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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/ n6 w: T- P7 |+ T( W, h& H  R/ j9 `1 p
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。4 r2 c/ F5 N) b; e$ {/ k9 b5 t1 N
- K. {; h4 h% e/ c( ^* D$ V
4 M* V! D# P& }9 L( y, d4 @
三种启动模式如下:) D/ l& w, `5 J
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4 k' u! m2 v( V3 `( [7 J  B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。
* K; B2 b; Z1 N8 G. _+ o3 o: `! d
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3 o+ X6 O5 _% ~1 c& }+ `, Y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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% r6 R: d( j0 E3 E% O# J* m" G
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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。
4 ^& c# l% w# `9 s# A, i: T# B4 ^1 Z! J0 U, A# M% A

- Q: r: a4 {. q' r4 f; P- p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:
6 R' H( U, ?* }" S$ X& r8 m v2-e28b00157f20aab42e821c50e425e5c2_1440w.jpg
- a# {! T! F! J. h5 d& T5 {
( L* ?& o! }  h! `- z

. I5 J2 J% J4 [( w7 q

) }) p6 i/ D- Y$ L. N! k0 k8 i串口下载程序原理
4 @0 ^  I2 d; l& f6 f1 V# @0 P4 Z& F: w# D' K/ \

0 i3 s* F+ p! ?5 W, d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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) G* L2 P" B+ Y3 J* Y5 C8 Y8 U; k. @
2 r% g0 l+ c# G( q9 c
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。
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" u6 y5 r8 D9 P7 |$ c% g
这个下载方式需要以下步骤:
, i1 s' O) y# Q+ A4 c9 o4 w6 K( ]% }& h: 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;
  • 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。
    ; _/ h' b8 G& V$ c' o* B
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6 _9 r1 i- \8 x0 H9 H2 y$ ~4 |
7 @  w/ X& J2 R
从汇编代码分析STM32启动过程4 c! K: H, K; [' W" A) H
( R$ Z, d( R7 ^

. r) j8 N2 @0 n/ ^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。5 o5 d$ e; j1 D7 ~. U2 n
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5 f; @0 r" K: `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:
$ S* |% Q  I! ?- A
v2-7e4cb145dabc534d974470a4cadf676c_1440w.jpg
0 R9 l0 B* e* v, s# `9 R在IAR中,是通过工程配置堆栈大小:

! P- E: w4 x0 r0 C5 Q) \5 t1 j# e7 H v2-9aa12d589dcf6e3d45729bba2321e08b_1440w.jpg
% n4 R5 ?6 f$ I* q( n0 i; z7 {看下面的汇编代码,程序上电之后,是跳到Reset_Handler这个位置。

5 ~4 u" \/ i4 b$ \ v2-684df8bf2cff23dafcc1b706697cecf8_1440w.jpg
4 J0 o/ G' o+ U) B9 v+ F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。

0 @# u4 {; U  g1 D+ V: y0 L+ }5 J9 \ v2-df04132669bab96bdde168a6fa31aa79_1440w.jpg 9 _  g  M6 ~; s
执行完SystemInit函数,初始化了系统时钟,之后跳转到main函数执行。

* G3 I  H( C. ]  y( n+ R) p5 I0 i% K( ?. @8 W! p- n2 H
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