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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3 S* K4 A/ ^  L& Z0 _2 h4 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。/ Z/ h6 g, I! N7 l1 j/ }" J$ a
    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:
8 ^' Y( t" ?% r; W+ ?4 f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。/ k4 Z, \' F, x" z9 J
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。: H1 T5 |/ l" y6 f$ v' P( T; W
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。+ v5 M: B& H% o$ ?+ n" ]" G- W
    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:
1 ]: ~. c. V- z3 d4 C1 b; i* e* n% V* `3 v/ a) _4 @
微信图片_20231112160232.png
, {! D# j6 h: ?3 n6 j
, }+ n. g3 ~+ o" y7 D6 u

2 ?: T( G: ~" p$ e( K6 s串口下载程序原理
1 P1 |0 r& X" [5 N) X    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。
2 q) w( J% S& y- N0 W
- c) `. s7 c+ m( m7 l
    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。& w( J4 @& j8 V6 }6 D

) U- j7 f/ H" n4 X6 o+ x3 X) H
    这个下载方式需要以下步骤:% l- L% L8 \) ~* H. c+ g, t9 G2 T
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- H, j' d9 X7 w( G$ l在BootLoader的帮助下,通过串口下载程序到Flash中;- O1 {  K, K: s0 S% |/ M
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。
. m! b( i# C8 A6 ^" Y7 P; R, h1 t* t8 M+ [3 x' g( _! Z
从汇编代码分析STM32启动过程* r- \) P# Q  y7 i5 u; Q
    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。( ~. g1 t" M2 A* t

( ]0 }! W2 ]1 M, u6 U2 k- o
微信图片_20231112160227.png

, `8 G! N+ y3 P9 ]# q: Y, O
2 \! O1 B- Y) P4 K2 Q    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:
5 ?' R: I2 d5 I3 |% Y* ]* I
) o5 r' a" ?: Q& H- c/ R) s" Z
微信图片_20231112160223.png

7 d7 H, B% g: ]8 m, }- a6 u, n  ^) S, k0 s6 X% ]" V  O
. k% m8 E, q  M) ^4 G/ B
    在IAR中,是通过工程配置堆栈大小:
  u! ~- B# s) z3 L
0 Z5 S9 ?+ `6 ^
微信图片_20231112160216.png
0 r  W6 y7 |# \/ r' \+ ]1 T- w& [
! \0 G- i' D0 |5 M' a0 e* j' A
    看下面的汇编代码,程序上电之后,是跳到Reset_Handler这个位置。& o. |' y$ c$ e( [

! Y" {" N6 c+ c. k3 ^0 D
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) c7 v& s: R5 ]" Z% j5 C5 V. f3 c! B& l* I8 H! |' r: r
    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。: m3 G$ _8 B, \( @: o6 c3 H( Z
0 e4 ~# _+ J. A( B5 B, P
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, O. t6 p- ]) ~& x) o, {5 B/ J    执行完SystemInit函数,初始化了系统时钟,之后跳转到main函数执行。
5 k% ]. ?/ v: N2 B4 i% G" ~2 o+ W7 u
# j5 ], C: b9 Y7 A9 A# \( p. r6 V1 a; W4 K, G: P( K
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: |& n. {0 R5 ]( S- b& p6 z, o转载自:单片机与嵌入式
0 ]1 x5 E- @7 y0 g5 j6 x, [/ ~; q/ O- l如有侵权请联系删除
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