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day43-硬件学习之ARM基础知识

news 来源：原创 2025/6/21 9:05:54

一、RAM分类及ROM分类

1.1 RAM的分类

1.2 ROM的分类

注意：flash闪存中，nor flash是可被CPU直接寻址的，用于存放系统启动程序；

nand flash不可被CPU寻址，用于存放额外文件，如文件视频等

ARM的指令集：

ARM指令集（32bit）

Thumb指令集（16bit）

二、ARM处理器工作模式

2.1 ARM的工作模式

ARM有7个基本工作模式:

User:非特权模式，大部分任务执行在这种模式;
FIQ :当一个高优先级(fast)中断产生时将会进入这种模式;
IRQ:当一个低优先级(normal)中断产生时将会进入这种模式;
Supervisor:当复位或软中断指令执行时将会进入这种模式;
Abort:当存取异常时将会进入这种模式;
Undef:当执行未定义指令时会进入这种模式;
System:使用和User模式相同寄存器集的特权模式;
Cortex-A特有模式;
Monitor:(监视模式)是为了安全而扩展出的用于执行安全监控代码的模式:也是一种特权模式;

2.2 寄存器组织概要

不同的工作模式下，各自管理不同的栈（SP和LR）；

2.3 程序状态寄存器

2.4 异常处理

注意：

中断的本质也是一种异常；
异常向量表：用于存储不同类型异常发生时，处理器跳转到特定的异常处理程序的地址；

        FIQ中断；

        IRQ中断；

        （保留）；

        数据异常；

        预取异常；

        软中断异常；

        未定义异常；

        复位异常；

三、RAM指令学习

Keil学习基础指令；
使用指令操作相应端口；

3.1 mov指令

mov指令：加载12位立即数到寄存器或转移一个寄存器的值到另外一个寄存器

mov r0, #2 ;加载立即数2到寄存器r0，MOV{S}<c> <Rd>, #<const>

mov r1, r0 ;将r0寄存器的值加载到r1，MOV{S}<c> <Rd>, <Rm>

ASR算术右移
LSL逻辑左移

3.2 mvn指令

将要装载的数按位取反

3.3 add指令

add指令常用的两种方式：

ADD{S}<c> <Rd>, <Rn>, #<const>

ADDS}<c> <Rd>, <Rn>, <Rm>{, <shift>}

3.4 sub指令

SUB{S}<c> <Rd>, <Rn>, #<const>

SUB{S}<c> <Rd>, <Rn>, <Rm>{, <shift>}

以上四条指令都有立即数作为第二操作数的情况，那么是什么立即数呢？准确的说这里所指的是12位立即数imm12。先说怎么判断某数是不是12位立即数，12位立即数的条件是：

如果某个数的数值范围是0~0xFF之间，那么这个数一定是立即数；
把某个数展开成2进制，这个数的最高位1至最低位1之间的二进制数序列的位数不能超过8位；
这个数的二进制序列凑够8位之后的的右边必须为偶数个连续的 0

3.5 ldr指令

ldr寄存器加载指令：

LDR{<c>}{<q>} <Rt>, <label> ;如ldr r0, =0x2FAB4

ldr指令多用于从ram中将一个32位的字数据传送到目的寄存器中

LDR<c> <Rt>, [<Rn>{, #+/-<imm12>}]

如：LDR R0，[R1，＃4] //将内存地址为R1+4的字数据读入寄存器R0

LDR<c> <Rt>, [<Rn>], #+/-<imm12>

如：ldr r0, [r1], #8 ;将内存地址R1的字数据读入r0,之后r1+8

LDR<c> <Rt>, [<Rn>, #+/-<imm12>]!

如：LDR R0，[R1，＃8] ！；将存储器地址为R1+8的字数据读入寄存器R0，并将新地址R1＋8写入R1。

3.6 str指令

str 将数据存入地址中

如上图中，将r1的内容，写入r0+4的地址

3.7 bic指令

bic指定位清零指令：

BIC{S}<c> <Rd>, <Rn>, #<const>；将rn中的字数据const为1的比特清零，把结果放入rd

3.8 orr指令

orr指定位置位指令：

ORR{S}<c> <Rd>, <Rn>, #<const>

汇编指令的s后缀，几乎所有的汇编指令都可以在指令后面加上s后缀，s后缀的含义是在指令执行过程中会更新cpsr寄存器的N,V,C,Z位

N：在结果是有符号的二进制补码情况下，如果结果为负数，则N=1；如果结果为非负数，则N=0
Z：如果结果为0，则Z=1;如果结果为非零，否则Z=0
C：是针对无符号数最高有效位向更高位进位时C=1；减法中运算结果的最高有效位从更高位借位时C=0
V：该位是针对有符号数的操作，会在下面两种情形变为1，两个最高有效位均为0的数相加，得到的结果最高有效位为1；两个最高有效位均为1的数相加，得到的结果最高有效位为0；除了这两种情况以外V位为0

<c>自选地增加执行条件