单片机启动小白的单片机之旅——单片机的启动|设计与开发|上海羊羽卓进出口贸易有限公司

小白的单片机之旅——单片机的启动

如前文《小白的单片机之旅——从点亮led说起（1）》所述，我们给mcu的所有文件就是一个bin文件，显然单片机的启动过程也体现于其中，与之相对应的文件就是与单片机硬件紧密对应的启动.s文件，下面我们以非常常见的使用ARM的cortex-M3内核的stm32f103zet单片机为例，说一说启动文件的内容。

一般该启动文件厂家会直接提供不需要自己去写，具体的文件内容这里不详细展开，就简单看一下启动文件的注释部分。简单来说启动文件做了以下一些事情：1、初始化栈指针；2、初始化程序指针为复位向量（这就是上电之后最开始要做的一些动作）；3、设置中断向量表（如果对照bin文件和我们编译生成的map文件就会发现bin文件中栈顶指针数据、复位向量后面紧接着的就是各种中断处理函数的地址，这些就构成了硬件需要的完整的中断向量表，可以看到的是很多中断都预先有定义并且被定义成weak，这就表示，用户可以重写对应的中断处理函数，在编译过程中会使用用户定义的那个）；4、初始化时钟系统（刚上电的时候clk是很慢的，在这里初始化时钟之后，mcu就快了）；5、如果有外部扩展sram，初始化之；6、按照链接脚本的指示初始化对应的内存数据（比如我们定义的那些初始化的全局变量就是这个阶段生效的）；7、跳转到我们用户的main函数（这就是我们一般认为c的程序入口）。

stm32f103zet对应启动文件的注释部分截图

中断向量表部分

由此，我们可以简要知道mcu上电之后发生的一些事情，进入我们的main函数之后，我们自己的“意志”开始执行了，下一节我们就一起看看如何将我们的控制led的意图告诉mcu，并让它正确的执行。

学了单片机，你确定会启动了么？STM32启动解析

单片机启动过程详解--STM32

大家好，我是一哥，本篇文字介绍STM32启动过程。很多同学会使用STM32进行应用/驱动开发，一般开发就是从main()函数开始，绝大多数人没有关注或并不关注类似STM32的MCU是怎么从上电运行到mian()函数的，今天我就针对这部分的内容进行了一个大整合，帮助大家理解这个过程。

也许你会说可不就是直接给电就行吗？我啥也没配置，就轻松进入main()函数了。其实，在上电前有两个引脚对MCU的启动有些关键的影响：BOOT0和BOOT1，这两个引脚的电平状态直接影响了芯片在复位上电后从芯片的哪个位置开始执行代码。

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如果读者朋友已经有过汇编相关基础，能够够好理解本文内容。汇编语言是比C语言更接近机器底层的编程语言，能让我们更好的理解和操纵硬件底层。

STM32三种启动模式

下好程序后，重启芯片时，SYSCLK的第4个上升沿，BOOT引脚的值将被锁存，这就是所谓的启动过程。

STM32上电或者复位后，代码区始终从0x00000000开始，其实就是将存储空间的地址映射到0x00000000中。三种启动模式如下：

·从主闪存存储器启动，将主Flash地址0x08000000映射到0x00000000，这样代码启动之后就相当于从0x08000000开始。主闪存存储器是STM32内置的Flash，作为芯片内置的Flash，是正常的工作模式。一般我们使用JTAG或者SWD模式下载程序时，就是下载到这个里面，重启后也直接从这启动程序。

·从系统存储器启动。首先控制BOOT0、BOOT1管脚，复位后，STM32与上述两种方式类似，从系统存储器地址0x1FFF F000开始执行代码。系统存储器是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。启动的程序功能由厂家设置。系统存储器存储的其实就是STM32自带的bootloader代码。

·从内置SRAM启动，将SRAM地址0x20000000映射到0x00000000,这样代码启动之后就相当于从0x20000000开始。内置SRAM，也就是STM32的内存，既然是SRAM，自然也就没有程序存储的能力了，这个模式一般用于程序调试。假如我只修改了代码中一个小小的地方，然后就需要重新擦除整个Flash，比较的费时，可以考虑从这个模式启动代码，用于快速的程序调试，等程序调试完成后，在将程序下载到SRAM中。

用户可以通过设置BOOT1和BOOT0引脚的状态，来选择在复位后的启动模式。STM32三种启动模式对应的存储介质均是芯片内置的，如下图：

串口下载程序原理

从系统存储器启动，这种模式启动的程序功能是由厂家设置的。一般来说，这种启动方式用的比较少。系统存储器是芯片内部一块特定的区域，STM32在出厂时，由ST在这个区域内部预置了一段BootLoader，也就是我们常说的ISP程序，这是一块ROM，出厂后无法修改。

一般来说，我们选用这种启动模式时，是为了从串口下载程序，因为在厂家提供的BootLoader中，提供了串口下载程序的固件，可以通过这个BootLoader将程序下载到系统的Flash中。

这个下载方式需要以下步骤：

·将BOOT0设置为1，BOOT1设置为0，然后按下复位键，这样才能从系统存储器启动BootLoader；

·在BootLoader的帮助下，通过串口下载程序到Flash中；

·程序下载完成后，又有需要将BOOT0设置为GND，手动复位，这样，STM32才可以从Flash中启动。

从汇编代码分析STM32启动过程

STM32的启动文件与编译器有关，不同编译器，它的启动文件不同。虽然启动文件（汇编）代码各有不同，但它们原理类似，都属于汇编程序。拿基于MDK-ARM的启动文件来举例，说一下要点内容。在基于MDK的启动文件开始，有一段汇编代码是分配堆栈大小的。

这里重点知道堆栈数值大小就行。还有一段AREA（区域），表示分配一段堆栈数据段。可以使用STM32CubeMX对上面的数值大小进行配置：

在IAR中，是通过工程配置堆栈大小：

看下面的汇编代码，程序上电之后，是跳到Reset_Handler这个位置。

知道代码是从Reset_Handler开始执行，再来看如下Reset_Handler汇编代码。在启动的时候，执行了SystemInit这个函数。

执行完SystemInit函数，初始化了系统时钟，之后跳转到__main函数执行。

无论是哪种启动方式，上电之后，都会有一段BootLoader引导程序，如果是从内置flash启动，则直接从0x08000000地址开始读取；如果是从系统存储器启动，则从ISP引导程序开始，该地址位置根据不同芯片地址也不同，可以查看芯片手册找到起始地址。然后引导跳转到0x08000000，IAP程序+应用程序，若无IAP程序，则0x08000000存放的就是应用程序。 IAP程序即是我们常常关注的用户BootLoader程序，可以根据实际需求修改。