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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. d7 l7 W% D/ g9 x
    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。
3 I, L: D; R  r! u! {7 h' }, b
    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:
% m1 J' T3 {) S; ^3 p, @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。
+ I5 g7 ]. [- e. c
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。2 `) P2 Q' Z0 u9 n' E. d, 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:; B. N% B& b/ [( g1 Z: I5 a" Y: A2 _

% d/ e$ g, f( j0 Q+ A8 t) N
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  |: L3 ]" N' w8 O2 v( ~) z9 T, f7 Q

! l5 v, `  ~# e- C/ E串口下载程序原理% V7 D% R3 `* H! C
    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。0 F3 A7 \5 `+ F0 r3 N1 n
  g+ d; F& I2 B) v7 d
    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。
) `, c& l3 z, X' Y# l* ~# ]
8 H" `, J/ E% \: L8 n% t6 D6 Y
    这个下载方式需要以下步骤:$ q5 U7 k0 t, V% O8 X6 ]( u, r
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;
! P& m- k1 f8 ]( g在BootLoader的帮助下,通过串口下载程序到Flash中;  V9 F4 K/ S! Q7 N( N% k
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。
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9 @. `5 h. }% L: C' U1 D
从汇编代码分析STM32启动过程# T9 @0 R( S8 ^
    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。
2 W2 x2 i' b" V$ H" n; G
0 j# v/ a6 a. `# T
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+ x8 z# R+ ?, b& m. ]
5 Q3 \3 y  I! F3 _2 k$ N( I
    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:; z' `4 }& A+ q  M; L

3 J/ V- D, z, i/ K. u
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* D* z! @$ x. I0 A1 n

' |* E( H" D6 N- p

% w* O2 K; e: i; t) G    在IAR中,是通过工程配置堆栈大小:
1 i1 l: T; o5 M' Z, t$ C! x! D: {' {; T- c9 p, j- M
微信图片_20231112160216.png
# a* c8 ~& D5 A
) {9 r/ z" u5 V& `9 y
    看下面的汇编代码,程序上电之后,是跳到Reset_Handler这个位置。
; z8 N" C8 y8 i- v+ p
8 y+ x# Y7 f5 m$ s$ ~
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: \; q/ [/ {( O
" ^3 }2 o) l1 J: Y
    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。
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微信图片_20231112160208.png

! [0 O3 p; K/ k. o# q$ b
- t/ Z7 i5 t/ o. `1 E. i    执行完SystemInit函数,初始化了系统时钟,之后跳转到main函数执行。" f* d4 A8 d' f$ K- O& E% J7 B

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- L/ [9 s8 b, A
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