从2008年开始，基于CortexM3的单片机以其高性能、低成本及易于使用等诸多优势，已经取代ARM7，成长为32位微控制器的主流。而且由于其诸多特性，之前“ARM9+OS”（如“ARM9+Linux”等）的多种方案，目前也可以由“CortexM3+嵌入式OS”的方式取代。

支持Cortex M3的晶片厂家也在日益增多，包括ST、TI、Atmel等在内的晶片巨头都有多款基于CortexM3的微控制器产品，而且具有Flash及记忆体大小、外设以及运行频率等

译者序1

推荐序（一）3

推荐序（二）5

前言7

致谢9

本书约定11

术语和缩写13

第1章介绍

1.1ARM CortexM3处理器是什幺

1.2ARM和ARM架构的背景

1.2.1历史简介

1.2.2架构版本

1.2.3处理器命名

1.3指令集开发

1.4Thumb2技术和指令集架构

1.5CortexM3处理器套用

1.6本书的组织结构

1.7深入阅读

第2章CortexM3综述

2.1基础

2.2暂存器

2.2.1R0~R12： 通用目的暂存器

2.2.2R13： 栈指针

2.2.3R14： 连结暂存器

2.2.4R15： 程式计数器

2.2.5特殊暂存器

2.3操作模式

2.4内置的嵌套向量中断控制器

2.4.1支持嵌套中断

2.4.2支持向量中断

2.4.3支持动态修改优先权

2.4.4中断等待减小

2.4.5中断禁止

2.5存储器映射

2.6汇流排接口

2.7MPU

2.8指令集

2.9中断和异常

2.10调试支持

2.11特点概括

2.11.1高性能

2.11.2中断处理的高级特性

2.11.3低功耗

2.11.4系统特性

2.11.5调试支持

第3章CortexM3基础

3.1暂存器

3.1.1通用目的暂存器R0~R7

3.1.2通用目的暂存器R8~R12

3.1.3栈指针R13

3.1.4连结暂存器R14

3.1.5程式计数器R15

3.2特殊暂存器

3.2.1程式状态暂存器

3.2.2PRIMASK、FAULTMASK和BASEPRI暂存器

3.2.3控制暂存器

3.3操作模式

3.4异常和中断

3.5向量表

3.6栈存储操作

3.6.1栈的基本操作

3.6.2CortexM3栈的套用

3.6.3CortexM3的双栈模型

3.7复位流程

第4章指令集

4.1彙编基础

4.1.1彙编语言： 基本语法

4.1.2彙编语言： 后缀的使用

4.1.3彙编语言： 统一彙编语言

4.2指令列表

4.3指令描述

4.3.1彙编语言： 传送数据

4.3.2LDR和ADR伪指令

4.3.3彙编语言： 处理数据

4.3.4彙编语言： 调用和无条件跳转

4.3.5彙编语言： 决断和条件跳转

4.3.6彙编语言： 组合比较和条件跳转

4.3.7彙编语言： 指令屏障和存储器屏障指令

4.3.8彙编语言： 饱和运算

4.4CortexM3上一些有用的指令

4.4.1MSR和MRS

4.4.2进一步了解IFTHEN指令块

4.4.3SDIV和UDIV

4.4.4REV、REVH和REVSH

4.4.5位反转

4.4.6SXTB、SXTH、UXTB和UXTH

4.4.7位域清除和位域插入

4.4.8UBFX和SBFX

4.4.9LDRD和STRD

4.4.10表格跳转位元组和表格跳转半字

第5章存储器系统

5.1存储器系统特性概述

5.2存储器映射

5.3存储器访问属性

5.4默认的存储器访问许可权

5.5位段操作

5.5.1位段操作的优势

5.5.2不同数据宽度的位段操作

5.5.3C程式实现位段操作

5.6非对齐传输

5.7排他访问

5.8端模式

第6章CortexM3设计综述

6.1流水线

6.2详细框图

6.3CortexM3上的汇流排接口

6.3.1ICODE汇流排

6.3.2DCODE汇流排

6.3.3系统汇流排

6.3.4外部PPB

6.3.5DAP汇流排

6.4CortexM3上的其他接口

6.5外部PPB

6.6典型连线

6.7复位类型和复位信号

第7章异常

7.1异常类型

7.2优先权定义

7.3向量表

7.4中断输入和挂起行为

7.5错误异常

7.5.1汇流排错误

7.5.2存储器管理错误

7.5.3使用错误

7.5.4硬体错误

7.5.5处理错误

7.6请求管理调用和可挂起的服务调用

第8章嵌套向量中断控制器和中断控制

8.1嵌套向量中断控制器概述

8.2基本的中断配置

