淺談STM32的啟動過程

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分享這篇文章，談一下STM32啟動流程。如果讀者朋友已經(jīng)有過匯編相關(guān)基礎(chǔ)，能夠夠好理解本文內(nèi)容。匯編語言是比C語言更接近機(jī)器底層的編程語言，能讓我們更好的理解和操縱硬件底層。

STM32三種啟動模式

    下好程序后，重啟芯片時，SYSCLK的第4個上升沿，BOOT引腳的值將被鎖存，這就是所謂的啟動過程。

    STM32上電或者復(fù)位后，代碼區(qū)始終從0x00000000開始，其實(shí)就是將存儲空間的地址映射到0x00000000中。三種啟動模式如下：

• 從主閃存存儲器啟動，將主Flash地址0x08000000映射到0x00000000，這樣代碼啟動之后就相當(dāng)于從0x08000000開始。主閃存存儲器是STM32內(nèi)置的Flash，作為芯片內(nèi)置的Flash，是正常的工作模式。一般我們使用JTAG或者SWD模式下載程序時，就是下載到這個里面，重啟后也直接從這啟動程序。
• 從系統(tǒng)存儲器啟動。首先控制BOOT0、BOOT1管腳，復(fù)位后，STM32與上述兩種方式類似，從系統(tǒng)存儲器地址0x1FFF F000開始執(zhí)行代碼。系統(tǒng)存儲器是芯片內(nèi)部一塊特定的區(qū)域，芯片出廠時在這個區(qū)域預(yù)置了一段Bootloader，就是通常說的ISP程序。這個區(qū)域的內(nèi)容在芯片出廠后沒有人能夠修改或擦除，即它是一個ROM區(qū)。啟動的程序功能由廠家設(shè)置。系統(tǒng)存儲器存儲的其實(shí)就是STM32自帶的bootloader代碼。
• 從內(nèi)置SRAM啟動，將SRAM地址0x20000000映射到0x00000000,這樣代碼啟動之后就相當(dāng)于從0x20000000開始。內(nèi)置SRAM，也就是STM32的內(nèi)存，既然是SRAM，自然也就沒有程序存儲的能力了，這個模式一般用于程序調(diào)試。假如我只修改了代碼中一個小小的地方，然后就需要重新擦除整個Flash，比較的費(fèi)時，可以考慮從這個模式啟動代碼，用于快速的程序調(diào)試，等程序調(diào)試完成后，在將程序下載到SRAM中。
  

    用戶可以通過設(shè)置BOOT1和BOOT0引腳的狀態(tài)，來選擇在復(fù)位后的啟動模式。STM32三種啟動模式對應(yīng)的存儲介質(zhì)均是芯片內(nèi)置的，如下圖：


串口下載程序原理


    從系統(tǒng)存儲器啟動，這種模式啟動的程序功能是由廠家設(shè)置的。一般來說，這種啟動方式用的比較少。系統(tǒng)存儲器是芯片內(nèi)部一塊特定的區(qū)域，STM32在出廠時，由ST在這個區(qū)域內(nèi)部預(yù)置了一段BootLoader，也就是我們常說的ISP程序，這是一塊ROM，出廠后無法修改。
    一般來說，我們選用這種啟動模式時，是為了從串口下載程序，因?yàn)樵趶S家提供的BootLoader中，提供了串口下載程序的固件，可以通過這個BootLoader將程序下載到系統(tǒng)的Flash中。
    這個下載方式需要以下步驟：

• 將BOOT0設(shè)置為1，BOOT1設(shè)置為0，然后按下復(fù)位鍵，這樣才能從系統(tǒng)存儲器啟動BootLoader；
• 在BootLoader的幫助下，通過串口下載程序到Flash中；
• 程序下載完成后，又有需要將BOOT0設(shè)置為GND，手動復(fù)位，這樣，STM32才可以從Flash中啟動。
  

從匯編代碼分析STM32啟動過程

    STM32的啟動文件與編譯器有關(guān)，不同編譯器，它的啟動文件不同。雖然啟動文件（匯編）代碼各有不同，但它們原理類似，都屬于匯編程序。拿基于MDK-ARM的啟動文件來舉例，說一下要點(diǎn)內(nèi)容。在基于MDK的啟動文件開始，有一段匯編代碼是分配堆棧大小的。

    這里重點(diǎn)知道堆棧數(shù)值大小就行。還有一段AREA（區(qū)域），表示分配一段堆棧數(shù)據(jù)段。可以使用STM32CubeMX對上面的數(shù)值大小進(jìn)行配置：

    在IAR中，是通過工程配置堆棧大�。�

    看下面的匯編代碼，程序上電之后，是跳到Reset_Handler這個位置。

    知道代碼是從Reset_Handler開始執(zhí)行，再來看如下Reset_Handler匯編代碼。在啟動的時候，執(zhí)行了SystemInit這個函數(shù)。

    執(zhí)行完SystemInit函數(shù)，初始化了系統(tǒng)時鐘，之后跳轉(zhuǎn)到__main函數(shù)執(zhí)行。

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