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STM32再學(xué)習(xí)――啟動流程分析

作者: 時間:2016-10-29 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

我們寫嵌入式程序,基本上采用C語言來編寫,以main( )作為程序的入口。但實際上,mian()并不是最先要執(zhí)行的,在這之前需要做一些基本的工作,如堆、棧的定義;main函數(shù)的復(fù)位連接等,這些工作就需要一個專門的啟動程序來完成,由于需要做的工作內(nèi)容不多,并且需要更直接的管理內(nèi)存,一般采用匯編編寫。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/201610/307478.htm

無論是STM32、ARM系列的單片機,還是簡單的如51,PIC等,都以為上述原因,需要啟動程序,只不過51,PIC等單片機的啟動程序已經(jīng)在相應(yīng)的IDE編譯、鏈接的時候隱含的編譯了,故在寫單片機程序的時候無需考慮。而STM32的啟動有相應(yīng)的啟動文件,本文將采用KEIL MDK自帶的啟動文件STM32F10x.s進行分析。

1 啟動模式的選擇

STM32芯片自帶的啟動方式有3種如下表

啟動模式選擇引腳

啟動模式說明
BOOT1BOOT0
X0主閃存存儲器主閃存存儲器作為啟動區(qū)域
01系統(tǒng)存儲器系統(tǒng)存儲器作為啟動區(qū)域
11內(nèi)置SRAM內(nèi)置SRAM作為啟動葡萄

STM32的啟動選擇,通過設(shè)置BOOT1、BOOT0的引腳的高低電平即可選擇。其中主閃存啟動是將程序下載到內(nèi)置的Flash進行啟動(該flash可運行程序),該程序可以掉電保存,下次開機可自動啟動;系統(tǒng)存儲器啟動是將程序?qū)懭氲揭豢焯囟ǖ膮^(qū)域,一般由廠家直接寫入,不能被隨意更改或擦除。內(nèi)置SRAM啟動,由于SRAM掉電丟失,不能保存程序,一般只用于程序的調(diào)試。

就程序的啟動而言,采用以上3種方式啟動,但對于一個嵌入式系統(tǒng)的程序來說,如果程序執(zhí)行文件很大,而STM32內(nèi)置的存儲空間有限,就需要外置Nand flash/Nor flash 和SDRAM,即程序存儲在flash中,程序執(zhí)行在SDRAM中,既節(jié)約了成本有提高了運行效率。如果采用外置的Flash+SDRAM的方式,就需要一個更加復(fù)雜的啟動文件(bootloader),需要考慮flash的COPY,F(xiàn)lash的驅(qū)動,內(nèi)存的管理,通信機制等,本文暫不涉及此內(nèi)容,以后有機會專門講述。

2 啟動文件STM32F10x.s分析

關(guān)于STM32F10x.s的啟動文件,主要做了3個工作:分配和初始化堆、棧;定義復(fù)位向量并初始化;中斷向量表及其相應(yīng)的異常處理程序。

2.1 定義堆、棧及其初始化

堆和棧是能夠運行C語言的前提,如以下程序:

定義棧:

Stack_Size EQU 0x00000200

AREA STACK, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3

Stack_Mem SPACE Stack_Size

__initial_sp

定義堆:

Heap_Size EQU 0x00000000

AREA HEAP, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3

__heap_base

Heap_Mem SPACE Heap_Size

__heap_limit

初始化堆、棧:

_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 定義復(fù)位向量

Boot引腳的設(shè)置不同,復(fù)位時,起始地址的位置不同,SRAM的起始地址為0x2000000, flash的起始地址為0x8000000。Cortex-M3內(nèi)核規(guī)定,起始地址必須存放堆定指針,而第二個地址必須存放復(fù)位中斷入口向量。在系統(tǒng)復(fù)位時,內(nèi)核會自動從其實地址的下一個地址(即32位)空間取出復(fù)位中斷入口向量,然后跳轉(zhuǎn)到復(fù)位中斷服務(wù)程序,該服務(wù)程序就會跳轉(zhuǎn)到main()執(zhí)行程序。

中斷向量表(部分向量):

__Vectors

DCD __initial_sp ; Top of Stack // 初始化堆跳轉(zhuǎn)

DCD Reset_Handler ; Reset Handler // 復(fù)位中斷向量跳轉(zhuǎn)

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

復(fù)位中斷服務(wù)程序

; Reset Handler // 該程序會跳轉(zhuǎn)到main()

Reset_Handler PROC

EXPORT Reset_Handler [WEAK]

IMPORT __main

LDR R0, =__main

BX R0

ENDP

3 其他中斷向量及服務(wù)子程序

在啟動文件中,只定義了中斷向量,其相應(yīng)的服務(wù)子程序跳轉(zhuǎn)到空操作。為以后擴展中斷服務(wù)程序做了準(zhǔn)備。

在以上這些都勝利跑完之后,我們的微處理器(MCU)就開始main函數(shù)之旅……

  • STM32單片機中文官網(wǎng)
  • STM32單片機官方開發(fā)工具
  • STM32單片機參考設(shè)計


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