【每周分享】详解MCU启动文件的作用

MCU启动文件一般用 startup_MCU系列型号名称.s来命名，使用汇编语言编写，如下即为一个MCU启动文件：

启动文件是嵌入式系统开发中的关键组成部分，主要负责初始化硬件环境和为运行用户程序做好准备。其核心作用主要如下所述。

1. 初始化硬件环境

堆栈指针（SP）设置：

启动文件首先设置堆栈指针（Stack Pointer）的初始地址，确保后续函数调用、中断处理时有可用的栈空间，比如分配 __initial_sp：

通过设置Stack_Size的大小即可修改栈的空间大小。

初始化静态存储区：

将存储在Flash中的已初始化全局变量（.data段）复制到RAM中，并将未初始化变量（.bss段）清零，确保变量具有正确的初始值。

时钟配置（部分MCU）：

某些启动文件会初始化时钟系统（如配置PLL、设置主频），但更复杂的时钟配置可能由用户代码完成：

2. 中断向量表处理

定义中断向量表：

启动文件包含中断向量表（Interrupt Vector Table），其中每个条目对应一个中断服务程序（ISR）的入口地址：

默认中断处理：

为未使用的中断提供默认的弱定义（Weak Symbol）处理函数（如死循环或空函数），防止中断触发时程序跑飞。

3. 跳转到用户程序

调用 main() 函数：

完成硬件初始化后，启动文件通过跳转到用户编写的 main() 函数移交控制权，启动用户应用程序。

处理退出行为：

某些启动文件会定义 _exit 或_kill 函数，处理程序异常终止或main函数返回的情况（嵌入式系统中main通常不应返回）。

4. 特定架构的初始化

Cortex-M 核心配置：

比如设置中断优先级分组（NVIC）、启用FPU（浮点单元）等。

多核MCU的协同启动：

对于多核处理器（如STM32H7），启动文件可能需协调各核的启动顺序。

5. 常见启动文件示例

ARM Cortex-M：

startup_stm32fxxx.s（汇编文件，如STM32的HAL库）。

RISC-V：

startup_riscv.c 或汇编文件（如设置mtvec寄存器）。

8051/AVR：

通常由IDE自动生成，较少手动修改。

6. 是否需要用户修改？

默认情况：

大多数情况下（如使用STM32CubeMX或Arduino框架），工具链会自动生成适配的启动文件，无需手动修改。

特殊需求：

若需自定义中断处理、优化启动速度或修改内存布局（如将代码加载到RAM运行），则需调整启动文件或链接脚本。