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文件名称:Microchip 系列:SAM R 系列_3.SAMR系列的硬件架构.docx
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更新时间:2025-06-12
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3.SAMR系列的硬件架构

3.1概述

SAMR系列是Microchip推出的一系列低功耗无线单片机(MCU),特别适用于需要低功耗和高可靠性的无线通信应用。这些MCU集成了先进的射频(RF)收发器和高性能的ARMCortex-M0+处理器,为开发人员提供了灵活且强大的硬件平台。本节将详细介绍SAMR系列的硬件架构,包括主要的组件和它们的功能。

3.2处理器核心

SAMR系列单片机采用了ARMCortex-M0+处理器核心。ARMCortex-M0+是一种低功耗、高性能的32位RISC内核,适用于各种嵌入式应用。它具有以下特点:

低功耗:ARMCortex-M0+内核在低功耗模式下具有非常低的功耗,非常适合电池供电的设备。

高性能:尽管功耗低,但ARMCortex-M0+内核仍然提供了较高的处理性能,能够处理复杂的算法和任务。

代码密度:支持Thumb-2指令集,提高了代码的密度和执行效率。

3.2.1处理器核心结构

ARMCortex-M0+内核的主要结构包括:

指令流水线:具有2级流水线,提高了指令执行的效率。

存储器:支持哈佛架构,即独立的指令和数据存储器,提高了数据访问的速度。

中断系统:支持多达240个可配置的中断源,具有优先级和嵌套中断处理机制。

调试接口:支持JTAG和SWD调试接口,便于开发和调试。

3.2.2低功耗模式

SAMR系列单片机提供了多种低功耗模式,包括:

睡眠模式:在睡眠模式下,CPU停止运行,但外围设备(如定时器、GPIO等)可以继续工作。

深睡眠模式:在深睡眠模式下,CPU和大部分外围设备停止工作,仅保留最基本的时钟和电源管理功能。

关机模式:在关机模式下,所有功能都停止工作,仅保留一些寄存器状态和电源管理功能。

代码示例:进入睡眠模式

#includesam.h

voidenter_sleep_mode(void){

//禁用所有中断

__disable_irq();

//配置睡眠模式

SCB-SCR|=SCB_SCR_SLEEPDEEP_Msk;//设置深度睡眠标志位

//进入睡眠模式

__WFI();//等待中断

//重新启用中断

__enable_irq();

}

intmain(void){

//初始化系统

SystemInit();

//进入睡眠模式

enter_sleep_mode();

//继续执行其他任务

while(1){

//任务代码

}

}

3.3射频收发器

SAMR系列单片机集成了高性能的射频收发器,支持多种无线通信协议,如Zigbee、Thread、Wi-Fi等。射频收发器的主要特点包括:

低功耗:在传输和接收数据时具有低功耗特性。

高灵敏度:支持高灵敏度的接收,能够在较远的距离内接收到微弱的信号。

多种调制方式:支持多种调制方式,如FSK、GFSK、OQPSK等。

数据速率:支持灵活的数据速率配置,从几kbps到几Mbps。

3.3.1射频收发器配置

射频收发器的配置包括频率设置、调制方式、数据速率等。这些配置通常通过寄存器或库函数进行。

代码示例:配置射频收发器

#includesam.h

#includerf_driver.h

voidconfigure_rf_transceiver(void){

//初始化射频收发器

rf_init();

//设置频率为2.4GHz

rf_set_frequency(RF_2_4_GHZ);

//设置调制方式为GFSK

rf_set_modulation(RF_GFSK);

//设置数据速率为1Mbps

rf_set_data_rate(RF_1_MBPS);

}

intmain(void){

//初始化系统

SystemInit();

//配置射频收发器

configure_rf_transceiver();

//进入主循环

while(1){

//无线通信任务

}

}

3.4存储器

SAMR系列单片机提供了多种类型的存储器,包括闪存、SRAM和EEPROM。这