STM32启动文件详解

解析STM32的启动过程STM32的启动过程可以分为硬件启动过程和软件启动过程两部分。

硬件启动过程主要是指芯片上电后的初始化阶段，而软件启动过程则是指固定在芯片内的启动程序的执行过程。

硬件启动过程1.上电复位：当STM32芯片上电后，会进行一次复位操作，将片内的所有寄存器初始化为默认值。

2.时钟初始化：芯片复位后，需要初始化芯片的各个时钟源和时钟分频系数。

例如，配置系统时钟、外设时钟和外设时钟的分频。

3.外设初始化：初始化芯片的各个外设，包括GPIO、USART、SPI、I2C等。

外设初始化主要是配置相应的寄存器使它们能够正常工作。

4.中断向量表：中断向量表是储存在芯片中的一系列函数指针，用于响应中断事件。

在硬件启动过程中，需要将中断向量表的地址设定为固定的位置，并将其中各个中断的函数指针初始化为默认的中断服务函数。

5.系统堆栈初始化：系统堆栈是用于存储函数调用时的临时变量和程序返回地址的存储区域。

在硬件启动过程中，需要初始化系统堆栈指针，为后续的函数调用和中断处理做准备。

6. 程序复位：在芯片复位后，可以选择从外部存储器（如Flash）中加载启动程序，或从内部存储器（如内置Bootloader）中加载启动程序。

启动程序一般是一个二进制文件，其中包含了一系列的初始化指令和应用程序的入口点。

软件启动过程1.初始化函数：启动程序首先执行初始化函数，用于初始化C库、变量和硬件资源等。

例如，初始化堆栈指针、启动C库和启用FPU等。

2.系统时钟初始化：启动程序需要初始化系统时钟，以使系统能够正常工作。

这包括设置主时钟源、配置主时钟分频系数和外设时钟分频系数等。

3.初始化其他硬件资源：启动程序会初始化其他的硬件资源，例如外设、存储器、中断控制器等。

4.跳转到主函数入口点：启动程序最后一步是跳转到主函数的入口点，开始执行用户代码。

总结STM32的启动过程可以分为硬件启动过程和软件启动过程。

硬件启动过程包括上电复位、时钟初始化、外设初始化、中断向量表配置和系统堆栈初始化等操作。

解析STM32的启动过程当前的嵌入式应用程序开发过程里，并且C语言成为了绝大部分场合的最佳选择。

如此一来main函数似乎成为了理所当然的起点——因为C程序往往从main函数开始执行。

但一个经常会被忽略的问题是：微控制器（单片机）上电后，是如何寻找到并执行main函数的呢？很显然微控制器无法从硬件上定位main函数的入口地址，因为使用C语言作为开发语言后，变量/函数的地址便由编译器在编译时自行分配，这样一来main函数的入口地址在微控制器的内部存储空间中不再是绝对不变的。

相信读者都可以回答这个问题，答案也许大同小异，但肯定都有个关键词，叫“启动文件”，用英文单词来描述是“Bootloader”。

无论性能高下，结构简繁，价格贵贱，每一种微控制器（处理器）都必须有启动文件，启动文件的作用便是负责执行微控制器从“复位”到“开始执行main函数”中间这段时间（称为启动过程）所必须进行的工作。

最为常见的51，AVR或MSP430等微控制器当然也有对应启动文件，但开发环境往往自动完整地提供了这个启动文件，不需要开发人员再行干预启动过程，只需要从main函数开始进行应用程序的设计即可。

话题转到STM32微控制器，无论是keiluvision4还是IAR EWARM开发环境，ST公司都提供了现成的直接可用的启动文件，程序开发人员可以直接引用启动文件后直接进行C应用程序的开发。

这样能大大减小开发人员从其它微控制器平台跳转至STM32平台，也降低了适应STM32微控制器的难度（对于上一代ARM 的当家花旦ARM9，启动文件往往是第一道难啃却又无法逾越的坎）。

相对于ARM上一代的主流ARM7/ARM9内核架构，新一代Cortex内核架构的启动方式有了比较大的变化。

ARM7/ARM9内核的控制器在复位后，CPU会从存储空间的绝对地址0x000000取出第一条指令执行复位中断服务程序的方式启动，即固定了复位后的起始地址为0x000000（PC = 0x000000）同时中断向量表的位置并不是固定的。

stm32启动⽂件和汇编指令简析
以stm32fxxxx为例
⼀、启动⽂件，startup_stm32f40_41xxx.S
1.定义：启动⽂件由汇编填写，是系统上电复位后第⼀个执⾏的程序。

