嵌入式系统【硬件层、STM32系统结构】
硬件层组成:微处理器、存储器、I/O接口和通用设备接口。
1、微处理器
1.1 微处理器基本结构
嵌入式硬件系统的核心,通常由控制单元、算术逻辑单元和寄存器3大部分组成:
A、控制单元:主要负责取指、译码和取数等基本操作并发送主要的控制指令。
B、算术逻辑单元:主要处理数值型数据和进行逻辑运算工作。
C、寄存器:用于暂存临时性的数据。
1.2 微处理器分类
(1)嵌入式微控制器(MCU):又称为单片机,片上外设资源一般比较丰富,适合于控制。最大的特点是单片化,体积小,功耗和成本低,可靠性高。目前约占70%的市场份额。
(2)嵌入式微处理器(EMPU):又称为单板机,由通用计算机中的 CPU 发展而来,它的特征是具有32位以上的处理器,具有较高的性能。通常嵌入式微处理器把 CPU、ROM、RAM 及 I/O 等模块做到同一个芯片上。
(3)嵌入式 DSP 处理器(DSP):专门用于信号处理方面的处理器,其在系统结构和指令算法方面进行了特殊设计,使其处理速度比最快的 CPU 还快10~50倍,在数字滤波、FFT、频谱分析等方面获得了大量的应用。
(4)嵌入式片上系统(SOC):追求产品系统最大包容的集成器件,其最大的特点是成功实现了软硬件的无缝结合,直接在微处理器片内嵌入操作系统的代码模块。
(1)8位微处理器:以8051为重点,彻底搞清楚8位单片机的工作原理,外设控制、存储分布 、寻址方式以及典型应用。
(2)16位微处理器:典型的微处理器可以参考 MSP430,找一本这方面的书看看关于 MSP430的结构原理以及典型应用。
(3)32位微处理器:32位处理器采用32位的地址和数据总线,其地址空间达到了2 32 =4GB 。目前主流的32位嵌入式处理器系统主要有 ARM 系列、MIPS 系列、PoewrPC系列等。ARM 微处理器体系结构目前被公认为是嵌入式应用领域领先的32位嵌入式 RISC 处理器结构。按照目前的发展形式,ARM 几乎成了嵌入式应用的代名词。
2、存储器
存放和执行代码
3、I/O接口和通用设备接口
I/O接口和通用设备接口:GPIO、IIC(I2C)、SPI、UART、RS232、RS485、CAN、USB、HDMI、A/D、D/A
通信协议:IIC(I2C)、SPI、UART、RS232、RS485、CAN
4、STM32系统结构
- 1.系统结构图
- 2.型号参数表
- 3.硬件实物图
- 4.片上资源表
- 5.芯片引脚图
- 6.最小电路图
- STM32系统结构图/思维导图:
- STM32硬件实物图:
- STM32片上资源/外设:
- STM32引脚图:
- STM32最小系统电路:
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