Cortex-M3处理器的特殊功能寄存器详解

"Cortex-M3基础讲解，包括特殊功能寄存器、寄存器组、异常和中断、操作模式和特权级别、存储器映射、总线接口、指令集及复位等内容。" Cortex-M3是 ARM 公司设计的一种32位微处理器内核，它具有高效的性能和低功耗特性。该处理器基于Thumb2指令集，其核心组成部分包括一系列的寄存器和特殊功能寄存器。 寄存器组是Cortex-M3的基础，包括R0到R15一共16个通用寄存器。R0到R12主要用来进行数据操作，大部分Thumb指令仅能访问R0到R7。R13作为堆栈指针，有主堆栈指针（MSP）和进程堆栈指针（PSP）两个，分别用于系统内核和用户应用。R14是连接寄存器（LR），在子程序调用时存储返回地址，提高调用效率。R15是程序计数器（PC），指向当前执行的指令地址。 特殊功能寄存器在Cortex-M3中扮演重要角色，它们对处理器的行为和中断管理有着直接影响： 1. 程序状态字寄存器组（PSRs）：包含应用程序PSR（APSR）、中断号PSR（IPSR）和执行PSR（EPSR）。这些寄存器可以单独或组合访问，记录了处理器的状态，如条件码、中断标志等。 2. 中断屏蔽寄存器组：包括PRIMASK、FAULTMASK和BASEPRI。PRIMASK用于全局中断屏蔽，除了非 maskable interrupt (NMI)外，所有中断都能被屏蔽。FAULTMASK则可屏蔽所有故障中断，但不影响NMI。BASEPRI用于设置优先级，高于此优先级的中断将被阻止。 3. 控制寄存器（CONTROL）：控制着处理器的操作模式和堆栈指针的选择。例如，它可以决定使用MSP还是PSP作为当前堆栈指针，以及确定线程模式下的安全特权级别。 Cortex-M3还具备异常和中断处理机制，支持多种异常类型，如复位、软件中断、硬件中断等，并有相应的异常向量表来处理这些事件。此外，它采用哈佛结构，拥有独立的指令总线和数据总线，允许同时进行指令获取和数据访问，提升执行效率。 在存储器映射方面，Cortex-M3可以根据需要将不同功能的外设分配到不同的地址空间，便于管理和优化。总线接口则是处理器与外部存储器和其他设备通信的桥梁，确保数据的准确传输。 指令集方面，Cortex-M3基于Thumb2指令集，提供高效且紧凑的编码，适合嵌入式系统。最后，复位是系统启动时的初始状态，处理器会跳转到预设的复位向量地址开始执行代码。 Cortex-M3的基础知识涵盖了处理器架构、寄存器、中断处理、存储器映射等多个方面，这些都是理解和开发基于Cortex-M3系统的关键。