2.特征
（1）初始化堆栈指针SP=_initial_sp
（2）初始化PC指针=Reset_Handler
（3）初始化中断向量表。

（4）配置系统时钟。

（5）调⽤c库函数_main初始化⽤户堆栈，从⽽最终调⽤main函数去到c的内容。

⼆、汇编指令
启动⽂件使⽤ARM汇编指令汇总
EQU 给数字常量取⼀个符号名，相当于c语⾔define。

AREA 汇编⼀个新的代码段或数据段。

SPACE 分配内存空间。

PRESERVE8 当前⽂件堆栈需按照8字节对齐。

EXPORT 声明⼀个标号具有全局性，可被外部⽂件使⽤。

DCD 以字为单位分配内存，要求4字节对齐，并要求初始化这些内存。

PROC 定义⼦程序，与ENDP成对使⽤，表⽰⼦程序结束。

WEAK 弱定义，如果外部⽂件声明⼀个标号，则优先使⽤外部⽂件定义的标号，如果外部⽂件没有定义也不会出错。

要注意这个不是ARM 指令，是编译器的。

IMPORT 声明标号来⾃外部⽂件，跟c语⾔EXTERN关键字类似。

B 跳转到⼀个标志号。

STM32启动文件的选择及宏定义及芯片型号更改IAP总结对于STM32芯片，启动文件主要包括以下几个部分：1.启动向量表：包含中断服务程序的地址信息，用于系统初始化和中断处理等功能。

2.中断服务程序：对中断进行处理的代码，包括系统初始化时的复位中断和其他外部中断。

3.系统初始化代码：完成芯片的初始化工作，包括时钟配置、外设初始化、堆栈初始化等。

在选择启动文件时，需要注意以下几点：1.芯片型号匹配：确保所选择的启动文件与使用的芯片型号兼容，以确保正常的系统初始化和中断处理。

2. 如需使用外部存储器：如果需要使用外部存储器，如外部Flash 或RAM，需要选择支持外部存储器的启动文件。

3. 如需使用操作系统：如果需要在系统中运行操作系统，如FreeRTOS或uc/OS等，需要选择对应操作系统的启动文件。

在启动文件中，还涉及宏定义的使用。

宏定义是一种预处理指令，用于在编译时替换特定的文本字符串。

在启动文件中，通常会使用宏定义来配置系统的时钟频率、中断向量表的起始地址等参数。

在更改芯片型号时1.切换器件描述文件：在工程文件中，需要将所使用的芯片型号对应的器件描述文件进行切换。

这个文件通常在项目设置中进行配置。

2.修改启动文件：将原有的启动文件替换为新的芯片型号所对应的启动文件。

3.更新宏定义：在新的启动文件中，需要确认并更新宏定义，以确保系统的配置和参数正确。

4.复查外设配置：在启动文件中，有可能包含对外设的初始化代码。

在更改芯片型号后，需要复查外设的配置和初始化。

总结起来，选择合适的STM32启动文件，需要根据所使用的芯片型号来进行选择，并注意更改宏定义和复查外设配置。

这样才能确保系统正常初始化和中断处理的功能。

STM32 的三种不同启动模式STM32 三种启动模式对应的存储介质均是芯片内置的，它们是：1. 用户闪存：芯片内置的Flash。

2. SRAM：芯片内置的RAM 区，就是内存啦。

3. 系统存储器：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。

在每个STM32 的芯片上都有两个管脚BOOT0 和BOOT1，这两个管脚在芯片复位时的电平状态决定了芯片复位后从哪个区域开始执行程序，见下表：BOOT1=x BOOT0=0 从用户闪存启动，这是正常的工作模式。

BOOT1=0 BOOT0=1 从系统存储器启动，这种模式启动的程序功能由厂家设置。

BOOT1=1 BOOT0=1 从内置SRAM 启动，这种模式可以用于调试。

要注意的是，一般不使用内置SRAM 启动(BOOT1=1 BOOT0=1)，因为SRAM 掉电后数据就丢失。

多数情况下SRAM 只是在调试时使用，也可以做其他一些用途。

如做故障的局部诊断，写一段小程序加载到SRAM 中诊断板上的其他电路，或用此方法读写板上的Flash 或EEPROM 等。

还可以通过这种方法解除内部Flash 的读写保护，当然解除读写保护的同时Flash 的内容也被自动清除，以防止恶意的软件拷贝。

STM32 PB2(BOOT1)使用注意由于STM32 PB2 脚是复用引脚，而且该复用功能是用于启动选择，使用时就要小心了。

-------------------------------------------------------------------------BOOT1 BOOT0 启动模式说明X 0 用户闪存存储器用户闪存存储器被选为启动区域0 1 系统存储器系统存储器被选为启动区域(进入ISP 模式)1 1 内嵌SRAM 内嵌SRAM 被选为启动区域-------------------------------- -----------------------------------------一般来讲我们正常使用是模式1（用户闪存存储。

