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Cortex-M0详解——LPC1100系列.pdf

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简介：
本PDF文件详细解析了基于ARM Cortex-M0架构的NXP LPC1100微控制器系列，内容涵盖硬件特性、编程技巧及实际应用案例。适合嵌入式系统开发者学习参考。 《深入浅出Cortex-M0——LPC1100系列》这份教材主要讲解了关于Cortex-M0架构及其在LPC1100系列微控制器中的应用，以下将详细介绍该教材涵盖的关键知识点。 ### Cortex-M0架构概述 - **Cortex-M0简介**：Arm公司推出的低功耗、低成本的32位微控制器内核。它具有简单的结构和易于理解的特点，非常适合初学者学习基础。 - **特点**：门电路数量少，适用于各种低能耗设备；支持Thumb指令集，执行代码效率高。 - **应用场景**：因其成本效益高且功耗低，在家用电器、智能穿戴等嵌入式系统中广泛应用。 ### LPC1100系列微控制器 - **产品特性**：基于Cortex-M0内核的LPC1100系列由NXP半导体公司生产。该系列具备丰富的外设资源和高集成度，同时保持了较低的成本。 - **主要特性**： - 高效32位Cortex-M0内核 - 宽电压工作范围，适应多种电源环境 - 多种通信接口（如UART、SPI、I²C等） - 支持USB Full Speed功能，可作为主机或设备使用 - 内置ADC和DAC模块便于处理模拟信号 - 提供多种定时器与计数器实现复杂时序控制 - 多种省电模式减少能耗 ### 接口技术 - **通信接口**：LPC1100系列提供了UART、SPI、I²C及USB等数据交换选项。 - **模拟接口**：内置ADC和DAC模块方便处理传感器信号或输出模拟信号 - **定时器与计数器**：用于实现精确的时间测量和控制 ### 可靠性设计 - **电源管理**：通过多种低功耗模式优化能源使用，确保系统稳定性和延长电池寿命。 - **错误检测与纠正**：采用CRC校验等机制提高系统的可靠性和稳定性 - **硬件保护措施**：合理电路设计防止外部干扰或异常情况导致故障发生 - **软件容错机制**：利用看门狗定时器等方法在出现异常时重启系统 ### 总结 《深入浅出Cortex-M0——LPC1100系列》教材全面介绍了Cortex-M0内核原理和技术细节，以及LPC1100微控制器的特性和应用。通过学习这些知识点，读者可以掌握如何使用该架构构建高效可靠的嵌入式系统。无论是初学者还是有经验的专业人士，这份资料都是宝贵的参考资源。

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  • Cortex-M0详解——LPC1100系列.pdf
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    本PDF文件详细解析了基于ARM Cortex-M0架构的NXP LPC1100微控制器系列，内容涵盖硬件特性、编程技巧及实际应用案例。适合嵌入式系统开发者学习参考。 《深入浅出Cortex-M0——LPC1100系列》这份教材主要讲解了关于Cortex-M0架构及其在LPC1100系列微控制器中的应用，以下将详细介绍该教材涵盖的关键知识点。 ### Cortex-M0架构概述 - **Cortex-M0简介**：Arm公司推出的低功耗、低成本的32位微控制器内核。它具有简单的结构和易于理解的特点，非常适合初学者学习基础。 - **特点**：门电路数量少，适用于各种低能耗设备；支持Thumb指令集，执行代码效率高。 - **应用场景**：因其成本效益高且功耗低，在家用电器、智能穿戴等嵌入式系统中广泛应用。 ### LPC1100系列微控制器 - **产品特性**：基于Cortex-M0内核的LPC1100系列由NXP半导体公司生产。该系列具备丰富的外设资源和高集成度，同时保持了较低的成本。 - **主要特性**： - 高效32位Cortex-M0内核 - 宽电压工作范围，适应多种电源环境 - 多种通信接口（如UART、SPI、I²C等） - 支持USB Full Speed功能，可作为主机或设备使用 - 内置ADC和DAC模块便于处理模拟信号 - 提供多种定时器与计数器实现复杂时序控制 - 多种省电模式减少能耗 ### 接口技术 - **通信接口**：LPC1100系列提供了UART、SPI、I²C及USB等数据交换选项。 - **模拟接口**：内置ADC和DAC模块方便处理传感器信号或输出模拟信号 - **定时器与计数器**：用于实现精确的时间测量和控制 ### 可靠性设计 - **电源管理**：通过多种低功耗模式优化能源使用，确保系统稳定性和延长电池寿命。 - **错误检测与纠正**：采用CRC校验等机制提高系统的可靠性和稳定性 - **硬件保护措施**：合理电路设计防止外部干扰或异常情况导致故障发生 - **软件容错机制**：利用看门狗定时器等方法在出现异常时重启系统 ### 总结 《深入浅出Cortex-M0——LPC1100系列》教材全面介绍了Cortex-M0内核原理和技术细节，以及LPC1100微控制器的特性和应用。通过学习这些知识点，读者可以掌握如何使用该架构构建高效可靠的嵌入式系统。无论是初学者还是有经验的专业人士，这份资料都是宝贵的参考资源。
     
