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ARM手记之新唐M0系列
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NUC1xx系列是32位的内嵌ARM Cortex-M0核的微控制器 ,适用于工业控制和需要丰富的通信接口的应用领域。ARM Cortex-M0 内核最高运行50MHz。宽电压工作范围 由2.5V 至 5.5V
Cortex-M0处理器是32位多级可配置的RISC处理器。它有AMBA AHB-Lite接口和嵌套向量中断控制器（NVIC），具有可选的硬件调试功能，可以执行Thumb指令，并与其它Cortex-M系列兼容。支持两种模式：Thread模式和Handler模式；异常时，系统进入Handler模式，复位时，系统进入Thread模式。
特征：系统支持小端（little-endian）数据访问，提供单指令32-bit 硬件乘法器。
NVIC：提供32个外部中断，具有4级中断优先级。有专用的不可屏蔽中断NMI。支持电平和脉冲中断触发。中断唤醒控制器WIC，支持极低功耗休眠模式。
调试：提供4个硬件断点，2个观察点，用于非侵入式代码分析的程序计数采样寄存器，单步向量捕获能力。
总线接口：提供简单的集成到所有系统外设和存储器的单一32位AMBA-3 ABH-Lite系统接口；支持DAP(Debug Access Port)的单一32位的从端口。
1)系统复位
复位源包括：上电复位、复位脚（/RESET）上有低电平、看门狗复位、低压复位、欠压检测复位、Coretex-M0 单片机复位、系统复位。
系统复位和上电复位使整个芯片复位，包括外设。
2)系统电源
该器件的电源分为3类：a.由AVDD和AVSS提供的模拟电源，为模拟部分工作提供电压；b.由VDD和VSS提供的固定的2.5V的数字电源，用于数字操作和I/O引脚的内部稳压电源；c.VBUS提供给USB的电源，用于USB模块传输操作。
内部电压调节器输出LDO和VDD33，需要在相应的引脚上外接电容。
3)系统内存映射
NUC1xx 提供4G字节的寻址空间，NUC1xx系列仅支持小端数据格式，ROM、SRAM和控制寄存器统一编址。
4)系统定时器
Cortex-M0 包含一个24位系统定时器SysTick，使能后，定时器从SysTick 当前寄存器(SYST_CVR)的值向下计数到0，下一个时钟边缘，重新加载寄存器(SYST_RVR) 的值。当计数器减到0时，标志位COUNTFLAG置位，在读数时，清COUNTFLAG标志位。
5)嵌套向量中断控制器 (NVIC)
Cortex-M0 提供中断控制器，用于总体管理异常,NVIC和处理器内核紧密相连。
NVIC结构支持32(IRQ[31:0])4级离散中断优先级，当接受任何中断时，ISR的开始地址可从内存的向量表中取得，当开始地址取得时，NVIC将自动保存处理状态到栈中，包括以下寄存器“PC, PSR, LR, R0~R3, R12” 的值. 在ISR结束时, NVIC 将从栈中恢复相关寄存器的值，进行正常操作,因此花费少量时处理中断请求。向量表的基地址为0x00000000. 向量表包括复位后栈的初始值，所有异常处理器的入口地址. 向量号表示处理异常的先后次序。
6)系统控制寄存器
系统控制寄存器控制了Cortex?-M0的状态和操作模式，包括CPUID、Cortex?-M0中断优先级和Cortex?-M0电源管理。
3.时钟控制器
时钟控制器为芯片提供时钟源. 包括AMBA接口模块和所有外围设备时钟，时钟发生器由如下5个时钟源组成：一个外部 32KHz 晶振、一个外部 12MHz 晶振、一个可编程的 PLL FOUT(PLL 由 12M 和 22M组成)、一个内部 22MHz RC 振荡器、一个内部 10KHz 振荡器。
有80个通用I/O引脚，可以和其他功能引脚共享。80个引脚分配在GPIOA, GPIOB, GPIOC, GPIOD 与 GPIOE五个口上，每个口最多16个引脚。每个引脚都是独立的，都有相应的寄存器来控制引脚模式与数据。I/O引脚上的I/O类型可由软件独立地配置为输入，输出，开漏或准双端模式. 所有的I/O引脚默认处于准双端模式。
可选的TTL/Schmitt触发输入，支持大电流驱动/灌入I/O模式。
1)输入模式
设置 GPIOx_OMD(PMDn[1:0]) 为00b，GPIOx port[n]为输入模式，I/O引脚为三态（高阻），没有输出驱动能力。GPIOx_PIN的值反映相当端口的状态。
2)推挽输出模式
