moyanming2013

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浅谈STM32的启动过程

2020-11-27 13:35:35 显示全部楼层
分享这篇文章,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

    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:


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。


    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:
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。


    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。


    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。

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。
    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:
    在IAR中,是通过工程配置堆栈大小:
    看下面的汇编代码,程序上电之后,是跳到Reset_Handler这个位置。
    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。
    执行完SystemInit函数,初始化了系统时钟,之后跳转到main函数执行。


本文来源:
https://www.stmcu.org.cn/module/forum/thread-627961-1-1.html

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curton

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curton 2020-11-27 15:34:09 显示全部楼层
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二哲科技

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二哲科技 2020-11-27 19:46:23 显示全部楼层
在设计的过程老是不对这些有关注,不过知道一些这个还是有好处的!
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moyanming2013

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moyanming2013 2020-11-30 12:28:57 显示全部楼层
二哲科技 发表于 2020-11-27 19:46
在设计的过程老是不对这些有关注,不过知道一些这个还是有好处的!

熟练掌握了启动过程,可以灵活运用bootloader,实现方便的固件升级和硬件配置

tom2068_897375514

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