个牛人在ARM实现嵌入式系统的过程
第一章 概览
1.1课程概览
- 认识ARM嵌入式系统（什么是ARM？什么是嵌入式系统？）
- 备战智能车
- 在科技活动中玩起来
- 积累计算机、电路基础知识
1.2如何学好嵌入式系统
- 兴趣
- 热爱
- 玩起来
第二章 绪论
2.1计算机的基本概念、发展历史
- ABC
- 冯.诺依曼体系结构
- 进制转换ASCIItab
- 数字（digital discrete如：指针走过变盘）与模拟（analog continue如：数字时钟||时间上是间隔的，数值上是量化的）
- 计算机系统中0、1的表示 例如：用某一电压段来表示高电平和低电平（TTL 和 CMOS 标准）
2.2从晶体管到CPU
抛开晶体管的诸多严谨的限制，只将其看做高电压导通或者低电压导通的开关
与门=与非门+非门
由控制电路为0为1来控制电路的通断，当其为0时out端处于高阻状态（电路视为断路）状态不确定（可以对应为turingmachine中纸带上的空白），当其为1时电路导通out对应in
把晶体管和开关抛开，更多从逻辑上来理解。更多的逻辑关系：
逻辑的组合 产生功能模块
半加器（不能进位）
全加器
将抽象出来的“方块”组合得到一个4位加法器
数据流向的控制电路也可以通过逻辑电路来实现
译码电路
分析可知只有当“A端”为“1 0 0 1”时“S端”可以输出“1”，结合之前的三态门可以实现取出特定编号（如：“1 0 0 1”）中数据的功能。
多路选择
由两个输入信号产生四个控制信号
以上，我们大概可以将其称为组合逻辑电路（其输出值总是取决于当前的输入值，一有输入马上会看到输出）。下面进入时序逻辑电路（有反馈的出现，out值还取决于其上一值等。）
电路分析:
当c为0时d的输入会被锁死（即d的值对输出不起作用）例子：1、(c = 1;d = 0;)->(Q = 0;Q' = 1;) 2、（c = 0;d = 0;）->(Q = 0;Q' = 1;) 3、(c = 0;b = 1;)->(Q = 0;Q' = 1) （当c为0时e，f必都为1；若上次Q = 0，Q' = 1或Q = 1，Q' = 0；由于反馈的存在Q和Q'的值不改变，也从而达到存储数据的功能）
电路分析：
通过不断交替给clk 0 1以实现移位操作（也可以看做乘除法）（在实际中此电路并不起作用，因为数值传递很快，当给clk 1 时电路中所有位都会刷新为0）
电路分析：
D触发器级联起来就可以实现以上功能而不会出错。
一个概念CPU（大概几百几千个晶体管）
功能模块---助记符---汇编---程序
2.3概念CPU、微控制器MCU和嵌入式系统
通用CPU的发展之路
微控制器MCU不仅仅是一个简单的CPU
MCU VS CPU
嵌入式系统
2.4八卦计算机历史
2.5不同领域 不同系列的嵌入式系统
2.6ARM历史与MKL25Z128 MCU
第二章到此结束，在通过本章学习后我们从计算机聚焦到了MCU上，不局限于课堂的几十分钟，习惯于阅读英文文档（最好是官方的）。
第三章 MCU基础
3.1CPU的基本结构和运行机制
上图是一个基本的MCU内部结构，在了解了MCU内部结构后，在本章中最重要的是在此基础上理解编程的内部运行机理。接下来我们首先学习MCU内部结构。
MCU的概览
分析其中的CPU
红色（运算器，存储器，控制器）必要，灰色非必要
将ALU拎出来
下面分析Quiz，以对四要素尤其是Status加深理解
- A + B = C 操作数：A B ； 运算 ： + ； 运算结果： C ； 标志位：若C的结果发生溢出，则flag会产生溢出记录；
- A>B 操作数：A B ； 运算 ：> （本质上是减法运算，产生一个最高位为1的补码，即负数） ; 运算结果 ： 1 or 0 ； 标志位 ： 记录产生的结果是0 or 1；
