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文件名称:STMicroelectronics 系列:STM32L4 系列_(12).STM32L4系列的编程模型.docx
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更新时间:2025-06-19
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STM32L4系列的编程模型

引言

在上一节中,我们介绍了STM32L4系列的基本架构和特点。本节将深入探讨STM32L4系列的编程模型,包括寄存器、存储器映射、中断系统和时钟配置等内容。通过本节的学习,您将了解如何在STM32L4系列单片机上进行高效和可靠的编程。

寄存器架构

STM32L4系列单片机采用ARMCortex-M4内核,其寄存器架构与Cortex-M4内核的标准寄存器架构一致。以下是一些关键寄存器的介绍:

1.通用寄存器

ARMCortex-M4内核提供了16个32位通用寄存器,编号为R0到R15。其中R13(SP)用作堆栈指针,R14(LR)用作链接寄存器,R15(PC)用作程序计数器。

R0-R12:这13个寄存器用于数据操作和地址计算。

R13(SP):堆栈指针,用于管理堆栈。

R14(LR):链接寄存器,用于保存子程序返回地址。

R15(PC):程序计数器,用于指示下一条指令的地址。

2.程序状态寄存器

ARMCortex-M4内核提供了多个程序状态寄存器(PSR),用于保存CPU的状态信息。

ApplicationProgramStatusRegister(APSR):应用程序状态寄存器,包含条件标志位。

InterruptProgramStatusRegister(IPSR):中断程序状态寄存器,包含当前执行的异常号。

ExecutionProgramStatusRegister(EPSR):执行状态寄存器,包含当前执行模式和其他状态信息。

3.控制寄存器

控制寄存器用于配置CPU的运行模式和其他关键参数。

ControlRegister(CTR):控制寄存器,包含堆栈指针选择和特权模式选择等信息。

4.系统控制寄存器

系统控制寄存器用于管理系统级功能,如中断使能、时钟配置等。

SystemControlRegister(SCR):系统控制寄存器,包含睡眠和中断使能等信息。

SystemHandlerControlandStateRegister(SHCSR):系统处理控制和状态寄存器,用于配置和管理系统处理异常。

5.内存保护单元(MPU)

内存保护单元(MPU)用于保护内存区域,防止非法访问。

MPUTypeRegister(MPUTR):MPU类型寄存器,描述MPU的功能。

MPUControlRegister(MPUCR):MPU控制寄存器,用于启用或禁用MPU。

MPURegionBaseAddressRegister(MPURBAR):MPU区域基地址寄存器,用于设置内存区域的基地址。

MPURegionAttributeandSizeRegister(MPURASR):MPU区域属性和大小寄存器,用于设置内存区域的属性和大小。

存储器映射

STM32L4系列单片机的存储器映射是其编程模型的重要组成部分。存储器映射定义了各个存储器区域的地址范围和功能。

1.内部存储器

FlashMemory:用于存储程序代码和常量数据,地址范围通常为00x080FFFFF。

SRAM:用于存储变量和堆栈,地址范围通常为00x2001FFFF。

2.外部存储器

ExternalMemoryInterface(EMI):用于连接外部存储器,地址范围通常为0xA0000000到0xAAAAAAAA。

3.特殊功能寄存器

SystemMemory:包含系统固件和启动代码,地址范围通常为0x1FFF0000到0x1FFFFFFF。

PeripheralMemory:包含外设寄存器,地址范围通常为00x4FFFFFFF。

中断系统

STM32L4系列单片机的中断系统基于ARMCortex-M4内核的NestedVectoredInterruptController(NVIC)。NVIC支持多个中断源,并提供优先级和嵌套功能。

1.中断向量表

中断向量表包含所有中断和异常的处理程序地址。通常,中断向量表位于Flash存储器的起始地址(0。

2.中断优先级

NVIC支持16个优先级级别,每个中断源可以配置不同的优先级。优先级级别越低,优先级越高。通过配置优先级寄存器,可以实现中断的嵌套和抢占。

3.中断使能和清除

通过NVIC的使能寄存器(NVIC_ISER)和清除寄存器(NVIC_ICER)可以启用或禁用特定的中断源。

4.中断挂起和解挂

通过NVIC的挂起寄存器(NVIC_ISPR)和解挂寄存器(NVIC_ICPR)可以挂起或解挂特定的中断源。

5.中断处理程序