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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
: v$ B/ Y9 ?. b$ \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。& l. y  @8 u) u" B$ {, R6 ^
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( q8 d% s6 @+ q三种启动模式如下:4 L, u4 v9 [: U, h) x8 i! g! |
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6 }) [- B  V2 ]: R2 g. t% o! ^$ W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。; }$ T8 P; o5 v1 `: X

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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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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。& Q) W! @  ?% G+ c$ Z. E( M

' V0 R& d0 K9 N' a5 y
/ t* B( w$ Q! a- k
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:4 S8 R9 G7 m' O. W9 Y! C1 t( ~7 F
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, \8 n* E- h3 |5 l( I! B# J

1 r% M  J8 p6 i2 w' E
, K8 [- P2 q' x# ~4 ?5 Y: X# {

4 Z4 e* h2 r; B; @: V/ \串口下载程序原理/ v6 s  \" a# Y1 O/ H0 G1 t
+ m) M4 Z9 A+ ^% p) S1 ?+ \

6 ?6 v  c/ j8 k( r, o, C% S) g7 u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。1 d) g6 j8 R3 W. ]0 s1 b3 R

3 w; }$ [$ d2 J2 N+ R
% E6 d  h! \& U6 y
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。 - f+ [4 E2 E. P' G( D

$ B# \  @; L0 o0 Q2 j1 g! A

" J" L, m0 g# s) I- u这个下载方式需要以下步骤:
* @$ [8 @/ |! ?- V$ r! h5 P+ b& o. I" L
  • 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。
    4 d5 s6 F3 F8 C: D! e: ?
, W* ?7 f" R) c4 {) u

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从汇编代码分析STM32启动过程
) S# e4 M: H& V( E8 Y4 ^: u% J1 B- ~! E* U  |" k! j
7 f$ ]  A% \- {5 l
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。
/ A% y* p0 ^, X  K$ J
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) q; ]( K  L/ _0 N. r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:
; p8 ~- b5 Q+ c& \. Z2 T! |; F
v2-7e4cb145dabc534d974470a4cadf676c_1440w.jpg
4 T) h) y+ r/ r* F$ f2 T在IAR中,是通过工程配置堆栈大小:
) z6 O9 N4 A4 H5 L; o; h% j
v2-9aa12d589dcf6e3d45729bba2321e08b_1440w.jpg * G7 t% x$ W( m* s* W
看下面的汇编代码,程序上电之后,是跳到Reset_Handler这个位置。
' H. k. Q' u+ W, G  Q
v2-684df8bf2cff23dafcc1b706697cecf8_1440w.jpg
$ s+ O3 l$ f2 e: |, L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。

$ f! ^, S) c4 ^2 ?1 W$ Y v2-df04132669bab96bdde168a6fa31aa79_1440w.jpg
( D6 D$ e5 I0 x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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6 e* c# l. `) ]
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