启动模式
我们知道的复位方式有三种:上电复位,硬件复位和软件复位。当产生复位,并且离开复 位状态后,CM3 内核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 处取出堆栈指针 MSP 的初始值,该值就是栈顶地址。
(2)从地址 0x0000 0004 处取出程序计数器指针 PC 的初始值,该值指向复位后执行的 第一条指令。下面用示意图表示,如图所示。
上述过程中,内核是从 0x0000 0000 和 0x0000 0004 两个的地址获取堆栈指针 SP 和程序计 数器指针 PC。事实上,0x0000 0000 和 0x0000 0004 两个的地址可以被重映射到其他的地址空 间。例如:我们将 0x0800 0000 映射到 0x0000 0000,即从内部 FLASH 启动,那么内核会从地 址 0x0800 0000 处取出堆栈指针 MSP 的初始值,从地址 0x0800 0004 处取出程序计数器指针
PC 的初始值。CPU 会从 PC 寄存器指向的地址空间取出的第 1 条指令开始执行程序,就是开始 执行复位中断服务程序 Reset_Handler。将 0x0000 0000 和 0x0000 0004 两个地址重映射到其他 的地址空间,就是启动模式选择。
对于 STM32F1 的启动模式(也称自举模式),我们看表 9.1.1 进行分析。
由表可以看到,STM32F1 根据 BOOT 引脚的电平选择启动模式,这两个 BOOT 引脚 根据外部施加的电平来决定芯片的启动地址。(0 和 1 的准确电平范围可以查看 F103 系列数据 手册 I/O 特性表,但我们最好是设置成 GND 和 VDD 的电平值)
(1)内部 FLASH 启动方式
当芯片上电后采样到 BOOT0 引脚为低电平时,0x00000000 和 0x00000004 地址被映射到 内部 FLASH 的首地址 0x08000000 和 0x08000004。因此,内核离开复位状态后,读取内部 FLASH的 0x08000000 地址空间存储的内容,赋值给栈指针 MSP,作为栈顶地址,再读取内部 FLASH的 0x08000004 地址空间存储的内容,赋值给程序指针 PC,作为将要执行的第一条指令所在的 地址。完成这两个操作后,内核就可以开始从 PC 指向的地址中读取指令执行了。
(2)内部 SRAM 启动方式
类似于内部 Flash,当芯片上电后采样到 BOOT0 和 BOOT1 引脚均为高电平时,地址
0x00000000 和 0x00000004 被映射到内部 SRAM 的首地址 0x20000000 和 0x20000004,内核从
SRAM 空间获取内容进行自举。在实际应用中,由启动文件 starttup_stm32f103xe.s 决定了
0x00000000 和 0x00000004 地址存储什么内容,链接时,由分散加载文件(sct)决定这些内容的绝 对地址,即分配到内部 FLASH 还是内部 SRAM。
(3)系统存储器启动方式
当芯片上电后采样到 BOOT0 =1,BOOT1=0 的组合时,内核将从系统存储器的 0x1FFFF000
及 0x1FFFF004 获取 MSP 及 PC 值进行自举。系统存储器是一段特殊的空间,用户不能访问,
ST 公司在芯片出厂前就在系统存储器中固化了一段代码。因而使用系统存储器启动方式时,内 核会执行该代码,该代码运行时,会为 ISP(In System Program)提供支持,在 STM32F1 上最常 见的是检测 USART1 传输过来的信息,并根据这些信息更新自己内部 FLASH 的内容,达到升 级产品应用程序的目的,因此这种启动方式也称为 ISP 启动方式。