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

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

?系統(tǒng)時(shí)鐘初始化?：系統(tǒng)時(shí)鐘是STM32操作所必需的，因?yàn)樗鼮樘幚砥骱屯庠O(shè)提供時(shí)序參考。在復(fù)位后，系統(tǒng)時(shí)鐘配置為默認(rèn)值，通常是內(nèi)部高速時(shí)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(tǒng)時(shí)鐘以使用外部時(shí)鐘源，例如晶體振蕩器或外部時(shí)鐘輸入?1。

?外設(shè)初始化?：在初始化系統(tǒng)時(shí)鐘之后，需要初始化必要的外部設(shè)備，例如GPIO、定時(shí)器和UART。外設(shè)初始化涉及使能外設(shè)時(shí)鐘、配置外設(shè)寄存器等步驟?1。

?中斷向量表和復(fù)位程序?：STM32啟動(dòng)時(shí)，程序會(huì)從一個(gè)固定的地址開始執(zhí)行，通常是向量表的第一個(gè)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(fù)位向量的地址。復(fù)位程序(Reset_Handler)的主要作用是完成一系列系統(tǒng)初始化操作，如清空未初始化的全局變量區(qū)、設(shè)置C運(yùn)行時(shí)環(huán)境、初始化各類硬件外設(shè)等?2。

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

?主閃存存儲(chǔ)器啟動(dòng)?：從STM32內(nèi)置的Flash啟動(dòng)，通常用于JTAG或SWD模式下載程序。

?系統(tǒng)存儲(chǔ)器啟動(dòng)?：從STM32的內(nèi)置ROM啟動(dòng)，通常用于通過串口下載程序。

?片上SRAM啟動(dòng)?：從STM32的內(nèi)置SRAM啟動(dòng)，適用于快速調(diào)試但數(shù)據(jù)會(huì)丟失?34。

通過這些步驟，STM32完成了從復(fù)位到執(zhí)行用戶程序的整個(gè)啟動(dòng)過程，確保了系統(tǒng)的可靠運(yùn)行和高效性能。

?STM32的啟動(dòng)過程?主要包括以下幾個(gè)關(guān)鍵步驟：

?上電復(fù)位階段?：當(dāng)STM32設(shè)備上電或復(fù)位時(shí)，處理器會(huì)從復(fù)位向量開始執(zhí)行。復(fù)位向量是一個(gè)存儲(chǔ)在固定地址(通常為0x00000000)的32位值，指向復(fù)位入口點(diǎn)。對于STM32F4系列微控制器，復(fù)位向量默認(rèn)指向地址0x00000004，包含一條跳轉(zhuǎn)指令，將執(zhí)行跳轉(zhuǎn)到實(shí)際復(fù)位入口點(diǎn)地址0x00000008?1。

?系統(tǒng)時(shí)鐘初始化?：系統(tǒng)時(shí)鐘是STM32操作所必需的，因?yàn)樗鼮樘幚砥骱屯庠O(shè)提供時(shí)序參考。復(fù)位后，系統(tǒng)時(shí)鐘配置為默認(rèn)值，通常是內(nèi)部高速時(shí)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(tǒng)時(shí)鐘以使用外部時(shí)鐘源，如晶體振蕩器或外部時(shí)鐘輸入?1。

?外設(shè)初始化?：在初始化系統(tǒng)時(shí)鐘之后，需要初始化必要的外部設(shè)備，如GPIO、定時(shí)器和UART。外設(shè)初始化涉及使能外設(shè)時(shí)鐘、配置外設(shè)寄存器等步驟?1。

?查找初始地址并初始化棧指針(SP)?：程序會(huì)從一個(gè)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(gè)位置是32位的棧指針地址，MCU會(huì)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(gè)位置加載復(fù)位程序的入口地址(Reset_Handler)，并將程序執(zhí)行流跳轉(zhuǎn)到該地址?2。

?復(fù)位程序(Reset_Handler)?：CPU首先執(zhí)行Reset_Handler函數(shù)，完成一系列系統(tǒng)初始化操作，如清空.bss段、設(shè)置C運(yùn)行時(shí)環(huán)境、初始化硬件外設(shè)等。Reset_Handler通常會(huì)調(diào)用SystemInit函數(shù)來完成一些基礎(chǔ)的硬件配置?2。

?異常中斷設(shè)置?：在復(fù)位程序中，除了復(fù)位處理外，還會(huì)為中斷控制器設(shè)置各類中斷的初始狀態(tài)，并使能相應(yīng)的中斷服務(wù)函數(shù)。STM32在啟動(dòng)時(shí)，會(huì)根據(jù)芯片的配置加載各類異常向量，包括硬件中斷、系統(tǒng)異常等?2。

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，但它們原理類似，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?？梢允褂?a href="/tags/STM32" target="_blank">STM32CubeMX對上面的數(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。