8.2.1中断使能和清除使能

8.2.2中断设定挂起和清除挂起

8.2.3优先权

8.2.4活跃状态

8.2.5PRIMASK和FAULTMASK特殊暂存器

8.2.6BASEPRI特殊暂存器

8.2.7其他异常的配置暂存器

8.3设定中断的步骤实例

8.4软体中断

8.5SYSTICK定时器

第9章中断行为

9.1中断/异常流程

9.1.1压栈

9.1.2取向量

9.1.3暂存器更新

9.2异常退出

9.3嵌套中断

9.4末尾连锁中断

9.5延迟到达

9.6进一步了解异常返回值

9.7中断等待

9.8中断相关的错误

9.8.1压栈

9.8.2出栈

9.8.3取向量

9.8.4非法返回

第10章CortexM3编程

10.1概述

10.2典型的开发流程

10.3使用C

10.3.1使用RealView开发组件的简单C程式实例

10.3.2使用Keil MDKARM编译相同的例程

10.3.3用C访问存储器映射的暂存器

10.3.4内在函式

10.3.5嵌入式彙编和内联彙编

10.4CMSIS

10.4.1CMSIS背景

10.4.2标準化的问题

10.4.3CMSIS的组织结构

10.4.4使用CMSIS

10.4.5CMSIS的优势

10.5使用彙编

10.5.1彙编和C的接口

10.5.2彙编编程的第一步

10.5.3生成输出

10.5.4“Hello World”实例

10.5.5使用数据存储器

10.6在信号量中使用排他访问

10.7在信号量中使用位段

10.8使用位域提取和表格跳转

第11章异常编程

11.1使用中断

11.1.1设定栈

11.1.2设定向量表

11.1.3设定中断优先权

11.1.4使能中断

11.2异常/中断处理

11.3软体中断

11.4向量表重定位实例

11.5使用SVC

11.6SVC实例：在文字讯息输出函式中的套用

11.7用C实现SVC

第12章高级编程特性和系统行为

12.1运行具有两个独立栈的系统

12.2双字栈对齐

12.3非基本执行绪使能

12.4性能考虑

12.5锁定的情况

12.5.1锁定期间发生了什幺

12.5.2避免锁定

12.6FAULTMASK

第13章存储器保护单元

13.1概述

13.2MPU暂存器

13.3设定MPU

13.4典型设定

第14章CortexM3的其他特性

14.1SYSTICK定时器

14.2电源管理

14.2.1休眠模式

14.2.2退出休眠特性

14.2.3唤醒中断控制器

14.3多处理器通信

14.4自复位控制

第15章调试架构

15.1调试特性概述

15.2CoreSight概述

15.2.1处理器调试接口

15.2.2调试主机接口

15.2.3DP模组、AP模组和DAP

15.2.4跟蹤接口

15.2.5CoreSight特点

15.3调试模式

15.4调试事件

15.5CortexM3中的断点

15.6调试时访问暂存器内容

15.7其他的核心调试特性

第16章调试部件

16.1概述

16.2跟蹤部件：DWT

16.3跟蹤部件：ITM

16.3.1使用ITM的软体跟蹤

16.3.2使用ITM和DWT的硬体跟蹤

16.3.3ITM时间戳

16.4跟蹤部件：ETM

16.5跟蹤部件：TPIU

16.6Flash补丁和断点单元

16.6.1断点特性

16.6.2Flash补丁特性

16.6.3比较器

16.7高级高性能汇流排访问连线埠

16.8ROM表

第17章CortexM3处理器入门

17.1选择一款CortexM3产品

17.2开发工具

17.2.1C编译器和调试器

17.2.2嵌入式OS支持

17.3CortexM3版本0和版本1之间的区别

17.4CortexM3版本1和版本2之间的区别

17.4.1双字栈对齐的默认配置

17.4.2辅助控制暂存器

17.4.3ID暂存器数值更新

17.4.4调试特性

17.4.5休眠特性

17.5版本2新特性的优势和效果

17.6CortexM3和CortexM0之间的区别

17.6.1编程模型

17.6.2异常和NVIC

17.6.3指令集

17.6.4存储器系统特性

17.6.5调试特性

17.6.6兼容性

第18章ARM7到CortexM3的应用程式移植

18.1概述

18.2系统特性

18.2.1存储器映射

18.2.2中断

18.2.3MPU

18.2.4系统控制

