STM32的啟動過程?是從芯片復位開始嗎

STM32的啟動過程?是指從芯片復位開始，到執(zhí)行用戶程序main函數之間的一系列初始化操作。這個過程對于確保系統的可靠性和性能至關重要。STM32的啟動過程主要包括以下幾個階段：

?上電復位階段?：當STM32上電或復位時，處理器會從復位向量開始執(zhí)行。復位向量是一個存儲在固定地址(通常為0x00000000)的32位值，指向復位入口點。復位入口點是程序執(zhí)行開始的地方?1。

?系統時鐘初始化?：系統時鐘是STM32操作所必需的，因為它為處理器和外設提供時序參考。在復位后，系統時鐘配置為默認值，通常是內部高速時鐘(HSI)，頻率為16 MHz。為了提高性能和功耗效率，通常需要初始化系統時鐘以使用外部時鐘源，例如晶體振蕩器或外部時鐘輸入?1。

?外設初始化?：在初始化系統時鐘之后，需要初始化必要的外部設備，例如GPIO、定時器和UART。外設初始化涉及使能外設時鐘、配置外設寄存器等步驟?1。

?中斷向量表和復位程序?：STM32啟動時，程序會從一個固定的地址開始執(zhí)行，通常是向量表的第一個位置。向量表中存放的是各種中斷和異常的入口地址，包括復位向量的地址。復位程序(Reset_Handler)的主要作用是完成一系列系統初始化操作，如清空未初始化的全局變量區(qū)、設置C運行時環(huán)境、初始化各類硬件外設等?2。

?啟動模式?：STM32有多種啟動模式，通過引腳(如BOOT0和BOOT1)來設置。具體的啟動模式取決于這些引腳的狀態(tài)：

?主閃存存儲器啟動?：從STM32內置的Flash啟動，通常用于JTAG或SWD模式下載程序。

?系統存儲器啟動?：從STM32的內置ROM啟動，通常用于通過串口下載程序。

?片上SRAM啟動?：從STM32的內置SRAM啟動，適用于快速調試但數據會丟失?34。

通過這些步驟，STM32完成了從復位到執(zhí)行用戶程序的整個啟動過程，確保了系統的可靠運行和高效性能。

?STM32的啟動過程?主要包括以下幾個關鍵步驟：

?上電復位階段?：當STM32設備上電或復位時，處理器會從復位向量開始執(zhí)行。復位向量是一個存儲在固定地址(通常為0x00000000)的32位值，指向復位入口點。對于STM32F4系列微控制器，復位向量默認指向地址0x00000004，包含一條跳轉指令，將執(zhí)行跳轉到實際復位入口點地址0x00000008?1。

?系統時鐘初始化?：系統時鐘是STM32操作所必需的，因為它為處理器和外設提供時序參考。復位后，系統時鐘配置為默認值，通常是內部高速時鐘(HSI)，頻率為16 MHz。為了提高性能和功耗效率，通常需要初始化系統時鐘以使用外部時鐘源，如晶體振蕩器或外部時鐘輸入?1。

?外設初始化?：在初始化系統時鐘之后，需要初始化必要的外部設備，如GPIO、定時器和UART。外設初始化涉及使能外設時鐘、配置外設寄存器等步驟?1。

?查找初始地址并初始化棧指針(SP)?：程序會從一個固定的地址開始執(zhí)行，通常由芯片的向量表決定。向量表的第一個位置是32位的棧指針地址，MCU會將該地址加載到棧指針寄存器(SP)中。然后，從向量表的第二個位置加載復位程序的入口地址(Reset_Handler)，并將程序執(zhí)行流跳轉到該地址?2。

?復位程序(Reset_Handler)?：CPU首先執(zhí)行Reset_Handler函數，完成一系列系統初始化操作，如清空.bss段、設置C運行時環(huán)境、初始化硬件外設等。Reset_Handler通常會調用SystemInit函數來完成一些基礎的硬件配置?2。

?異常中斷設置?：在復位程序中，除了復位處理外，還會為中斷控制器設置各類中斷的初始狀態(tài)，并使能相應的中斷服務函數。STM32在啟動時，會根據芯片的配置加載各類異常向量，包括硬件中斷、系統異常等?2。

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上電或者復位后，代碼區(qū)始終從0x00000000開始，其實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于從0x08000000開始。主閃存存儲器是STM32內置的Flash，作為芯片內置的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。

從系統存儲器啟動。首先控制BOOT0、BOOT1管腳，復位后，STM32與上述兩種方式類似，從系統存儲器地址0x1FFF F000開始執(zhí)行代碼。系統存儲器是芯片內部一塊特定的區(qū)域，芯片出廠時在這個區(qū)域預置了一段Bootloader，就是通常說的ISP程序。這個區(qū)域的內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置。系統存儲器存儲的其實就是STM32自帶的bootloader代碼。

從內置SRAM啟動，將SRAM地址0x20000000映射到0x00000000,這樣代碼啟動之后就相當于從0x20000000開始。內置SRAM，也就是STM32的內存，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，比較的費時，可以考慮從這個模式啟動代碼，用于快速的程序調試，等程序調試完成后，在將程序下載到SRAM中。

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

串口下載程序原理

從系統存儲器啟動，這種模式啟動的程序功能是由廠家設置的。一般來說，這種啟動方式用的比較少。系統存儲器是芯片內部一塊特定的區(qū)域，STM32在出廠時，由ST在這個區(qū)域內部預置了一段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，因為在廠家提供的BootLoader中，提供了串口下載程序的固件，可以通過這個BootLoader將程序下載到系統的Flash中。

這個下載方式需要以下步驟：

將BOOT0設置為1，BOOT1設置為0，然后按下復位鍵，這樣才能從系統存儲器啟動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設置為GND，手動復位，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，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，說一下要點內容。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。

這里重點知道堆棧數值大小就行。還有一段AREA(區(qū)域)，表示分配一段堆棧數據段?？梢允褂?a href="/tags/STM32" target="_blank">STM32CubeMX對上面的數值大小進行配置：

在IAR中，是通過工程配置堆棧大小：

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。

執(zhí)行完SystemInit函數，初始化了系統時鐘，之后跳轉到main函數執(zhí)行。