- A>>=1（A等于A右移一位）操作数：A ；运算： >>=；运算结果：一个数 ；标志位：当右移至0时产生一个标志；
运算逻辑单元所产生的结果及状态位需要保存下来，大部分CPU会有叫做register的东西来完成
那么操作数又是如何加载到CPU的呢？
既然数据可以存储在Memory中，那么如何存取就涉及到了地址与存储了：
这一切又是如何运行起来的：
在时序电路（“依次”）的驱动下CPU完成指令的获取：
当指令组成程序时：
被调函数完成执行后后会返回主调函数，这就要求PC = adress ,那么如何完成呢？早期CPU会增加一个返回地址寄存器，但是如果出现函数的嵌套调用，就会要求有多个返回地址寄存器，那么问题就出现了，寄存器不能无限制的加下去，这就出现了一种新机制-------------->堆栈
3.2.1堆（heap）栈（stack）的概念
堆栈多数时候指的只是栈
定义：
作用：
堆栈的运行机制：
堆和栈是有很大区别的，但在嵌入式系统中通常不使用堆。
堆栈溢出（难点）
sp指针寄存器，pc指针寄存器，数据寄存器，标志位寄存器。。。称为register file（寄存器组）or programmer‘s model（编程模型） 。
学习一种cpu时：
- 了解其可编程的寄存器组
- 了解其指令集
两种常见的mcu模型：
3.2.2堆栈的概念 头脑体操
下面通过一个小程序来理解堆栈的运行机理
程序跑在一个如上图所示的12系列的mcu中
其寄存器组分别为：一个16位的D寄存器（可分为两个8位的数据寄存器A B），两个寻址寄存器X Y，一个栈指针寄存器，一个程序计数器，一个状态位寄存器。
初始状态
完成堆栈初始化
a值入栈
b值入栈
调用子函数，pc发生跳转，在栈中保存子函数执行完后要执行的代码的地址，sp发生跳转
执行子函数
子函数执行返回语句，将栈中的0x30，0x0c的值赋给pc指针寄存器，sp指针寄存器返回到子函数执行前的位置，之前的0x30,0x0c依然在栈中只是不被栈所承认（注意并不是清空只是可以被心之所覆盖）。
这个程序实现了a b值交换
3.3.1 ARM的体系结构
进入ARM Cotex M的32位微处理器
常见的微处理器架构：powerpc coldfire arm
以下是对xPSR这个32位寄存器地详细分析：
xPSR的每一位都会有其对应的功能，我们通过其别名（APSR(应用程序状态寄存器) IPSR （中断程序寄存器） EPSR(程序运行状态寄存器)）来访问其特定位；
APSR：访问最高四位，来判断是否有溢出，是否进位。。。
IPSR：访问低位，保存中断号
EPSR：访问中间的T，是否有中断发生
优先级屏蔽寄存器（PRIMASK register）在这里开关总中断
cpu状态寄存器(用户态(辅堆栈)or特权态(主堆栈))
thread mode :(进程模式)简单理解为运行main和main调用
handler mode:(句柄模式)发生中断和响应中断
3.3.2ARM体系结构----头脑体操
以上和16位cpu相似
函数调用有不同之处：
- 函数调用指令结束后的指令的地址被记录在LR寄存器而不是压入堆栈（armcpu在发生一级调用时会这样做）
- ARM体系结构向下兼容（thumb and arm ）的特性：在将地址赋给LR寄存器时将最低位置1，在将地址值值赋给pc指针寄存器时将值再恢复为0；
总结：
- 完成了两个内存中值的交换
- 堆栈先入后出的性质
3.4中断的概念和机制
1、走近中断
2、定义中断
3、中断的使用（只是中断发生时可让CPU响应的条件，具体使用方式在下节给出）
（1）打开/关闭总的控制中断的开关
（2）设置某一中断发生的标志
（3）中断的工作流程
3.5中断子程的概念和编程
3.6 复位、时钟、存储器和总线
3.7 小结：MCU的总体结构和程序运行机制
第四章 ARM微控制器的开发
4.1 第一种外设：io
