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STM32启动流程

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分享这篇**,谈一下STM32启动流程。如果读者朋友已经有过汇编相关基础,能够够好理解本文内容。汇编语言是比C语言更接近机器底层的编程语言,能让我们更好的理解和操纵硬件底层。

STM32三种启动模式


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沙发
键盘手没手|  楼主 | 2020-11-29 15:44 | 只看该作者
STM32三种启动模式

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。三种启动模式如下:

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板凳
键盘手没手|  楼主 | 2020-11-29 15:46 | 只看该作者
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。

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。

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。

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地板
键盘手没手|  楼主 | 2020-11-29 15:47 | 只看该作者

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键盘手没手|  楼主 | 2020-11-29 15:47 | 只看该作者
串口下载程序原理

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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键盘手没手|  楼主 | 2020-11-29 15:48 | 只看该作者
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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键盘手没手|  楼主 | 2020-11-29 15:48 | 只看该作者
这个下载方式需要以下步骤:

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。

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8
键盘手没手|  楼主 | 2020-11-29 15:49 | 只看该作者
从汇编代码分析STM32启动过程

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。

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9
键盘手没手|  楼主 | 2020-11-29 15:49 | 只看该作者

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键盘手没手|  楼主 | 2020-11-29 15:50 | 只看该作者
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STM32CubeMX对上面的数值大小进行配置:

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键盘手没手|  楼主 | 2020-11-29 15:50 | 只看该作者

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键盘手没手|  楼主 | 2020-11-29 15:51 | 只看该作者

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键盘手没手|  楼主 | 2020-11-29 15:51 | 只看该作者

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键盘手没手|  楼主 | 2020-11-29 15:52 | 只看该作者
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。

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键盘手没手|  楼主 | 2020-11-29 15:53 | 只看该作者

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键盘手没手|  楼主 | 2020-11-29 15:53 | 只看该作者
执行完SystemInit函数,初始化了系统时钟,之后跳转到main函数执行。

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香水城| | 2020-11-29 18:14 | 只看该作者
看来 键盘手 有 手!

辛苦了!

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Mozarts| | 2020-11-29 21:46 | 只看该作者
初始化的过程主要就是SystemInit函数的执行过程吧

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cr315| | 2020-11-30 09:10 | 只看该作者

看来 键盘手 有 手!

辛苦了!
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sonicll| | 2020-11-30 11:16 | 只看该作者
本帖最后由 sonicll 于 2020-11-30 11:24 编辑

“从内置SRAM启动,将SRAM地址0x20000000映射到0x00000000”

这条是不一定的,跟具体芯片系列有关,至少STM32F10x系列不是这样,你找个F10x的芯片试试就知道了

STM32F10x的手册描述:
Boot from the embedded SRAM: SRAM is accessible only at address 0x2000 0000

STM32L4的手册描述:
Boot from the embedded SRAM1: the SRAM1 is aliased in the boot memory space(0x0000 0000), but it is still accessible from its original memory space (0x2000 0000).

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