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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
6 @2 r; u9 W& h- O) a- Z) j    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。# K' @, y% l5 J/ D  `8 \
    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:, f1 p5 e/ C4 }: g2 h* C
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。
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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。( Q2 K7 c" D9 i1 u8 V9 b& d
    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:% V; h- N3 [: `( K3 Z
- K% x: C* }' v
微信图片_20231112160232.png
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7 T9 R2 y/ E; C; b2 C/ v
串口下载程序原理
1 f) W' ]; S+ I  o7 L' E1 x' {4 v    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。
  h1 t2 Z6 I( j  T3 v( _3 m
  |& b# Z7 d+ y) t
    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。0 t: K  u. n$ Z' [+ d2 E

! a# d! M) x$ D# L/ n2 q+ j- y
    这个下载方式需要以下步骤:7 a6 u5 C2 W7 j5 r* Z
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;$ S, ?, B& n( x3 D9 G
在BootLoader的帮助下,通过串口下载程序到Flash中;
0 Y0 w  i9 p$ g6 X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。& }- y, u9 u+ Q/ [* B6 H
! J8 F# w0 L9 m; d  ?" N
从汇编代码分析STM32启动过程
: Z1 g! ]) Y% J    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。
: K$ p* t; \# m$ ]. E
0 |9 n' H/ R/ ?
微信图片_20231112160227.png

; E$ f. H" |0 O9 D  o! C1 [' Y9 a+ H& X6 `/ t8 C5 |
    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 @; `2 R2 v' D& J

3 j7 o) D8 q+ a2 u9 ]4 X( o
微信图片_20231112160223.png
2 P6 ?# ?& ~/ S) J5 L$ q) I

$ F( Q) n* \$ F; I

0 {; f4 \+ e+ a$ p" V  O* t    在IAR中,是通过工程配置堆栈大小:
6 u7 H) k, B& T, _0 f: ^- h+ m0 e1 h0 d7 k) E
微信图片_20231112160216.png
, F1 P3 N8 @1 G2 o; U

# c4 ~3 L) g  E6 g    看下面的汇编代码,程序上电之后,是跳到Reset_Handler这个位置。
' P1 l, ^0 f/ J: c2 t5 H5 B' B: v; p3 e' e6 C+ B0 t
微信图片_20231112160211.png
; T6 _/ e; N" H3 i5 a
( Y1 y/ d* z* k+ A+ 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。% J8 j, y5 }9 C6 I  c! I" A

: ]  \; N) H. P/ n
微信图片_20231112160208.png
0 s  _  _/ l6 ]
7 q3 }1 s: b. a% U4 F9 v  h1 a
    执行完SystemInit函数,初始化了系统时钟,之后跳转到main函数执行。' R- t  k0 H7 t9 g/ o3 L/ h' T% u3 [

% r: M& k4 Q+ R
& L4 O/ _. E% p2 n* }9 W0 _" d4 s! a1 Y, L

$ C/ z" e: |6 Q
% Y" A* d2 w& p" r, e. A转载自:单片机与嵌入式
. q- v. t: }$ x0 H  K: k9 U: `) |如有侵权请联系删除
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