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目前为止我都是在STM32裸机开发,而不管是裸机还是带操作系统,单片机上电后都会做一些初始化工作,所以写一篇文章记录一下。本文章参考《野火零死角玩转STM32F103》
此文章代码较多,所以重要的内容是用红色和蓝色文字写的,代码中也有对汇编操作符的注释。同时如果有新的内容,会实时更新。 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 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的世界。 2.Stack——栈 Stack_Size EQU 0x00000400 ;1KB AREA STACK, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3 ;area:告诉汇编器汇编一个新的代码段或者数据段。STACK表示段名,可以自己命名 ;NOINIT表示不初始化,READWRITE表示可读可写,ALIGN=3表示按照2^3对齐,即8字节对齐 Stack_Mem SPACE Stack_Size ;SPACE:用于分配一定大小的内存空间,单位为字节。这里指定大小等于Stack_Size. __initial_sp ;标号__initial_sp紧挨着SPACE语句放置,表示栈的结束地址,即栈顶地址。 栈的作用是用于局部变量,函数调用,函数形参等的开销,栈的大小不能超过内部SRAM 的大小。如果编写的程序比较大,定义的局部变量很多,那么就需要修改栈的大小。如果某一天,你写的程序出现了莫名奇怪的错误,并进入了硬 fault 的时候,这时你就要考虑下是不是栈不够大,溢出了。 3.Heap——堆 ;配置堆,主要用于动态内存的分配,如malloc()函数 Heap_Size EQU 0x00000200 ;512byte AREA HEAP, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3 __heap_base Heap_Mem SPACE Heap_Size __heap_limit PRESERVE8 ;当前堆栈以8字节对齐 THUMB ;THUMB;表示后面指令兼容THUMB指令。THUMB是ARM以前的指令集 ;16bit,现在Cortex-M系列都使用THUMB-2指令集,THUMB-2是32位 ;的,兼容16位和32位的指令,是THUMB的超集。 开辟堆的大小为 0X00000200(512 字节),名字为 HEAP,NOINIT 即不初始化,可读可写,8(2^3)字节对齐。__heap_base 表示对的起始地址,__heap_limit 表示堆的结束地址。堆是由低向高生长的,跟栈的生长方向相反。 堆主要用来动态内存的分配,像 malloc()函数申请的内存就在堆上面。这个在 STM32里面用的比较少。 4.向量表 ; Vector Table Mapped to Address 0 at Reset ;初始化中断向量表 AREA RESET, DATA, READONLY EXPORT __Vectors ;export表示这三个标号可以供其它文件调用 EXPORT __Vectors_End EXPORT __Vectors_Size 定义一个数据段,名字为 RESET,可读。并声明 __Vectors、__Vectors_End 和__Vectors_Size这三个标号具有全局属性,可供外部的文件调用。 EXPORT :声明一个标号可被外部的文件使用,使标号具有全局属性。如果是 IAR 编译器,则使用的是 GLOBAL这个指令。 __Vectors DCD __initial_sp ; Top of Stack(栈顶指针) ;DCD:分配一个或者多个以字为单位的内存,以四字节对齐,并要求初始化这些内存。 ;在向量表中,DCD分配了一堆内存,并且以ESR的入口地址初始化它们 DCD Reset_Handler ; Reset Handler(复位) DCD NMI_Handler ; NMI Handler(不可屏蔽中断) DCD HardFault_Handler ; Hard Fault Handler(硬件失效) DCD MemManage_Handler ; MPU Fault Handler DCD BusFault_Handler ; Bus Fault Handler(总线错误) DCD UsageFault_Handler ; Usage Fault Handler(错误应用) DCD 0 ; Reserved(保留) DCD 0 ; Reserved(保留) DCD 0 ; Reserved(保留) DCD 0 ; Reserved(保留) DCD SVC_Handler ; SVCall Handler DCD DebugMon_Handler ; Debug Monitor Handler DCD 0 ; Reserved DCD PendSV_Handler ; PendSV Handler DCD SysTick_Handler ; SysTick Handler ; External Interrupts ;外部中断 DCD WWDG_IRQHandler ; Window Watchdog DCD PVD_IRQHandler ; PVD through EXTI Line detect DCD TAMPER_IRQHandler ; Tamper DCD RTC_IRQHandler ; RTC DCD FLASH_IRQHandler ; Flash ;.............