原创【博客大赛】国产SWM32单片机学习连载（一）

 2018-11-29 18:36  6815 38 4 分类: MCU/ 嵌入式文集: SWM320

让更多人知道“中国芯”

第1章 SWM320控制器简介

单片微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控制器（Microcontroller Unit），常用缩写MCU表示。单片机由运算器、控制器、存储器、输入输出设备构成，相当于一个微型的计算机（最小系统）。与计算机相比，单片机缺少了外围设备等，概括的讲：一块芯片就成了一台计算机，它的体积小、质量轻、价格便宜，从而为学习、应用和开发提供了便利条件。

INTEL的8080是最早按照这种思想设计出的处理器，当时的单片机都是4位或8位的。其中最成功的是INTEL的8051，此后发展出了MCS51系列单片机系统，因为简单可靠而性能不错获得了很大的好评。可2000年以后ARM公司先后推出了32、64位，主频从几十MHz到上GHz。在很多方面单片机比专用处理器更适合应用于嵌入式系统，因此它得到了广泛的应用。事实上单片机是世界上数量最多处理器，随着单片机家族的发展壮大，单片机和专用处理器的发展便分道扬镳。

几乎现代人类生活中的每件有电子器件的产品中都会集成有单片机。例如手机、智能穿戴、智能家居、掌上电脑等电子产品。汽车上一般配备几十片单片机，复杂的工业控制系统上甚至可能有数百、上千片单片机在协同工作！单片机的数量不仅远超过PC机和其他计算机的总和。截止17年末，据官方统计，基于ARM核的芯片出货量达到了600多亿，是世界人口的10倍之多。

可见单片机应用之广，前景之大，随着物联网、人工智能、区块链等新兴技术的兴起，加之对速度、功耗、性能等方面的严格要求，基于ARM核的控制器以优越的性价比取代8位机，是大势所趋，设计所向，那么学习基于ARM核的单片机也迫在眉睫。

1.1 ARM知多少

一、ARM公司简介

ARM（Advanced RISC Machine）有三种含义，它是一家公司的名称；是一种技术的名称；是一类处理器的通称。

ARM公司是微处理器行业的一家知名企业，提供基于ARM体系的知识产权。ARM公司并不生产芯片，也不出售芯片；转让设计方案给半导体厂商，由半导体厂商生产SOC，并销售；同时提供一些其他的技术服务，比如物理IP、图像内核、开发工具、实时操作系统。

二、ARM处理器家族

ARM处理器家族现阶段有四大类，具体如下：

早先经典处理器，包括ARM7、ARM9、ARM11，称之为Classic系列；

·Cortex-M系列，该系列为单片机驱动的系统提供了低成本优化方案，应用于传统的微控制器市场，蓝牙、WiFi设备，智能传感器，汽车周边部件等。具体分类有Cortex-M0、Cortex-M1、Cortex-M3、Cortex-M4、Cortex-M7。

·Cortex-A系列，主要针对开放式操作系统的高性能处理器。应用于智能手机、数字电视、智能本等高端领域。按性能可分为Cortex-A5、Cortex-A7、Cortex-A8、Cortex-A9、Cortex-A15、Cortex-A53、Cortex-A57。

·Cortex-R系列，主要针对实时系统、满足实时性的控制需求，应用于汽车控制系统、动力系统等。分类有Cortex-R4、Cortex-R5、Cortex-R7。

三、ARM处理器指令集

所谓指令集就是处理器能够识别并执行的指令集合，每条指令可处理一个简单或复杂操作（加、加乘…）,并且每一条指令对应一条或几条汇编指令。

常见指令集分两大类，复杂指令集（CISC），包括处理复杂操作的特定指令，指令长度不固定，执行需要多个周期；精简指令集（RISC），指令简单有效，格式和长度通常是固定的，大多数指令在一个周期内可以执行完毕。其中ARM的内核是基于RISC体系结构的。

四、片上系统-SOC

片上系统是指在单个芯片上集成一个完整的计算机系统，所谓完整的系统一般包括中央处理器（CPU）、存储器、外围电路等。我们入门的51单片机同样是一个片上系统，只是他的资源没有基于ARM的这么丰富，运行主频么有那么快，功耗等方面没有那么有优势。

既然ARM公司不出芯片，那我们用的IC是有哪些厂商制造了？世界上能制造芯片的厂商很多，这里不一一列举，其中以Cortex-M为核心的有欧美的Microchip、Silicon Labs、NXP、ST等，台湾的新唐、松翰、合泰，大陆的上海灵动、北京兆易、佛山华芯微特。这里我们着重以华芯微特的SWM320(M4核)为主，来讲述SWM320的学习和应用。

1.2 SWM320简述

SWM320是一款基于ARM公司CortexTM-M4的32位微控制器。具有高性能、低功耗、代码密度大等突出特点，适用于工业控制、白色家电、电机驱动等诸多应用领域。

SWM320内嵌CortexTM-M4控制器，片上包含精度为1%以内的20MHz、40MHz时钟，可通过PLL倍频到120MHz时钟，提供多种内置FLASH/SRAM大小可供选择，支持ISP（在系统编程）操作及IAP（在应用编程）。

外设串行总线包括1个CAN接口，多个UART接口、SPI通信接口（支持主/从选择）及I2C接口（支持主/从选择）。此外还包括1个32位看门狗定时器，6组32位通用定时器，1组32位专用脉冲宽度测量定时器，12通道16位的PWM发生器，2个8通道12位、 1MSPS的逐次逼近型ADC模块，1 SDIO接口模块，TFT-LCD液晶驱动模块以及RTC实时时钟、SRAMC、SDRAMC、NORFLC接口控制模块，同时提供欠压检测及低电压复位功能。同时外设可通过编程，自由分配到各个GPIO口上，这样极大简化了PCB的设计。