  • 详解Cortex-M0——LPC1100系列
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    本文章详细介绍ARM Cortex-M0架构及NXP LPC1100系列微控制器的应用特点、内部结构和开发技巧。适合嵌入式开发者参考学习。 本段落将详细解析《深入浅出CortexM0——LPC1100系列》教材中的核心知识点。本教材旨在为读者提供关于Cortex-M0微控制器及其在LPC1100系列中应用的全面理解。 ### 1. Cortex-M0微控制器简介 Cortex-M0是Arm公司推出的一款低功耗、低成本的微控制器内核，它是Cortex-M系列中最简单的一款。该款内核主要面向入门级应用，适合那些对成本敏感但又需要一定性能的应用场景。Cortex-M0具有以下特点： - **简单的结构**：采用冯·诺依曼架构，指令集与数据总线共用，简化了硬件设计。 - **低功耗**：通过精细的电源管理机制实现低功耗运行，非常适合电池供电设备。 - **易于开发**：支持多种开发工具和环境，如GCC、Keil等，降低了开发难度。 - **广泛的应用范围**：适用于消费电子产品、汽车电子、医疗设备等多个领域。 ### 2. LPC1100系列概述 LPC1100是NXP半导体公司基于Cortex-M0内核设计的一系列微控制器。该系列不仅继承了Cortex-M0的所有优点，还提供了丰富的外设接口和支持。主要特性包括： - **集成度高**：除了包含Cortex-M0内核之外，还包括USB、UART、SPI等众多外围设备。 - **低功耗**：支持多种省电模式，可根据实际需求调整工作状态以延长使用寿命。 - **灵活的存储配置**：支持各种类型的存储接口，方便用户根据项目选择合适的方案。 - **广泛的温度范围**：可在较宽温区稳定运行，增强了产品的环境适应性。 ### 3. 内核与功能部件详解 #### 3.1 Cortex-M0内核 - **处理器架构**：采用32位RISC结构，并支持Thumb指令集以提高代码执行效率。 - **中断处理**：内置NVIC（Nested Vectored Interrupt Controller）提供了强大的中断管理能力，最多可支持256个中断源。 - **时钟系统**：具有灵活的时钟管理系统，能够根据配置实现不同的频率和功耗模式。 #### 3.2 功能部件 - **USB接口**：LPC1100系列具备全速USB功能，可以作为主机或设备进行高速数据传输。 - **通信接口**：除USB外还包括UART、SPI、I2C等多种通讯选项，便于与其他设备交换信息。 - **定时器与计数器**：内置多个定时器和计数模块以满足各种时间需求。 - **ADC与DAC**：集成模数转换（ADC）及数模转换（DAC），适用于信号处理和控制应用。 - **PWM与GPIO**：支持脉冲宽度调制输出以及丰富的通用输入/输出引脚，能满足复杂的控制系统要求。 ### 4. 接口技术和可靠性设计 #### 4.1 接口技术 - **高速USB接口**：LPC1100系列兼容USB2.0全速标准，最大传输速率可达每秒12兆字节。 - **低功耗设计**：通过优化电源管理策略和电路布局实现超低能耗性能。 - **灵活的外设接口**：支持多种通信协议以构建复杂的系统架构。 #### 4.2 可靠性设计 - **错误检测与纠正**：内置CRC校验及奇偶校验等功能确保数据传输准确性。 - **看门狗定时器**：防止软件异常导致系统崩溃，提高稳定性。 - **电源监控和保护**：具备过压、欠压保护机制，在恶劣环境中仍能稳定运行。 《深入浅出CortexM0——LPC1100系列》不仅全面介绍了Cortex-M0内核的特点与优势，并深入探讨了LPC1100系列微控制器的各种高级特性和应用场景，是一本非常适合初学者和工程师参考学习的好书。通过该教材的学习，读者可以掌握Cortex-M0的核心原理并学会如何利用LPC1100开发高性能的嵌入式系统。
     