18.2.5操作模式

18.3彙编语言档案

18.3.1Thumb状态

18.3.2ARM状态

18.4C程式档案

18.5重编译的目标档案

18.6最佳化

第19章使用GNU工具链开发CortexM3

19.1背景

19.2获得GNU工具链

19.3开发流程

19.4程式实例

19.4.1实例1： 第一个程式

19.4.2实例2： 连结多个档案

19.4.3实例3： 简单的“Hello World”程式

19.4.4实例4： RAM中的数据

19.4.5实例5： C程式

19.4.6实例6： C实现的重定向

19.4.7实例7： 编写自己的向量表

19.5访问特殊暂存器

19.6使用不支持的指令

19.7GNU C编译器中的内联彙编

第20章Keil RealView微控制器开发套件入门

20.1概述

20.2μVision入门

20.3通过UART输出“Hello World”讯息

20.4软体测试

20.5使用调试器

20.6指令集模拟器

20.7修改向量表

20.8使用CMSIS的秒表中断实例

20.9移植现有程式使用CMSIS

第21章用NI LabVIEW编程CortexM3

21.1概述

21.2什幺是LabVIEW

21.2.1典型套用领域

21.2.2如何使用LabVIEW和ARM

21.3开发流程

21.4LabVIEW工程实例

21.4.1创建工程

21.4.2定义输入和输出

21.4.3创建程式

21.4.4构建设计并测试应用程式

21.5LabVIEW如何工作

21.6LabVIEW的其他特性

21.7移植到另外一个ARM处理器

附录ACortexM3指令集和参考资料

A.1指令集总结

A.2关于指令集介绍

A.2.1运算元

A.2.2使用PC或SP的限制

A.2.3灵活的第二个运算元

A.2.4移位操作

A.2.5地址对齐

A.2.6PC相关语句

A.2.7条件执行

A.2.8指令宽度选择

A.3存储器访问指令

A.3.1ADR

A.3.2LDR和STR，立即数偏移

A.3.3LDR和STR，暂存器偏移

A.3.4LDR和STR，非特权

A.3.5LDR，PC相关

A.3.6LDM和STM

A.3.7PUSH和POP

A.3.8LDREX和STREX

A.3.9CLREX

A.4普通数据处理指令

A.4.1ADD、ADC、SUB、SBC和RSB

A.4.2AND、ORR、EOR、BIC和ORN

A.4.3ASR、LSL、LSR、ROR和RRX

A.4.4CLZ

A.4.5CMP和CMN

A.4.6MOV和MOVN

A.4.7MOVT

A.4.8REV、REV16、REVSH和RBIT

A.4.9TST和TEQ

A.5乘法和除法指令

A.5.1MUL、MLA和MLS

A.5.2UMULL、UMLAL、SMULL和SMLAL

A.5.3SDIV和UDIV

A.6饱和指令

A.7位域指令

A.7.1BFC和BFI

A.7.2SBFX和UBFX

A.7.3SXT和UXT

A.8跳转和控制指令

A.8.1B、BL、BX和BLX

A.8.2CBZ和CBNZ

A.8.3IT

A.8.4TBB和TBH

A.9其他指令

A.9.1BKPT

A.9.2CPS

A.9.3DMB

A.9.4DSB

A.9.5ISB

A.9.6MRS

A.9.7MSR

A.9.8NOP

A.9.9SEV

A.9.10SVC

A.9.11WFE

A.9.12WFI

附录B16位Thumb指令和架构版本

附录CCortexM3异常快速参考

附录D嵌套向量中断控制器和系统控制块暂存器快速参考

附录ECortexM3疑难解答

E.1概述

E.2开发错误处理

E.2.1报告错误状态暂存器

E.2.2报告压栈PC和其他压栈暂存器

E.2.3读取错误地址暂存器

E.2.4清除错误状态位

E.2.5其他问题

E.3了解错误的原因

E.4其他可能的问题

附录FCodeSourcery G++连结器脚本实例

附录GCMSIS核心访问函式参考

G.1异常和中断编号

G.2NVIC访问函式

G.3系统和SYSTICK函式

G.4核心暂存器访问函式

G.5CMSIS内在函式

G.6调试讯息输出函式

附录H调试和跟蹤接头

H.1概述

H.220针Cortex调试+ETM接头

H.310针Cortex调试接头

H.4老式的20针IDC接头

H.5老式的38针Mictor接头

参考文献