S* l, G' r2 r我们通常说的寄存器编程,即读写寄存器都是通过系统总线来完成的,系统总线主要是用来访问外设的寄存器。0 T! o- \; y3 h9 W6 n

! v/ ?3 B$ s4 [DMA总线
, n4 c1 ^; ]4 l9 Q' G. A8 QDMA总线也主要是用来传输数据,这个数据可以是在某个外设的数据寄存器,可以在SRAM,可以在内部FLASH,相关文章推荐:详解STM32中的DMA原理。: q# b" t6 K( o/ x3 o! X
因为数据可以被Dcode总线,也可以被DMA总线访问,为了避免访问冲突,在取数的时候需要经过一个总线矩阵来仲裁,决定哪个总线在取数。) n' H+ P& A) |0 y1 @( O" k

8 T: q. a( y' C  j3 Y$ g内部的闪存存储器Flash
; d( C) l: p# a0 a' [# A! d内部的闪存存储器即FLASH,编写好的程序就放在这个地方。内核通过ICode总线来取里面的指令。
4 K) ]$ q6 j+ \; z8 _( y- C5 Q: }- r8 X$ e  F7 k
内部的SRAM
  j2 Z' p/ A- H( s! v/ Q* ^内部的SRAM,是通常所说的内存,程序中的变量、堆栈等的开销都是基于内部SRAM,内核通过DCode总线来访问它。
/ J7 K/ Y3 Q7 n2 |+ L) m; j$ J( ]. V, ~; `& h- m4 }1 j
FSMC; m$ S, Z! j% L7 q- v
FSMC的英文全称是Flexible static memory controller(灵活的静态的存储器控制器)。通过FSMC可以扩展内存,如外部的SRAM、NAND-FLASH和NORFLASH,相关文章:EEPROM和Flash这样讲,我早就懂了。但FSMC只能扩展静态的内存,不能是动态的内存,比如就不能用来扩展SDRAM。
' q5 H8 `4 p+ D* ~. A/ @; L
# I0 y2 ^4 V9 v! wAHB4 K( X& G/ F4 r9 z3 Q; X  r
从AHB总线延伸出来的两条APB2和APB1总线是最常见的总线,GPIO、串口、I2C、SPI 这些外设就挂载在这两条总线上。这个是学习STM32的重点,要学会对这些外设编程,去驱动外部的各种设备。9 F4 V$ K% q" n0 X

5 y" c  Z1 t$ g: d, \2 R' I1 p
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