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基于STM32代码的启动过程经验分享

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攻城狮Melo 发布时间:2023-11-12 16:02
STM32三种启动模式! p. }; N4 k9 ]0 x, s9 E
    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。  _' _! L8 j# s- ~# m
    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。三种启动模式如下:* x# A% u& a5 M, G+ |" L
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。' S2 [- P! F" }: W& u+ v
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。
7 D6 i9 X/ G! n+ X
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。% T3 t. k  ?0 j) F
    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:
  g# r1 q' u" x$ e' u0 n! C/ o) |- S7 M5 C: p  L
微信图片_20231112160232.png

6 n$ m# M7 b# G" S% @
. L* H) a/ ^1 O, N

% R3 y8 A: ~! M  d# d, E串口下载程序原理
/ O6 I( ^1 v' {) d' ]3 _    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。9 [* _8 j9 @1 ?7 b& w+ O& i

% W9 z. A6 u, g" x% m6 v5 R
    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+ R( k6 E9 z) P- W* t% [) j8 k
$ K0 H0 D' _7 {0 y( p2 O) W' d; V
    这个下载方式需要以下步骤:( P8 s4 T8 }' F) n7 v9 c6 c" M
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;+ l& d3 i0 G' B, g6 {# Y
在BootLoader的帮助下,通过串口下载程序到Flash中;6 X, b) q) z# b, r! B% N3 S4 O. o9 n
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。8 |- E& u4 f0 ?
1 _( B2 m' Z. S8 c) D
从汇编代码分析STM32启动过程6 k( V. X9 c  l, A! ?* k
    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。
7 o  ~5 H9 J0 N8 e( d7 B. v8 `8 S
3 P! ^  X* i6 i0 Y! J
微信图片_20231112160227.png
1 E( W+ m0 e) z! x" I

2 s; U. h9 e, D9 e. k/ n, H  v    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STM32CubeMX对上面的数值大小进行配置:, Z3 p  y4 J* {; W) {, Z
4 `9 J7 E& \9 g2 r! H& }
微信图片_20231112160223.png

6 k: u  g1 ]& z- \5 a$ n3 j  N, l8 @  [

2 m  U4 M- T& Y2 Z  S3 J: R) M    在IAR中,是通过工程配置堆栈大小:0 P7 c  `' I7 n& Y. v0 O# L

0 ]- s. f0 K$ `9 u
微信图片_20231112160216.png
4 G# `" R& `9 u4 E
+ B! w! v% e# I8 J. m/ u7 j
    看下面的汇编代码,程序上电之后,是跳到Reset_Handler这个位置。
3 `- u9 D# [- @1 j% T5 N; S- K6 B
" X5 b0 J/ ^' }' T
微信图片_20231112160211.png
: V6 H/ r+ g! ?3 t

! q& _0 y% V4 t3 l/ e/ t! y5 o    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。
  h$ g; S0 i  n! T) o% d0 t, @) E* w' n' v4 Z' W1 \
微信图片_20231112160208.png
$ u7 F- _/ J: V, {

' l9 q8 _) o4 K% F' a7 u    执行完SystemInit函数,初始化了系统时钟,之后跳转到main函数执行。0 T  E6 @& ~5 T! q( F+ A2 k

  I* W- m3 B1 p! x: v- g* e5 _( _# O# D2 S
& s, g% I; {  `+ A/ v% L' R. ~

$ e+ d, q" r+ j. Y' C& @) t8 b
! H5 V! x3 d$ v) }# s/ h2 }转载自:单片机与嵌入式; I  i! m  j* @2 d% G' x
如有侵权请联系删除' T; M$ j1 l6 Y2 O' _
1 L/ [+ o/ @/ q+ x# Q* U5 v* F
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