STM32微控制器原理及应用 课件 第2章 STM32结构.ppt

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微控制器原理及应用陈蕾邓晶主编苏州大学出版社“十三五”江苏省高校重点教材第二章STM32结构【本章教学目标】嵌入式系统的定义与特点嵌入式微处理器分类嵌入式系统的发展和应用STM32微控制器系列产品特点STM32F103主要性能主要内容2.1STM32系统结构2.1.1Cortex-M3的内部结构2.1.2STM32的总线结构2.2STM32存储器组织2.2.1STM32存储器映射2.2.2位段操作2.3STM32内部资源2.3.1STM32功能结构2.3.2STM32的引脚分布2.4STM32最小系统2.4.1电源电路2.4.2时钟电路2.4.3复位电路2.4.4启动电路2.1STM32系统结构2.1.1Cortex-M3的内部结构由ARM公司推出的AMBA片上总线已经成为一种主流的工业片上结构，AMBA规范主要包括AHB系统总线（AdvancedHighperformanceBus）和APB外设总线（AdvancedPeripheralBus），二者分别适用于高速与相对低速设备的连接。CM3包含5个总线，即I-Code总线、D-Code总线、系统总线、外部专用外设总线和内部专用外设总线，CM3内部结构及总线连接如图2-1所示。图2-1CM3内部结构及总线连接图2.1.2STM32的总线结构STM32的总线结构如图2-2所示，STM32总线由以下部分构成4个驱动单元：Cortex-M3内核ICode总线(I-bus)、DCode总线(D-bus)、系统总线(S-bus)、通用DMA1和通用DMA2。4个被动单元：内部SRAM、内部闪存Flash、FSMC、AHB到APB的桥（AHB2APBx，连接所有的APB设备）ICode总线：将CM3内核的指令总线与Flash存储器指令接口相连接，用于指令预取。DCode总线：将CM3内核DCode总线与Flash存储器数据接口相连接，用于常量加载和调试访问。System总线：将CM3内核的System总线(外设总线)连接到总线矩阵，用于访问内存和外设，包括SRAM、片上外设、片外RAM、片外扩展设备以及系统级存储区的部分空间。DMA总线：将DMA的AHB主控接口与总线矩阵相联，总线矩阵协调CPU的DCode和DMA到SRAM、闪存和外设的访问。图2-2STM32的总线结构图2.2 STM32存储器组织2.2.1STM32存储器映射STM32将可访问的存储器空间分成8个主块，每个块为0.5GB即512MB，其他未分配给片上存储器和外设存储器空间都是保留的地址空间。STM32存储器映射图如图2-3所示，4GB的线性地址空间内，寻址空间被分成8个主块：block0～block7，每块512MB。? 片内Flash：0x00000000～0x1FFFFFFF，用于存放程序、表格和常数；? 片内SRAM：0x20000000～0x3FFFFFFF，用于存放程序中间变量与数据；? 片上外设区：0x40000000～0x5FFFFFFF，用于片上外设。2.2.2位段操作MCS-51有位操作，STM32没有位操作，而是通过位段区、位段别名区实现位操作即位段操作。CM3中支持位段操作的地址区称为位段区。在寻址空间的另一地方，有一个“位段别名区”空间，从这个地址开始处，每一个字（32位）对应位段区的一位；在位段区中，每一位都映射到位段别名区的一个字，对位段别名区的访问最终会变换成对位段区的访问。CM3存储器空间包括2个位段（bitband）区，该位段区分别与2个32M的位段别名(bitbandAlias)区对应，位段区中的每一位映射到位段别名区中的一个字，通过对位段别名区中某个字的读/写操作可实现对位段区中某一个位的读/写操作。位段区与位段别名区的映射关系如图2-4所示。图2-4位段区与位段别名区的映射关系图2.3STM32内部资源2.3.1STM32功能结构STM32内部总线和两条APB总线将片上系统和外设资源紧密地连接起来，其中内部总线是主系统总线，连接CPU、存储器和系统时钟等。APB1总线连接速率较低的外设，APB2总线连接速率较高的外设，如系统通用外设和中断控制等。GPIO端口包括PA、PB、PC、PD、PE、PF和PG7个16位的GPIO端口，其它外设接口引脚都和GPIO端口的引脚功能复用，AF表示功能复用引脚。STM32F1xx系列内部结构框图如图2-5所示，不同型号的具体配置有所不同。STM32F1xx系列微控制器外设资源配置表2.3.2