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STM32G4系列核心架构

1.介绍

STM32G4系列是STMicroelectronics推出的一款高性能、低功耗的32位微控制器系列，基于ArmCortex-M4内核。该系列微控制器集成了多种高级功能，如高精度ADC、高速DAC、低功耗定时器等，适用于各种工业和消费类应用。本节将详细介绍STM32G4系列的核心架构，包括其内核、存储器、外设和系统配置等方面。

2.ArmCortex-M4内核

2.1内核概述

STM32G4系列微控制器采用ArmCortex-M4内核，这是一种高性能的32位RISC处理器，具有出色的能效比。Cortex-M4内核支持浮点运算单元（FPU），适用于需要高精度计算的应用场景。此外，它还支持DSP指令集，能够高效处理数字信号。

2.2内核特性

高性能：最高工作频率可达170MHz，提供高达216DMIPS的处理能力。

低功耗：支持多种低功耗模式，如睡眠、深度睡眠和待机模式。

浮点运算单元（FPU）：支持单精度浮点运算，适用于需要高精度数学计算的应用。

DSP指令集：集成DSP指令集，能够高效处理数字信号。

内存保护单元（MPU）：支持内存保护单元，提高系统的安全性。

嵌套向量中断控制器（NVIC）：支持多达80个中断线，具有灵活的中断优先级配置。

2.3内核配置

Cortex-M4内核的配置可以通过STM32CubeMX等配置工具进行。以下是一个简单的配置示例，展示如何通过STM32CubeMX配置Cortex-M4内核的基本参数：

启动STM32CubeMX：

打开STM32CubeMX软件，选择STM32G4系列微控制器。

点击“Project”菜单，选择“ProjectSettings”进行项目设置。

配置内核参数：

在“ClockConfiguration”页面，配置系统时钟频率。

在“PinoutConfiguration”页面，配置外部中断和GPIO等外设。

在“NVIC”页面，配置中断优先级。

生成代码：

配置完成后，点击“Project”菜单，选择“GenerateCode”生成初始代码。

生成的代码包括内核初始化、时钟配置和中断配置等部分。

2.4代码示例：内核初始化

以下是一个简单的代码示例，展示如何在STM32G4系列微控制器上初始化Cortex-M4内核：

#includestm32g4xx_hal.h

voidSystemClock_Config(void);

voidError_Handler(void);

intmain(void)

{

HAL_Init();//初始化HAL库

SystemClock_Config();//配置系统时钟

//配置GPIO

GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStruct={0};

__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();//使能GPIOA时钟

GPIO_InitStruct.Pin=GPIO_PIN_5;//选择PA5引脚

GPIO_InitStruct.Mode=GPIO_MODE_OUTPUT_PP;//设置为推挽输出模式

GPIO_InitStruct.Pull=GPIO_NOPULL;//无上拉下拉

GPIO_InitStruct.Speed=GPIO_SPEED_FREQ_LOW;//设置输出速度

HAL_GPIO_Init(GPIOA,GPIO_InitStruct);

while(1)

{

HAL_GPIO_TogglePin(GPIOA,GPIO_PIN_5);//切换PA5引脚状态

HAL_Delay(500);//延时500ms

}

}

voidSystemClock_Config(void)

{

RCC_OscInitTypeDefRCC_OscInitStruct={0};

RCC_ClkInitTypeDefRCC_ClkInitStruct={0};

//配置HSE时钟

RCC_OscInitStruct.OscillatorType=RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;

RCC_OscInitStruct.HSEState=RCC_HSE_ON;

RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState=RCC_PLL_ON