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STM32 启动流程

STM32微控制器的启动流程是理解其硬件架构和软件开发的基础。本文将详细介绍STM32从复位到执行用户代码的完整过程，帮助初学者掌握这一关键概念。

1. 启动流程概述​

STM32的启动流程可以分为以下几个主要步骤：

  1. 复位：微控制器上电或复位后，硬件会自动执行一系列初始化操作。
  2. 设置堆栈指针：从特定的内存地址加载初始堆栈指针（SP）。
  3. 设置程序计数器：从特定的内存地址加载初始程序计数器（PC），指向复位处理程序。
  4. 执行复位处理程序：执行复位处理程序，初始化系统时钟、外设等。
  5. 跳转到用户代码：最终跳转到用户的主程序（通常是main()函数）。

2. 详细步骤​

2.1 复位​

当STM32微控制器上电或复位时，硬件会自动执行以下操作：

  • 复位向量表：STM32的复位向量表位于内存的起始位置（通常是0x00000000）。向量表中的第一个条目是初始堆栈指针（SP），第二个条目是复位处理程序的地址。

2.2 设置堆栈指针​

在复位后，硬件会自动从复位向量表的第一个条目加载初始堆栈指针（SP）。这个值通常是RAM的末尾地址。

c
uint32_t *pStack = (uint32_t *)0x00000000;
uint32_t stackPointer = *pStack;

2.3 设置程序计数器​

接下来，硬件会从复位向量表的第二个条目加载初始程序计数器（PC），指向复位处理程序的地址。

c
uint32_t *pResetHandler = (uint32_t *)0x00000004;
uint32_t resetHandler = *pResetHandler;

2.4 执行复位处理程序​

复位处理程序通常由编译器自动生成，负责初始化系统时钟、外设等。以下是一个典型的复位处理程序的伪代码：

c
void Reset_Handler(void) {
    // 初始化系统时钟
    SystemInit();

    // 初始化数据段
    __main();

    // 跳转到用户代码
    main();
}

2.5 跳转到用户代码​

在复位处理程序执行完毕后，程序会跳转到用户的主程序（通常是main()函数）。此时，STM32已经完成了所有必要的初始化，可以开始执行用户代码。

c
int main(void) {
    // 用户代码
    while (1) {
        // 主循环
    }
}

3. 实际案例​

假设我们有一个简单的LED闪烁程序，以下是其在STM32上的启动流程：

  1. 复位：STM32上电后，硬件自动执行复位操作。
  2. 设置堆栈指针：从0x00000000加载初始堆栈指针。
  3. 设置程序计数器：从0x00000004加载复位处理程序的地址。
  4. 执行复位处理程序：初始化系统时钟和外设。
  5. 跳转到用户代码：执行main()函数，开始LED闪烁。
c
int main(void) {
    // 初始化GPIO
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
    __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();
    GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_13;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
    HAL_GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStruct);

    // LED闪烁
    while (1) {
        HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC, GPIO_PIN_13);
        HAL_Delay(500);
    }
}

4. 总结​

STM32的启动流程是理解其硬件架构和软件开发的关键。通过本文的介绍，初学者可以掌握从复位到执行用户代码的详细步骤，并能够应用到实际项目中。

5. 附加资源​

提示

建议初学者通过STM32CubeMX工具生成初始化代码，以便更好地理解启动流程。