设置 GPIOx_OMD(PMDn[1:0]) 为 01b，GPIOx port [n] 为输入模式，I/O支持数字输出功能，有source/sink电流能力. GPIO_DOUT 相应位的值被送到相应引脚上。
1)单次触发模式
一旦定时器计数器的值达到TCMPR的值，且IE置1，则定时器中断位置位，产生中断信号并送到NVIC通知CPU，表明定时器发生溢出，定时器计数操作停止，该比较的操作仅进行一次。
2)周期触发模式
一旦定时器计数器的值达到TCMPR的值，定时器计数器的值返回计数初值并再次计数，如果IE置1，则定时器中断位置位，产生中断信号并送到NVIC通知CPU。
3)可编程时钟输出模式
一旦定时器计数器的值与TCMPR匹配，且IE置1，则定时器中断标志位置位，产生中断信号并送到NVIC通知CPU，相应toggle输出信号置1，定时器计数器的值返回到计数初值，定时器计数器重新计数，如果中断标志被软件清除，一旦定时器计数器的值再次与TCMPR匹配，则定时器中断标志为再次置位，产生中断信号并送到NVIC通知CPU，相应toggle输出信号置0；如此往复，产生占空比为50%的信号输出。
4)持续计数模式
产生中断信号的产生取决于TDR==TCMPR。定时器计数器的值与TCMPR匹配后，定时器计数器继续计数，而不返回计数初值，用户可以通过不断改变TCMPR值来实现计数或定时功能。
5)事件计数器
定时器计数器的时钟源TMRx_CLK必须设置为HCLK，可以通过设置TEXCONx[7]来使能或禁止TM0-TM3防抖动功能，以及设置TEXCONx[0]来设定TM0-TM3上升沿或下降沿计数。如果禁用计数防抖动，事件计数源频率频率必须小于1/3HCLK，如果使能计数防抖动，事件计数源频率必须小于1/8HCLK，
8.串行口
MCU提供3个UART通道，UART0支持高速，UART1~2支持普通速度，另外UART0与UART1支持流控制，UART0与UART1可以采用DMA控制器。
通用异步收/发器(UART) 在从外设收到数据的时候执行串到并的转换，在从CPU收到数据的时候执行并到串的转换。该串口同时支持LIN主机模式和 IrDA SIR 功能。有7 种类型的中断：发送FIFO 空中断(Int_THRE)、接收极限到达中断(Int_RDA)、线状态中断 (overrun error 或者校验错误或者framing error或者break 中断) (Int_RLS)、超时中断(Int_Tout)、MODEM 状态中断(Int_Modem) 、唤醒状态中断 (Int_WakeUp)和LIN 接收停止侦测中断。
UART0 接口控制器一个内嵌64-byte 发送FIFO (TX_FIFO) 和 64-byte 接收 FIFO (RX_FIFO) 来降低CPU的中断数量；UART1~2内嵌 16-byte 发送FIFO (TX_FIFO) 和16-byte (每个字节加3比特的错误数据) 接收FIFO (RX_FIFO) 来降低CPU的中断数量，UART包括一个可编程的波特率发生器，它可以将输入晶振除以一个除数来得到收发器需要的时钟. 波特率公式是 Baud Rate = UART_CLK / M * [BRD + 2]. 其中M和BRD在波特率分频寄存器UA_BAUD中定义。
UART0与UART1 控制器用 2 种low-level 信号, /CTS (clear-to-send)和 /RTS (request-to-send)支持自动流程控制功能。
UART 控制器提供 串行 IrDA (SIR, 串行红外) 功能 (用户需置位 UA_FUN_SEL[IrDA_EN] 使能 IrDA 功能)，SIR 定义短程红外异步串行传输模式 1 开始位, 8 数据位, 和1 停止位. 最大数据速率 为 115.2 Kbps (半双工). IrDA SIR 包括 IrDA SIR 编码/解码协议。
UART 控制器具有LIN(局域网) 功能. LIN 模式提供设定LIN_EN bit 位 UA_FUN_SEL 寄存器. 在LIN 模式, 1 开始位 8 数据位和1 停止位相一致，同标准LIN 相同。
串口特性：可编程为5，6，7，8位的数据位，可编程奇偶校验或无校验，可编程为1，1.5，2位的停止位，
UART支持RS-485 9位模式功能，设置UA_FUN_SEL选择RS485模式；控制器可以配置成可寻址的从机模式，RS485发送可通过设置优先级（bit9）为1标志地址特性，对于数据特性，标志优先级为0；设置寄存器UA_LCR控制第9位(PBE,EPE和SPE置位，第9位发送0；PBE,SPE置位，EPE清零，第9位发送1)。
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