  • 详解Cortex-M0——LPC1100系列
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    本文章深入剖析了ARM Cortex-M0架构及其在NXP LPC1100系列微控制器中的应用，旨在为工程师和技术爱好者提供全面的技术指导和实用案例。 《深入浅出Cortex-M0——LPC1100系列》是一本专注于微控制器领域的技术书籍，主要针对ARM公司的Cortex-M0内核及NXP的LPC1100系列微控制器进行详细解析。 本段落将全面介绍Cortex-M0处理器的架构特点和LPC1100系列的功能特性，并指导如何在实际应用中进行程序设计与系统配置。Cortex-M0是ARM公司推出的一款低功耗、高性能32位微控制器内核，采用Thumb-2指令集，提供了高效的代码执行能力。其主要特点包括： 1. 内存保护单元（MPU）：提供灵活的内存访问控制以增强安全性。 2. 高效中断处理机制：支持快速响应中断，满足实时操作系统需求。 3. 单周期32位算术运算功能：提升计算速度并降低功耗。 4. 浮点运算单元支持（可选配硬件加速器）。 LPC1100系列是NXP基于Cortex-M0内核开发的微控制器产品线，具有以下关键特性： 1. 多种外设接口如UART、SPI、I2C等，满足不同应用场景需求。 2. 低功耗模式：支持多种节能选项以适应电池供电或能量收集场景。 3. 多级电源管理功能：根据工作状态调整电压和频率以优化能耗。 4. 内置Flash与SRAM存储器简化系统设计并方便程序执行与数据处理。 5. 强大的开发工具支持，如Keil MDK、IAR EWARM等提供高效开发环境。 学习《深入浅出Cortex-M0——LPC1100系列》的过程中，读者将掌握以下内容： 1. Cortex-M0体系结构：理解寄存器配置、中断处理及异常管理的基本原理。 2. LPC1100硬件特性：熟悉各种外设的工作方式和配置方法。 3. 嵌入式编程技巧：使用C语言进行LPC1100的程序开发，掌握初始化、中断服务程序以及外设驱动等编程技能。 4. 调试与测试技术：利用仿真器或调试工具进行代码调试，并学习如何通过硬件和软件手段验证程序正确性。 5. 系统设计原则：了解根据不同应用需求选择合适的LPC1100型号，制定合理的电路板布局及系统架构。 通过深入研究和实践，《深入浅出Cortex-M0——LPC1100系列》不仅帮助读者掌握相关基础知识，还能提升其在嵌入式领域内的开发能力。本书特别适合从事物联网、智能家居或工业控制等项目研发的技术人员阅读参考。
     
