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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' f# G0 N# n. k4 Z
    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。
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    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:
1 X8 L+ E$ Y" B! D* w1 h' G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。  L% L! i2 t$ G( J4 }0 s- d
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。, ]: M; F. r! K; F8 [" |
    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:
8 {$ A- ~$ x$ a2 a
  B/ }" Y& j% i6 |2 }* t% F5 O# y
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8 w" o" U1 e+ q2 T  r1 M5 C/ }3 t8 U9 }% R# }* ^- F+ n- j3 r
3 J, A- d( q+ ]
串口下载程序原理
( j- k# a5 p  N) o1 w    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。" R- J# ~. @9 g" y3 X
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    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。
9 L* ]( G$ b0 D  t5 @: M
( X$ H  l% |" M
    这个下载方式需要以下步骤:
1 X1 ~/ y: T2 b* b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;
& E0 j% c; I+ ]3 O- M' |在BootLoader的帮助下,通过串口下载程序到Flash中;* x4 B% Z/ {6 ?% R4 d
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。
* W: `! {$ J1 c3 {& Z: g8 K/ c% S% R; v7 X
从汇编代码分析STM32启动过程
6 Y/ p2 p# r# J& S; ~0 c    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% M. `8 g7 @
5 n% H! @& o9 N$ m; Q: a. }
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3 J4 }: H9 r  a7 D. x: [    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:
* \& H9 |  t5 ]% J7 s3 \" u5 ?2 P- P& {$ X# R% H; y/ {3 D0 W8 ]% y
微信图片_20231112160223.png

8 r) R& m7 q- k% q
( ^8 h& P3 y, ~3 b* G2 S8 I
, X+ @2 |! p5 g5 h% V8 O3 J$ K
    在IAR中,是通过工程配置堆栈大小:
! h8 R+ D$ }$ h, ~# u3 A1 S( R0 x  z( ?0 h" I$ z
微信图片_20231112160216.png

1 L$ W) |5 s* c  I0 K
( b. a  v) q$ w    看下面的汇编代码,程序上电之后,是跳到Reset_Handler这个位置。( J, l+ @/ [4 z
1 A) S, R( ]1 z# w) K5 l  Z
微信图片_20231112160211.png
2 h. Z) H- i& b* k" d4 z% d# O1 z
" i: G4 t  |; ~" H4 g" N& h
    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。/ h* ]# H2 C# ]4 Y1 V; H
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微信图片_20231112160208.png
: K- ~' q7 C5 N8 v
: d8 Z9 d) E$ _# J- D5 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。7 w4 {6 K/ y/ |8 E: C

9 N. ^& i3 @& [" _3 Y. Z
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3 z9 I& t' X; E+ T4 d( r  G
" ?. \9 ]! W7 E1 d5 G转载自:单片机与嵌入式1 @4 T- s( c) }" n& n$ Y; |
如有侵权请联系删除8 i; P2 w3 d  g/ N, }4 C" J6 T

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