?STM32的啟動(dòng)過程主要包括哪些步驟?

談一下STM32啟動(dòng)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的啟動(dòng)過程主要包括以下幾個(gè)步驟?：

?上電復(fù)位?：當(dāng)STM32單片機(jī)上電后，硬件會(huì)自動(dòng)設(shè)置堆棧指針(SP)和程序計(jì)數(shù)器(PC)。堆棧指針通常初始化為一個(gè)預(yù)設(shè)值，而程序計(jì)數(shù)器則指向復(fù)位向量表的起始地址，通常是0x08000004。?1?初始化系統(tǒng)時(shí)鐘?：系統(tǒng)復(fù)位后，硬件會(huì)自動(dòng)對(duì)齊到0x08000144地址，執(zhí)行SystemInit函數(shù)來初始化系統(tǒng)時(shí)鐘。?

?加載.data和.bss段?：接下來，程序會(huì)加載已初始化的數(shù)據(jù)段(.data)和未初始化的數(shù)據(jù)段(.bss)。這些數(shù)據(jù)段通常從Flash加載到SRAM中，并進(jìn)行初始化。?2?跳轉(zhuǎn)到main函數(shù)?：完成上述步驟后，程序會(huì)跳轉(zhuǎn)到main函數(shù)，開始執(zhí)行用戶的應(yīng)用程序。?3?STM32的啟動(dòng)模式?：STM32支持三種啟動(dòng)模式，分別是：

?主閃存存儲(chǔ)器啟動(dòng)?：從STM32內(nèi)置的Flash啟動(dòng)，地址范圍為0x08000000到0x0807FFFF。這是最常見的啟動(dòng)模式，通常通過JTAG或SWD下載程序。?24?系統(tǒng)存儲(chǔ)器啟動(dòng)?：從內(nèi)置ROM啟動(dòng)，地址范圍為0x1FFFF000到0x1FFF F7FF。這種模式通常用于通過串口下載程序。

?片上SRAM啟動(dòng)?：從內(nèi)置SRAM啟動(dòng)，地址范圍為0x20000000到0x3FFFFFFF。這種模式適用于調(diào)試，因?yàn)镾RAM沒有存儲(chǔ)能力，但讀寫速度快。

?啟動(dòng)文件的作用?：?jiǎn)?dòng)文件(如startup_stm32xx.s)在STM32的啟動(dòng)過程中起著關(guān)鍵作用。它負(fù)責(zé)初始化堆棧指針、程序計(jì)數(shù)器、加載數(shù)據(jù)段和初始化未初始化的數(shù)據(jù)段，并最終跳轉(zhuǎn)到main函數(shù)。啟動(dòng)文件還包含中斷向量表，確保系統(tǒng)能夠正確響應(yīng)中斷。

通過理解STM32的啟動(dòng)過程和啟動(dòng)模式，可以更好地進(jìn)行開發(fā)和調(diào)試，確保系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運(yùn)行。

STM32三種啟動(dòng)模式

下好程序后，重啟芯片時(shí)，SYSCLK的第4個(gè)上升沿，BOOT引腳的值將被鎖存，這就是所謂的啟動(dòng)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(chǔ)空間的地址映射到0x00000000中。三種啟動(dòng)模式如下：

從主閃存存儲(chǔ)器啟動(dòng)，將主Flash地址0x08000000映射到0x00000000，這樣代碼啟動(dòng)之后就相當(dāng)于從0x08000000開始。主閃存存儲(chǔ)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(shí)，就是下載到這個(gè)里面，重啟后也直接從這啟動(dòng)程序。

從系統(tǒng)存儲(chǔ)器啟動(dòng)。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(chǔ)器地址0x1FFF F000開始執(zhí)行代碼。系統(tǒng)存儲(chǔ)器是芯片內(nèi)部一塊特定的區(qū)域，芯片出廠時(shí)在這個(gè)區(qū)域預(yù)置了一段Bootloader，就是通常說的ISP程序。這個(gè)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(gè)ROM區(qū)。啟動(dòng)的程序功能由廠家設(shè)置。系統(tǒng)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)的其實(shí)就是STM32自帶的bootloader代碼。

從內(nèi)置SRAM啟動(dòng)，將SRAM地址0x20000000映射到0x00000000,這樣代碼啟動(dòng)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(chǔ)的能力了，這個(gè)模式一般用于程序調(diào)試。假如我只修改了代碼中一個(gè)小小的地方，然后就需要重新擦除整個(gè)Flash，比較的費(fèi)時(shí)，可以考慮從這個(gè)模式啟動(dòng)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(dòng)模式。STM32三種啟動(dòng)模式對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)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(chǔ)器啟動(dòng)，這種模式啟動(dòng)的程序功能是由廠家設(shè)置的。一般來說，這種啟動(dòng)方式用的比較少。系統(tǒng)存儲(chǔ)器是芯片內(nèi)部一塊特定的區(qū)域，STM32在出廠時(shí)，由ST在這個(gè)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(dòng)模式時(shí)，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(gè)BootLoader將程序下載到系統(tǒng)的Flash中。

這個(gè)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(chǔ)器啟動(dòng)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(dòng)復(fù)位，這樣，STM32才可以從Flash中啟動(dòng)。

從匯編代碼分析STM32啟動(dòng)過程

STM32的啟動(dòng)文件與編譯器有關(guān)，不同編譯器，它的啟動(dòng)文件不同。雖然啟動(dòng)文件(匯編)代碼各有不同，但它們?cè)眍愃?，都屬于匯編程序。拿基于MDK-ARM的啟動(dòng)文件來舉例，說一下要點(diǎn)內(nèi)容。在基于MDK的啟動(dòng)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(duì)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(gè)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(dòng)的時(shí)候，執(zhí)行了SystemInit這個(gè)函數(shù)。

執(zhí)行完SystemInit函數(shù)，初始化了系統(tǒng)時(shí)鐘，之后跳轉(zhuǎn)到main函數(shù)執(zhí)行。