  • Cortex-M0 LPC1100详解入门
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    《Cortex-M0 LPC1100详解入门》是一本针对初学者的专业书籍，详细介绍了基于ARM Cortex-M0内核的LPC1100微控制器的基础知识、硬件架构及开发技巧，帮助读者快速掌握其应用开发。 本段落全面介绍NXP公司的LPC1114f微控制器，这款基于ARM Cortex-M0内核的芯片在嵌入式开发领域表现卓越。我们将深入探讨其硬件架构，特别是其时钟系统的重要性及其工作原理。 ### 重要性：时钟系统 时钟系统是微控制器的核心组件，它不仅决定了设备的速度性能，还确保了所有功能模块能够同步运行。LPC1100系列中的时钟生成单元(CGU)在其中扮演关键角色，提供多种振荡器和时钟源选择以适应不同应用场景的需求。 ### 振荡器：多样化的时钟源 #### 内部RC振荡器(IRC) - **用途**：作为默认的启动阶段和ISP模式中BootLoader程序运行的时钟源。 - **特点**：标称频率为12MHz，精度±1%，适用于对时间精确度要求不高的应用场合。 - **切换机制**：可以被软件控制来切换到其他可用的时钟源。 #### 主振荡器(外部晶体振荡器) - **范围**：工作频率在10MHz至25MHz之间，可用于驱动PLL以提高CLOCK频率。 - **输出**：OSC_CLK作为PLL输入时钟源使用。 - **灵活性**：即使不启用PLL功能，该主振荡器也可以直接用作CPU的时钟。 ### 多路选择时钟源与输出 LPC1100系列提供了多样的时钟管理选项。开发者可以根据实际需要配置最合适的时钟架构： - **输入时钟源**：可以选择IRC或外部晶体振荡器，以适应不同的性能和精度要求。 - **输出外部时钟**：主时钟、IRC、系统振荡器以及看门狗振荡器的输出均可通过CLKOUT引脚观察到，便于调试与验证。 ### PLL工作原理及使用 PLL（锁相环）是一种电路设计用于生成稳定且精确的高频率时钟信号。在LPC1100系列中，可以利用PLL将主振荡器的频率放大以提供更高精度和更稳定的系统时钟。然而，在启用PLL之前必须确保所选时钟源已经稳定，避免因不稳定导致任何潜在问题。 ### 系统时钟分配与控制 - **外设时钟管理**：UART、SSP01以及SysTick定时器等外围设备各自拥有独立的分频器从主时钟派生所需频率，实现资源优化。 - **时钟控制寄存器**：SYSAHBCLKCTRL用于控制系统和存储器的系统时钟分配情况，是管理整个系统的关键所在。 ### 结论 LPC1100系列的灵活多样的振荡选择、强大的时钟管理和高性能PLL技术充分展示了NXP在嵌入式领域的深厚积累。无论追求高效能还是低能耗乃至两者之间的平衡点，LPC1100都能提供相应的解决方案。掌握其复杂而精妙的时钟系统知识将帮助开发者更好地利用这款强大微控制器的所有潜能。
     
  • 简明易懂的Cortex-M0——LPC1100系列（仅需1分）
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    本视频将详细介绍NXP公司的Cortex-M0微控制器LPC1100系列，以简洁清晰的语言解析其架构与功能，帮助初学者快速掌握核心知识。 《深入浅出Cortex-M0—LPC1100系列》是一本专注于微控制器编程的教程，特别针对ARM Cortex-M0内核的NXP LPC1100系列芯片。这本书旨在帮助读者全面理解Cortex-M0架构以及如何在实际应用中有效地利用LPC1100系列芯片。 LPC1100是NXP半导体推出的一系列低成本、低功耗微控制器，广泛应用于嵌入式系统设计。Cortex-M0是ARM公司为微控制器市场专门设计的一种超低功耗高性能32位处理器核心，采用简单的冯·诺依曼架构，并包含单周期3216位乘法器和硬件除法器以提供高效的计算能力。该内核支持Thumb2指令集，在保持高效的同时减少代码大小，适合资源有限的嵌入式系统。 LPC1100系列基于Cortex-M0核心，提供了多种存储配置与外设选项，包括通用输入输出（GPIO）、定时器、串行通信接口（UART）、SPI和I2C等。这些特性使得LPC1100适用于工业控制、消费电子、智能家居及物联网设备等多种应用。 本书详细讲解以下关键知识点： 1. **Cortex-M0架构**：介绍内存模型、中断处理机制、异常处理与调试接口，以及它与其他Cortex-M系列成员的区别。 2. **LPC1100硬件特性**：深入探讨闪存、SRAM、电源管理模块及各种外设接口的内部结构。 3. **嵌入式开发环境设置**：包括集成开发环境（IDE）如Keil uVision或GCC编译器的使用，以及编写和调试C/C++代码的方法。 4. **编程基础**：讲解基本的C语言与嵌入式编程概念，例如中断服务程序、裸机编程及RTOS概念。 5. **LPC1100外设应用**：详细介绍如何配置并操作GPIO、串口通信、定时器和计数器等设备。 6. **实际案例分析**：通过设计温湿度监测系统或实现蓝牙通信功能的实际项目，展示如何使用LPC1100解决具体问题。 7. **低功耗模式应用**：讨论节能模式的设置方法，在不牺牲性能的前提下降低能耗，适合电池供电或能源受限的应用场景。 8. **故障排查与调试技术**：介绍利用JTAG或SWD接口进行硬件调试的方法。 9. **系统级设计策略**：探讨如何在LPC1100上实现更复杂的设计，如固件升级、安全性和可靠性设计。 通过阅读《深入浅出Cortex-M0—LPC1100系列》，读者不仅可以掌握处理器的基本原理，还能学会利用该芯片进行有效的嵌入式系统设计。书中的实例和练习有助于巩固理论知识并提高实践技能，对于初学者或希望提升平台应用能力的工程师来说是一份宝贵的参考资料。
     