本文通过对STM32的官方固件库STM32F10x_StdPeriph_Lib_V3.5.0里的MDK启动文件分析，简化部分不需要的代码，并从繁杂的固件库里，精炼出一个类似于“hello world”的入门实战小程序——点亮一个LED。

该工程仅仅包含一个启动文件和一个有main函数的C文件。

本文初衷：不用固件库建立自己的工程！实验软件：Keil uVision4实验硬件：神舟IV号开发板芯片型号：STM32F107VCSTM32启动代码分析、简化、实战汇编基础：1.伪指令：EQU语法格式：名称EQU表达式｛，类型｝EQU伪指令用于为程序中的常量、标号等定义一个等效的字符名称，类似于C语言的#define。

其中EQU可以用“*”代替。

名称为EQU伪指令定义的字符名称，当表达式为32位的常量时，可以指定表达式的数据类型，可以有一下三种类型：CODE16、CODE32和DA TA2.伪指令：AREA语法格式：AREA段名{，属性1}{，属性2}……AREA命令指示汇编程序汇编一个新的代码段或数据段。

段是独立的、指定的、不可见的代码或数据块，它们由链接程序处理。

段名：可以为段选择任何段名。

但是，以一个数字开始的名称必须包含在竖杠号内，否则会产生一个缺失段名错误。

例如，|1_DataArea|。

有些名称是习惯性的名称。

例如：|.text|用于表示由C编译程序产生的代码段，或用于以某种方式与C库关联的代码段。

属性字段表示该代码段（或数据段）的相关属性，多个属性用逗号分隔。

常用的属性如下：——CODE属性：用于定义代码段，默认为READONLY。

——DA TA属性：用于定义数据段，默认为READWRITE。

——READONLY属性：指定本段为只读，代码段默认为READONLY。

——READWRITE属性：指定本段为可读可写，数据段的默认属性为READWRITE。

——ALIGN属性：使用方式为ALIGN表达式。

一文了解STM32启动过程1 概述说明每一款（芯片）的启动文件都值得去研究，因为它可是你的程序跑的最初一段路，不可以不知道。

通过了解启动文件，我们可以体会到处理器的架构、指令集、中断向量安排等内容，是非常值得玩味的。

（STM32）作为一款高端Cortex-M3系列（单片机），有必要了解它的启动文件。

打好基础，为以后优化程序，写出高质量的代码最准备。

本文以一个实际测试代码--START_（TE）ST为例进行阐述。

整体过程STM32整个启动过程是指从上电开始，一直到运行到main 函数之间的这段过程，步骤为（以使用微库为例）：①上电后（硬件）设置SP、PC②设置系统（时钟）③软件设置SP④加载.data、.bss，并初始化栈区⑤跳转到C文件的main函数代码启动过程涉及的文件不仅包含startup_stm32f10x_hd.s，还涉及到了MDK自带的连接库文件entry.o、entry2.o、entry5.o、entry7.o 等（从生成的map文件可以看出来）。

2 程序在Flash上的存储结构在真正讲解启动过程之前，先要讲解程序下载到Flash上的结构和程序运行时（执行到main函数）时的S（RAM）数据结构。

程序在用户Flash上的结构如下图所示。

下图是通过阅读hex文件和在MDK下调试综合提炼出来的。

上图中：MSP初始值由编译器生成，是主堆栈的初始值。

初始化数据段是.data未初始化数据段是.bss.data和.bss是在__main里进行初始化的，对于（ARM）Com （pi）ler，__main主要执行以下函数：其中__scatterlo（ad）会对.data和.bss进行初始化。

