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STM32的三种启动模式解析

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flyingstar 发布时间:2025-3-21 09:12
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STM32三种启动模式
, v2 ^5 h1 b$ }6 k% f. K下好程序后,重启芯片时,SYSCLK的第4个上升沿,BOOT引脚的值将被锁存,这就是所谓的启动过程。STM32上电或者复位后,代码区始终从0x00000000开始,其实就是将存储空间的地址映射到0x00000000中。" _' o$ Q) e% h/ K* D5 j4 G' ]

6 T) [8 D) ~; w# S' D

  a* {1 M/ X/ y  s1 B( ?  {三种启动模式如下:
- X" Y$ v$ V5 g0 k# j; v& J* t1 \% q4 V* A0 r' F% G

  ^  x5 j) }& V从主闪存存储器启动,将主Flash地址0x08000000映射到0x00000000,这样代码启动之后就相当于从0x08000000开始。主闪存存储器是STM32内置的Flash,作为芯片内置的Flash,是正常的工作模式。一般我们使用JTAG或者SWD模式下载程序时,就是下载到这个里面,重启后也直接从这启动程序。
: O+ E' q- n, C% W  l5 I- G' @/ x- W8 S, k2 B

* {  p7 V4 s0 W从系统存储器 启动。首先控制BOOT0、BOOT1管脚,复位后,STM32与上述两种方式类似,从系统存储器地址0x1FFF F000开始执行代码。系统存储器是芯片内部一块特定的区域,芯片出厂时在这个区域预置了一段Bootloader,就是通常说的ISP程序。这个区域的内容在芯片出厂后没有人能够修改或擦除,即它是一个ROM区。启动的程序功能由厂家设置。系统存储器存储的其实就是STM32自带的bootloader代码。
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8 c; E$ N# R2 o, ^5 Z) Z- r' S, z

  I4 b3 N' K: i8 S& G0 J: w3 R从内置SRAM启动,将SRAM地址0x20000000映射到0x00000000,这样代码启动之后就相当于从0x20000000开始。内置SRAM,也就是STM32的内存,既然是SRAM,自然也就没有程序存储的能力了,这个模式一般用于程序调试。假如我只修改了代码中一个小小的地方,然后就需要重新擦除整个Flash,比较的费时,可以考虑从这个模式启动代码,用于快速的程序调试,等程序调试完成后,在将程序下载到SRAM中。+ O( R8 i* C8 y+ k- V5 g
+ S/ p- l6 J: ]9 {
6 B1 k3 Q' B( \  ^& c9 y
用户可以通过设置BOOT1和BOOT0引脚的状态,来选择在复位后的启动模式。STM32三种启动模式对应的存储介质均是芯片内置的,如下图:% a- m7 q1 ^& W6 a2 C
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  d- D  v, _4 W4 K3 L9 E

( [2 B5 h( X- J* O: t& j; a, o4 c8 b
1 D& J) g# {. |, i) r. q# A' |- D
串口下载程序原理8 v$ {5 J# E  @, s5 f; ?" x" r

- F5 r0 y0 F/ Z+ o( Y3 j: G

1 Z, N" J, f8 |2 L从系统存储器启动,这种模式启动的程序功能是由厂家设置的。一般来说,这种启动方式用的比较少。系统存储器是芯片内部一块特定的区域,STM32在出厂时,由ST在这个区域内部预置了一段BootLoader,也就是我们常说的ISP程序,这是一块ROM,出厂后无法修改。
) n2 w3 V! e7 Q4 p' M# v5 x- q7 d5 Y. B5 h4 X4 }

+ c; K1 P6 }0 m; _! ]2 _% v一般来说,我们选用这种启动模式时,是为了从串口下载程序,因为在厂家提供的BootLoader中,提供了串口下载程序的固件,可以通过这个BootLoader将程序下载到系统的Flash中。 + J! d; A& ~8 ~4 Q( ~# b

/ y! ~1 ]+ y- c* \

9 W, i# r* Q( V% A0 D( n; Y这个下载方式需要以下步骤:- _, b# M7 E. \! _: ^$ U

% \. H' y# v, G
  • 将BOOT0设置为1,BOOT1设置为0,然后按下复位键,这样才能从系统存储器启动BootLoader;
  • 在BootLoader的帮助下,通过串口下载程序到Flash中;
  • 程序下载完成后,又有需要将BOOT0设置为GND,手动复位,这样,STM32才可以从Flash中启动。
    ; b  s: }/ a2 @
$ ~6 [3 {* H; ?0 z/ ?

8 k/ p3 J) J: \. T0 Y* O( p

# }! `: C% v" M) k# p+ q) S& f" g8 R从汇编代码分析STM32启动过程
* ?' S" o! [, `: B/ [; C) P+ O; m8 i
5 Q6 u# j6 T; B1 o3 x0 Z$ T
, z5 g2 p0 U3 P0 G1 L/ @9 x
STM32的启动文件与编译器有关,不同编译器,它的启动文件不同。虽然启动文件(汇编)代码各有不同,但它们原理类似,都属于汇编程序。拿基于MDK-ARM的启动文件来举例,说一下要点内容。在基于MDK的启动文件开始,有一段汇编代码是分配堆栈大小的。: o8 I) T0 J1 f
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. z5 e& R7 C  h0 H* Q. T这里重点知道堆栈数值大小就行。还有一段AREA(区域),表示分配一段堆栈数据段。可以使用[STM32](https://www.21ic.com/tags/STM32)CubeMX对上面的数值大小进行配置:

8 ^0 A/ z  e5 c9 @) \' s v2-7e4cb145dabc534d974470a4cadf676c_1440w.jpg
- R6 p' v) [3 ?# P+ s# \在IAR中,是通过工程配置堆栈大小:

8 Z+ X5 b$ {3 s6 Q v2-9aa12d589dcf6e3d45729bba2321e08b_1440w.jpg 8 _" Z8 j$ H  h, l1 I5 I$ l
看下面的汇编代码,程序上电之后,是跳到Reset_Handler这个位置。

" b* K8 n& O/ V5 {, ` v2-684df8bf2cff23dafcc1b706697cecf8_1440w.jpg
! d- K" _  f1 q& D1 Z知道代码是从Reset_Handler开始执行,再来看如下Reset_Handler汇编代码。在启动的时候,执行了SystemInit这个函数。
1 \7 j: i1 C! j2 M. u- I
v2-df04132669bab96bdde168a6fa31aa79_1440w.jpg
, u6 u( U$ B) i! h. ]: D6 Q% M执行完SystemInit函数,初始化了系统时钟,之后跳转到main函数执行。
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