  • The Ultimate Guide to ARM Cortex-M0 and Cortex-M0+ Processors_...
    优质
    本书为读者提供了关于ARM Cortex-M0和Cortex-M0+处理器全面而深入的指导，涵盖了其架构、编程以及在嵌入式系统中的应用。适合工程师和技术爱好者参考学习。 The Definitive Guide to the ARM® Cortex®-M0 and Cortex-M0+ Processors, Second Edition delves into the architectures of ARM’s Cortex-M0 and Cortex-M0+ processors along with their programming techniques. Authored by Joseph Yiu, an ARM Senior Embedded Technology Manager, this book is replete with examples on utilizing features unique to these processors. It offers a comprehensive overview of the instruction set architecture, guidance on using several popular development suites, insights into software development processes, and tips for identifying issues within program code and facilitating software porting. This revised edition highlights distinctions between Cortex-M0 and Cortex-M0+ processors such as architectural enhancements (e.g., unprivileged execution levels, vector table relocation), new chapters dedicated to low-power design principles and the Memory Protection Unit (MPU). It also details the benefits of the Cortex-M0+, including a single-cycle I/O interface for faster operations, improved energy efficiency, superior performance, and an enhanced Micro Trace Buffer (MTB) feature. Additionally, it includes updates on software development tools and Real Time Operating System examples using Keil™ RTX with CMSIS-RTOS APIs. The book also provides detailed explorations of design approaches and considerations for creating ultra-low-power embedded systems that benchmark high energy efficiency in microcontrollers, along with practical applications showcasing the use of low-power features.
     
  • ARM M0 Cortex-M0 DesignStart Verilog Code
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    本项目基于ARM Cortex-M0处理器的Verilog代码实现，使用DesignStart平台进行开发与仿真，适用于嵌入式系统设计入门学习。 **ARM Cortex-M0 设计启动：Verilog 代码详解** ARM Cortex-M0 是 ARM 公司推出的一款超低功耗、高性能的微控制器核心，广泛应用于嵌入式系统设计中。这款处理器基于 ARMv6-M 架构，专为简单且成本敏感的应用而设计，如智能家居设备、传感器节点和工业控制系统等。Cortex-M0 设计启动包通常包含了用于验证和实现该处理器核心的 Verilog 代码，这对于芯片设计者进行前期功能验证至关重要。 **Verilog 代码** Verilog 是一种硬件描述语言（HDL），用于数字电路的设计、验证和综合。在 Cortex-M0 DesignStart 压缩包中，Verilog 代码提供了处理器的逻辑结构，允许设计者查看并理解其内部工作原理。这些代码通常包括了处理器寄存器、算术逻辑单元 (ALU)、控制逻辑及其他关键组件的定义。通过阅读和理解这些代码，设计人员可以进行定制化修改以满足特定应用的需求。 **Cortex-M0 架构特点** 1. **Thumb 指令集**: Cortex-M0 使用了 Thumb 指令集，这是一种 16 位与 32 位指令混合的精简指令集，旨在减少内存需求并提高能效。 2. **单周期执行**: 大部分指令可以在一个时钟周期内完成，提高了处理速度。 3. **中断处理**: Cortex-M0 支持快速中断响应功能，适合实时应用环境使用。 4. **低功耗设计**: 通过优化的电路设计和电源管理特性，Cortex-M0 在保持高性能的同时降低了能耗。 5. **调试支持**: 内置 Debug Module (DWT) 和 CoreSight 调试组件方便软件开发和问题排查工作。 **IP 核心** 在“arm cortex m0 IP”文件中，“IP”代表知识产权，指的是经过验证的、可重用硬件模块。Cortex-M0 IP 核心是一种预验证处理器设计，可以直接集成到芯片设计过程中使用，从而减少设计时间和风险。根据许可协议规定，用户可以对这个 IP 核心进行定制化配置如更改接口或添加外设等操作。 **应用场景** - **嵌入式系统**: Cortex-M0 适用于资源有限但需要一定性能要求的嵌入式应用领域，例如微控制器、物联网设备和消费电子产品。 - **教育与研究**: 对于学习处理器设计的学生及研究人员而言，Cortex-M0 DesignStart 提供了一个很好的实践平台。通过 Verilog 代码可以深入理解处理器的工作机制。 - **原型验证**: 在开发新的 SoC（系统级芯片）设计时，使用 Cortex-M0 可以作为核心处理器进行功能验证工作。 ARM Cortex-M0 DesignStart 压缩包为工程师提供了完整的工具集来快速实现基于 Cortex-M0 的芯片设计验证任务，并且也为教育和研究领域提供了宝贵的资源。通过深入理解和运用其中的 Verilog 代码，可以进一步优化并定制化处理器以适应各种复杂的嵌入式系统需求。
     