加载数据段和初始化栈的参数加载数据段和初始化栈的参数分别有4个，这里只讲解加载数据段的参数，至于初始化栈的参数类似。

0x0800033c Flash上的数据段（初始化数据段和未初始化数据段）起始地址0x20000000加载到SRAM上的目的地址0x0000000c数据段的总大小0x080002f4调用函数_scatterload_copy需要说明的是初始化栈的函数-- 0x08000304与加载数据段的函数不一样，为_scatterload_zeroinit，它的目的就是将栈空间清零。

STM32入门之文件结构在开始STM32的开发之前，了解其文件结构对于编写和组织代码非常重要。

文件结构是指将代码和资源组织在文件夹和文件中的方式。

一个良好的文件结构能够提高代码的可维护性、可扩展性和可读性。

下面是一个典型的STM32文件结构示例：1. Core文件夹：这个文件夹包含了一些核心的STM32的系统文件，例如启动文件、链接脚本文件等。

启动文件包含了一些处理器的初始化代码，用于设置操作模式、初始化中断向量表等。

链接脚本文件定义了代码和数据在存储器中的位置和排列方式。

2. Drivers文件夹：这个文件夹包含了所有的外设驱动文件。

每个外设都有对应的C文件和头文件，用于控制和配置外设。

这些外设包括GPIO（通用输入输出）、USART（串行通信）、SPI（串行外设接口）等。

3. Inc文件夹：这个文件夹包含了所有的头文件。

头文件是用于声明和定义变量、函数和数据结构的文件。

每个源文件都应该包含所需的头文件。

4. Src文件夹：这个文件夹包含了所有的源文件。

源文件包含了实际的代码和功能的实现。

这些文件可以包括主函数、外设初始化函数、中断处理函数等。

5. Middlewares文件夹：这个文件夹包含了一些中间件（middleware），用于简化开发过程和提供一些高级功能。

这些中间件可以包括操作系统、文件系统、图形库等。

6. Libraries文件夹：这个文件夹包含了一些标准的STM32库文件，用于提供一些常用的函数和方法。

这些库文件可以包括数学函数、字符串处理函数、操作系统函数等。

7. Tools文件夹：这个文件夹包含了一些用于开发和调试的工具。

这些工具可以包括编译器、调试器、仿真器等。

以上是一个基本的文件结构示例，实际情况中可能会有一些变化和定制。

根据项目的需求，开发者可以在文件夹中添加其他文件夹，例如Tests文件夹用于存放测试代码，Docs文件夹用于存放文档等。

通过使用一个清晰而有组织的文件结构，开发者可以更容易地理解和维护代码。

STM32的启动1、启动⽂件简介 启动⽂件由汇编编写，是系统上电复位后第⼀个执⾏的程序。

主要做了以下⼯作： （1）初始化堆栈指针 MSP=_initial_sp （2）初始化 PC 指针=Reset_Handler （3）初始化中断向量表 （4）配置系统时钟 （5）调⽤ C 库函数_main 初始化⽤户堆栈，从⽽最终调⽤ main 函数去到 C 的世界2、STM32的启动流程 下⾯这段话引⽤⾃《CM3 权威指南 CnR2》—复位序列， CM4 的复位序列跟 CM3 ⼀样。

在离开复位状态后， CM3 做的第⼀件事就是读取下列两个 32 位整数的值： （1）从地址 0x0000,0000（FLASH 的地址 0x08000000，因为STM32设计的Flash起始地址是在0x0800 0000开始的）处取出 MSP 的初始值。

（2）从地址 0x0000,0004（FLASH 的地址 0x08000004，因为STM32设计的Flash起始地址是在0x0800 0000开始的）处取出 PC 的初始值——这个值是复位向量， LSB 必须是1，然后从这个值所对应的地址处取值。

请注意，这与传统的 ARM 架构不同——其实也和绝⼤多数的其它单⽚机不同。

传统的 ARM 架构总是从 0 地址开始执⾏第⼀条指令。

它们的 0 地址处总是⼀条跳转指令。

在CM3 中，在 0 地址处提供 MSP 的初始值，然后紧跟着就是向量表。

向量表中的数值是 32位的地址，⽽不是跳转指令。

向量表的第⼀个条⽬指向复位后应执⾏的第⼀条指令，就是我们刚刚分析的 Reset_Handler 这个函数。

初始化 MSP 和 PC 的⼀个范例 因为 CM3 使⽤的是向下⽣长的满栈，所以 MSP 的初始值必须是堆栈内存的末地址加1。

举例来说，如果我们的堆栈区域在 0x20007C00-0x20007FFF 之间，那么 MSP 的初始值就必须是 0x20008000。