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2.Cortex-M3架构基础
2.1ARMCortex-M3处理器概述
ARMCortex-M3是一种高性能、低功耗的32位RISC（精简指令集计算机）处理器，广泛应用于嵌入式系统中。Cortex-M3处理器采用哈佛架构，具有独立的指令和数据总线，可以同时进行指令和数据的读取，提高了处理效率。Cortex-M3处理器支持Thumb-2指令集，这是一个混合了16位和32位指令的高效指令集，可以在代码大小和性能之间取得良好的平衡。
Cortex-M3处理器的主要特点包括：
高性能：最高可达1.25DMIPS/MHz。
低功耗：在低功耗模式下可以实现极低的功耗。
较小的芯片面积：适合嵌入式系统的小尺寸要求。
丰富的外设支持：支持多种中断和外设，便于系统扩展。
调试和跟踪支持：支持多种调试和跟踪工具，便于开发和维护。
2.2哈佛架构与冯·诺依曼架构的对比
哈佛架构和冯·诺依曼架构是两种常见的处理器架构。哈佛架构的主要特点是拥有独立的指令和数据总线，而冯·诺依曼架构则使用统一的总线。
哈佛架构：
优点：
可以同时读取指令和数据，提高处理效率。
程序和数据存储在不同的存储器中，可以分别优化其访问速度。
缺点：
程序和数据不能在运行时互相访问，限制了一些高级编程技巧的应用。
存储器管理较为复杂。
冯·诺依曼架构：
优点：
程序和数据可以存储在相同的存储器中，简化了存储器管理。
支持更多的编程模型，如自修改代码。
缺点：
指令和数据的读取需要通过同一总线，可能会导致瓶颈。
处理效率相对较低。
Cortex-M3处理器采用哈佛架构，因此在设计和编程时需要特别注意指令和数据的分离存储。
2.3Thumb-2指令集
Thumb-2指令集是ARM公司推出的一种混合指令集，结合了16位和32位指令的优点。Thumb-2指令集可以在保持代码密度的同时，提供更高的性能。Cortex-M3处理器完全支持Thumb-2指令集，使得开发人员可以在编译时选择最合适的指令模式。
Thumb-2指令集的特点：
代码密度：32位指令集的代码密度通常比16位指令集高，但Thumb-2指令集通过混合使用16位和32位指令，可以在保持较小代码大小的同时提供高效的执行。
性能：Thumb-2指令集支持复杂的32位操作，可以在性能上接近甚至超过纯32位指令集。
兼容性：与之前的ARM指令集兼容，可以轻松地移植现有的ARM代码。
示例代码：
下面是一个简单的示例，展示了如何使用Thumb-2指令集编写高效的代码。
//例1：使用Thumb-2指令集编写高效的乘法操作
voidmultiply(int32_ta,int32_tb,int32_t*result){
//使用32位乘法指令
*result=a*b;
}
在这个例子中，multiply函数使用32位乘法指令，这在Thumb-2指令集中是高效的。编译器会自动选择最合适的指令模式。
2.4中断系统
Cortex-M3处理器的中断系统非常强大，支持多种中断类型和优先级。中断系统包括一个嵌套向量中断控制器（NVIC），可以管理多达256个中断源。NVIC支持可配置的优先级和抢占优先级，使得中断处理更加灵活和高效。
中断处理流程：
中断请求：外部设备或内部事件触发中断请求。
中断响应：NVIC根据中断优先级选择处理的中断，并保存当前的处理器状态。
中断服务程序（ISR）：执行相应的中断服务程序。
中断返回：恢复处理器状态，返回到被中断的程序。
示例代码：
下面是一个简单的中断处理示例，展示了如何配置和处理定时器中断。
#includeLPC17xx.h
//定时器中断服务程序
voidTimer_IRQHandler(void){
//清除中断标志
LPC_TIM1-IR=1;
//中断处理逻辑
staticuint32_tcount=0;
count++;
if(count=1000){
//每1000次中断触发一个事件
count=0;
//触发事件的代码
}
}
//配置定时器中断
voidconfigTimerInterrupt(void){
//使能定时器1
LPC_SC-PCONP|=(110);//使能定时器1的电源
LPC_SC-PCLKSEL1|=(020);//设置定时器1的时钟为PCLK
//配置定时器1
LPC_TIM1-PR