  • ARM Cortex-M0 参考手册.pdf
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    《ARM Cortex-M0参考手册》详尽介绍了Cortex-M0处理器架构、编程模型及调试方法，适用于嵌入式系统开发人员和工程师。 参考资料以 ARM Cortex-M0 用户指南为基础，并针对 LPC111x Cortex-M0 的具体实现进行了细微的改动。
     
  • Cortex-M0 指南
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    《Cortex-M0指南》是一本专注于ARM Cortex-M0处理器架构的教程书籍，详细介绍了其工作原理、编程技巧及应用开发方法。 《Cortex M0 权威指南》中文版，包含目录，为扫描版本。如有需要可下载。
     
  • The Ultimate Guide to ARM Cortex M0 & M0+
    优质
    《The Ultimate Guide to ARM Cortex M0 & M0+》是一本全面解析ARM Cortex M0及M0+微控制器架构的技术指南，深入浅出地介绍了其特性和应用。 本书旨在深入探讨ARM Cortex-M0与Cortex-M0+处理器及其编程技术。作者Joseph Yiu是英国ARM公司的主管工程师，并著有广受好评的《ARM Cortex-M3与Cortex-M4权威指南（第3版）》。 本书适合以下读者：嵌入式产品设计工程师、嵌入式软件开发人员、电子爱好者以及学习相关课程的学生，包括高年级本科生和研究生。作者提供了详细的配套工程源文件供参考。 书中内容涵盖了以下几个方面： - 深度剖析系统模型、指令集及中断处理机制，帮助理解ARM Cortex-M0与Cortex-M0+的工作原理； - 通过丰富的编程案例展示如何使用汇编语言和C语言进行程序设计，有助于快速实践应用； - 系统性地讲解软件开发流程，并以常用工具为例说明实例的编写、定位代码问题及软件移植等知识； - 全面介绍从其他架构处理器向ARM Cortex-M0与Cortex-M0+迁移的方法，包括示例如ARM7TDMI、ARM Cortex-M3以及8051微控制器的移植过程； - 详细解析了Cortex-M0和Cortex-M0+之间架构特性的差异点（例如非特权执行等级及向量表重定位）； - 深入探讨了Cortex-M0+处理器的优势，包括新的单周期I/O接口、更优的能量效率以及微跟踪缓冲器(MTB)特性等。 - 介绍了软件开发工具的新内容和使用示例，如Keil MDK版本5、IAR Embedded Workbench for ARM、ARM gcc及mbed； - 提供了基于CMSIS-RTOS API的Keil RTX实时操作系统实例； - 包含Cortex-M0与M0+微控制器的实际应用案例，例如Freescale Freedom板（FRDM-KL25Z）、STM32F0 Discovery、STM32L0 Discovery和NXP LPC1114等。