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STM32再学习——启动流程分析

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党国特派员 发布时间:2015-1-7 13:14
  我们写嵌入式程序,基本上采用C语言来编写,以main( )作为程序的入口。但实际上,mian()并不是最先要执行的,在这之前需要做一些基本的工作,如堆、栈的定义;main函数的复位连接等,这些工作就需要一个专门的启动程序来完成,由于需要做的工作内容不多,并且需要更直接的管理内存,一般采用汇编编写。
  无论是STM32ARM系列的单片机,还是简单的如51,PIC等,都以为上述原因,需要启动程序,只不过51,PIC等单片机的启动程序已经在相应的IDE编译、链接的时候隐含的编译了,故在写单片机程序的时候无需考虑。而STM32的启动有相应的启动文件,本文将采用KEIL MDK自带的启动文件STM32F10x.s进行分析。
  1 启动模式的选择
  STM32芯片自带的启动方式有3种如下表

启动模式选择引脚
启动模式
说明
BOOT1
BOOT0
X
0
主闪存存储器
主闪存存储器作为启动区域
0
1
系统存储器
系统存储器作为启动区域
1
1
内置SRAM
内置SRAM作为启动葡萄
  STM32的启动选择,通过设置BOOT1、BOOT0的引脚的高低电平即可选择。其中主闪存启动是将程序下载到内置的Flash进行启动(该flash可运行程序),该程序可以掉电保存,下次开机可自动启动;系统存储器启动是将程序写入到一快特定的区域,一般由厂家直接写入,不能被随意更改或擦除。内置SRAM启动,由于SRAM掉电丢失,不能保存程序,一般只用于程序的调试。
  就程序的启动而言,采用以上3种方式启动,但对于一个嵌入式系统的程序来说,如果程序执行文件很大,而STM32内置的存储空间有限,就需要外置Nand flash/Nor flash 和SDRAM,即程序存储在flash中,程序执行在SDRAM中,既节约了成本有提高了运行效率。如果采用外置的Flash+SDRAM的方式,就需要一个更加复杂的启动文件(bootloader),需要考虑flash的COPY,Flash的驱动,内存的管理,通信机制等,本文暂不涉及此内容,以后有机会专门讲述。
  2 启动文件STM32F10x.s分析
  关于STM32F10x.s的启动文件,主要做了3个工作:分配和初始化堆、栈;定义复位向量并初始化;中断向量表及其相应的异常处理程序。
  2.1 定义堆、栈及其初始化
  堆和栈是能够运行C语言的前提,如以下程序:
  定义栈:
  Stack_Size EQU 0x00000200
  AREA STACK, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3
  Stack_Mem SPACE Stack_Size
  __initial_sp
  定义堆:
  Heap_Size EQU 0x00000000
  AREA HEAP, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3
  __heap_base
  Heap_Mem SPACE Heap_Size
  __heap_limit
  初始化堆、栈:
  _user_initial_stackheap
  LDR R0, = Heap_Mem
  LDR R1, =(Stack_Mem + Stack_Size)
  LDR R2, = (Heap_Mem + Heap_Size)
  LDR R3, = Stack_Mem
  BX LR
  2.2 定义复位向量
  Boot引脚的设置不同,复位时,起始地址的位置不同,SRAM的起始地址为0x2000000, flash的起始地址为0x8000000。Cortex-M3内核规定,起始地址必须存放堆定指针,而第二个地址必须存放复位中断入口向量。在系统复位时,内核会自动从其实地址的下一个地址(即32位)空间取出复位中断入口向量,然后跳转到复位中断服务程序,该服务程序就会跳转到main()执行程序。
  中断向量表(部分向量):
  __Vectors
  DCD __initial_sp ; Top of Stack // 初始化堆跳转
  DCD Reset_Handler ; Reset Handler // 复位中断向量跳转
  DCD NMI_Handler ; NMI Handler
  DCD HardFault_Handler ; Hard Fault Handler
  DCD MemManage_Handler ; MPU Fault Handler
  DCD BusFault_Handler ; Bus Fault Handler
  DCD UsageFault_Handler ; Usage Fault Handler
  DCD 0 ; Reserved
  DCD 0 ; Reserved
  DCD 0 ; Reserved
  DCD 0 ; Reserved
  DCD SVC_Handler ; SVCall Handler
  DCD DebugMon_Handler ; Debug Monitor Handler
  DCD 0 ; Reserved
  DCD PendSV_Handler ; PendSV Handler
  DCD SysTick_Handler ; SysTick Handler
  复位中断服务程序
  ; Reset Handler // 该程序会跳转到main()
  Reset_Handler PROC
  EXPORT Reset_Handler [WEAK]
  IMPORT __main
  LDR R0, =__main
  BX R0
  ENDP
  3 其他中断向量及服务子程序
  在启动文件中,只定义了中断向量,其相应的服务子程序跳转到空操作。为以后扩展中断服务程序做了准备。
  在以上这些都胜利跑完之后,我们的微处理器(MCU)就开始main函数之旅……

收藏 评论1 发布时间:2015-1-7 13:14

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1个回答
moyanming2013 回答时间:2015-1-7 15:09:36
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意法半导体微控制器和微处理器拥有广泛的产品线,包含低成本的8位单片机和基于ARM® Cortex®-M0、M0+、M3、M4、M33、M7及A7内核并具备丰富外设选择的32位微控制器及微处理器


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