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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+ k& }# N$ Z4 i" i# p
    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。
! }: s1 X3 _6 q$ ]$ n- U# V
    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:
9 M9 K5 U/ L/ f; q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。4 Y1 Z; _3 d( L9 F' T. e, B
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。5 A& j0 |6 z1 O. g
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。! J8 s' v5 R, w0 c8 R: q" h" J
    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:2 i  E* B' l! ~! R* X

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微信图片_20231112160232.png

3 d: q, e$ T9 m! a; k
+ }" z( g- \5 M* ?; @4 @% }
- |+ i- T* c6 W" G6 T" n: p
串口下载程序原理* j8 F2 Y2 A/ w% X$ m: ~
    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。
; ~# ]" y5 Y$ }/ E7 R; ]" T3 H/ `# [! `9 p
    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。
/ B* \+ l/ e7 b. [
$ |: f+ h1 r$ ]
    这个下载方式需要以下步骤:% E1 Y* s* Z2 G. w# P$ T; E: f" z  I  n
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;6 S" N3 P  }' J2 c* y# v! S
在BootLoader的帮助下,通过串口下载程序到Flash中;
4 E9 _6 [5 W8 t  V. a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 W4 W% D  @- f* X; _
% l2 @4 l1 X/ V: w# F  g
从汇编代码分析STM32启动过程
  O0 X6 {& j% R" R: g3 w    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。1 [/ Z8 a. `/ G3 t/ V5 y
# V, P: E2 n$ L
微信图片_20231112160227.png
4 ?5 K2 P6 w1 }1 Y) j

4 n4 J9 f+ i5 U0 h    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:! _' [0 E' Q& Z% ?* [0 b
1 e2 x1 d2 h, S( s
微信图片_20231112160223.png
. s3 z6 r8 s, y8 F0 g( ^
4 d" n* ]# P  B; N$ \2 h
5 t0 Z; m6 _) E# Y( R
    在IAR中,是通过工程配置堆栈大小:
9 Q' Z* s2 R. p( Q  o: M9 c
8 I$ Q1 K7 r) ?8 D" ^
微信图片_20231112160216.png
! \# R: O3 ?# {7 a9 G6 N
- i/ f; E3 s7 R8 R( L/ z6 g, Q( _* Z
    看下面的汇编代码,程序上电之后,是跳到Reset_Handler这个位置。
% c% `0 H1 i6 _0 P1 b( [
# Y" s; `% G# S8 e* {& H* w* h6 m
微信图片_20231112160211.png
0 o7 j2 c% T8 Q% ^+ c; }* p8 `
+ R! L3 L+ g# E
    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。, {$ Z  N* s" [( e, x( L

, w$ @( X) F$ H& d9 e1 E
微信图片_20231112160208.png
8 m; Q4 I4 |+ y

4 u7 u% a0 j/ c    执行完SystemInit函数,初始化了系统时钟,之后跳转到main函数执行。! q1 _* N; R3 i
4 H8 w! j; D, Q, _4 u9 C% V

* m9 T! P  L. E9 C! Z% W6 ]8 S
/ ~: R, f4 ~) O3 F* @6 ~5 x  u- X) x( ]

4 i7 k% P/ G! G$ @! i1 P转载自:单片机与嵌入式6 ~* ^5 ^9 X: p
如有侵权请联系删除" ~6 |1 \; ~6 t: t: e" k7 O6 m
8 v9 Q. S) ?% r' B
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