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STM32的三种启动模式解析

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flyingstar 发布时间:2025-3-21 09:12
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STM32三种启动模式
( U5 P% ^6 c, S* H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。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。
1 z) K3 r. j  S8 n& l0 B' n% K' ^3 Y6 r( W7 C. |

& `6 Z' M1 [/ G1 W% C; W7 B3 l5 [三种启动模式如下:
: V+ W; G, b6 K8 r* v; a& b7 Q6 N, _" b3 d
6 N. u0 o! z! D6 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。
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从系统存储器 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。0 G5 ^1 ~+ C( n; A% p- h
% [! a9 e% b' y& Y# V$ C

4 \' x4 l: W$ L) V& A! E$ H' q从内置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。6 q" K' ?% X" P2 Q  ?; q

( z# n# ~$ v  k6 H3 m9 ~1 |
" ?5 o5 @- p' o) \* O& I
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:
5 y, P1 _2 `" m5 s$ {& M& K v2-e28b00157f20aab42e821c50e425e5c2_1440w.jpg
( V) h8 p: `9 t/ D" n
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( B- a/ e6 m$ N! G5 [% |
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串口下载程序原理
3 y( W8 c$ s) m, a# N1 z0 Z- m
( n' x4 `4 d* O+ k. G
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。
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7 k8 K, h8 H3 g3 M3 Y; M- T9 M/ g

3 M( y! I# m+ E8 @& S% R4 i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。
3 _" @5 q, u& r$ V6 F2 m$ ]& L+ G9 g" ^7 z) y4 ]

% f  ^* l. I' u9 F/ t# R, l这个下载方式需要以下步骤:. L0 W/ W; g* I" Y- {
) t; |6 |% l3 @0 [* \  O) Y
  • 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;
  • 在BootLoader的帮助下,通过串口下载程序到Flash中;
  • 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。
    " t) H3 l/ g, K( _

+ q$ N0 }2 e8 n) Y  o) S
7 @5 G0 ~/ n* O: J
5 Z( q7 _3 V6 M9 L6 F- `& r8 @
从汇编代码分析STM32启动过程# D5 q; O2 a. \5 r
3 J! u0 K: c) |1 M( j4 Y+ j8 S+ E

/ l/ l8 V7 r* R5 g( }9 |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。
/ n3 f; |( [4 i) K) H
v2-04e4994c833f9d8e3bfb942285a31c8b_1440w.jpg
& R6 g! R2 }0 R, ?. R3 D5 Y- W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[STM32](https://www.21ic.com/tags/STM32)CubeMX对上面的数值大小进行配置:
  P, S1 t. I0 G3 J' P/ v8 l
v2-7e4cb145dabc534d974470a4cadf676c_1440w.jpg & \; N0 H) i+ w! b
在IAR中,是通过工程配置堆栈大小:

: p. ~9 A: G, u4 Y1 Y v2-9aa12d589dcf6e3d45729bba2321e08b_1440w.jpg
# J% z, m8 x# {# [看下面的汇编代码,程序上电之后,是跳到Reset_Handler这个位置。
" F! M' [4 |" ^) {, \) y
v2-684df8bf2cff23dafcc1b706697cecf8_1440w.jpg ( G! |7 N1 T' k
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。

/ u% ^  M* y1 n8 L) s# [ v2-df04132669bab96bdde168a6fa31aa79_1440w.jpg
/ b& @, L& g/ Y执行完SystemInit函数,初始化了系统时钟,之后跳转到main函数执行。

) h9 X/ h5 Z" }2 }& i
/ F" B0 n8 t4 u$ \. Z
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