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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
0 ?, ~* m+ n, p" E- f    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。
' J, r5 W& x# Q1 T; G' L
    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:
# G# I9 M: g& p! C  b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。2 F* \4 [) F+ o1 M+ ~
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。) T9 \' O8 W0 `4 n" F" n
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。" [7 v6 l  Y2 c! `. I9 q
    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:. {0 v: J* n' Q7 G% E4 h1 a( w
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9 f( `* a3 b3 C. n

7 l0 h7 P5 Q8 w( G

: t$ e. w, K7 C7 n$ _8 `0 Y串口下载程序原理* D: m" s& b+ T3 l+ j
    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。  @! F, E( h6 ~8 N6 E
! D1 z  B- T- o3 g
    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 x: ~2 s7 U2 K& G8 {- u3 W& V; B8 z+ N" C/ D- Y9 A0 m8 J
    这个下载方式需要以下步骤:2 _% L: f/ J, Q$ U( ^3 L- q
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;1 l7 c3 |8 e% O5 y% f
在BootLoader的帮助下,通过串口下载程序到Flash中;
' A0 t  P1 K$ D# }6 S6 e' v/ V9 ]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。! X$ O- O( v1 |

" M$ Y2 w* N$ S7 Q1 C9 Z
从汇编代码分析STM32启动过程
% b; m: d" X5 S7 ^8 L  t    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 P% h" ?6 h3 }" k% t
2 _0 q2 j; y2 `+ r  f0 N$ K
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& ~  [: H+ l8 A" i! ^* u: r3 F6 S+ 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:7 a# Z% a1 h( {- l; U3 D$ U" j3 @

5 G  U7 o/ P6 }/ }( I
微信图片_20231112160223.png

# p1 s* K. z4 }4 v7 K* X7 r( A5 V8 Q" {$ G- X8 G3 y

7 c0 J: c; m& {/ W3 R' [    在IAR中,是通过工程配置堆栈大小:, [" d1 u3 N1 }! b7 V  d& Q

- H' [9 B0 m, g3 O% U+ F; z5 ^5 b
微信图片_20231112160216.png

1 T+ @* s5 I) j1 C4 P( N# o$ X
$ m! D$ a2 J( }1 }7 A- R4 [    看下面的汇编代码,程序上电之后,是跳到Reset_Handler这个位置。- |; |; Q2 p8 P3 ^& _, ^! f$ @, I* |2 h

) m/ l6 t2 L) H2 E  e$ u
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9 l6 {& h0 U2 W0 u2 Y: {( W
' g; N9 e# N$ c
    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。& L' H$ [9 U1 T) u" d. S
& }" Z* U! d# g5 V6 Z; v0 n
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3 g7 F- |9 P% b8 S
3 `6 J+ F0 X0 g' q8 v" o4 i' n    执行完SystemInit函数,初始化了系统时钟,之后跳转到main函数执行。
( X6 a' l3 ]& a. Q% S/ X1 e! ^0 m) e6 {. [3 \
0 p1 T; g' a, ?8 x/ V

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