中间篇幅省略................. DCD SDIO_IRQHandler ; SDIO DCD TIM5_IRQHandler ; TIM5 DCD SPI3_IRQHandler ; SPI3 DCD UART4_IRQHandler ; UART4 DCD UART5_IRQHandler ; UART5 DCD TIM6_IRQHandler ; TIM6 DCD TIM7_IRQHandler ; TIM7 DCD DMA2_Channel1_IRQHandler ; DMA2 Channel1 DCD DMA2_Channel2_IRQHandler ; DMA2 Channel2 DCD DMA2_Channel3_IRQHandler ; DMA2 Channel3 DCD DMA2_Channel4_5_IRQHandler ; DMA2 Channel4 & Channel5 __Vectors_End __Vectors_Size EQU __Vectors_End - __Vectors ;向量表的大小=结束地址-开始地址 __Vectors 为向量表起始地址, __Vectors_End 为向量表结束地址,两个相减即可算出向量 表大小。 向量表从 FLASH 的 0 地址开始放置,以 4 个字节为一个单位,地址 0 存放的是栈顶地址,0X04 存放的是复位程序的地址,以此类推。从代码上看,向量表中存放的都是中断服务函数的函数名,可我们知道 C 语言中的函数名就是一个地址。 5.复位程序 AREA |.text|, CODE, READONLY ; Reset handler ;复位程序 Reset_Handler PROC EXPORT Reset_Handler [WEAK] IMPORT __main ;寄存器版本代码,因为没有用到SystemInit函数,所以注释掉以下代码为防止报错! ;库函数版本代码,建议加上这里(外部必须实现SystemInit函数),以初始化stm32时钟等。 ;IMPORT SystemInit ;LDR R0, =SystemInit ;BLX R0 LDR R0, =__main BX R0 ENDP 复位子程序是系统上电后第一个执行的程序,调用 SystemInit 函数初始化系统时钟,然后调用 C库函数_mian,最终调用 main 函数去到 C的世界。 SystemInit()是一个标准的库函数,在 system_stm32f10x.c 这个库文件总定义。主要作用是配置系统时钟,这里调用这个函数之后,单片机的系统时钟配被配置为 72M。 __main 是一个标准的 C 库函数,主要作用是初始化用户堆栈,并在函数的最后调用main 函数去到 C 的世界。这就是为什么我们写的程序都有一个 main 函数的原因。 6.中断服务函数 在启动文件里面已经帮我们写好所有中断的中断服务函数,跟我们平时写的中断服务函数不一样的就是这些函数都是空的,真正的中断复服务程序需要我们在外部的 C 文件里面重新实现,这里只是提前占了一个位置而已。 如果我们在使用某个外设的时候,开启了某个中断,但是又忘记编写配套的中断服务程序或者函数名写错,那当中断来临的时,程序就会跳转到启动文件预先写好的空的中断服务程序中,并且在这个空函数中无线循环,即程序就死在这里。 ; Dummy Exception Handlers (infinite loops which can be modified) ;中断服务函数 NMI_Handler PROC EXPORT NMI_Handler [WEAK] B . ENDP HardFault_Handler PROC EXPORT HardFault_Handler [WEAK] B . ENDP MemManage_Handler PROC EXPORT MemManage_Handler [WEAK] B . ENDP ............中间篇幅省略 7.用户堆栈初始化 ; User Stack and Heap initialization(堆栈的初始化,这个是由C库函数_main来实现的) ;******************************************************************************* IF :DEF:__MICROLIB ;在IDE里面定义 EXPORT __initial_sp EXPORT __heap_base EXPORT __heap_limit ELSE IMPORT __use_two_region_memory ;由用户自己实现 EXPORT __user_initial_stackheap __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 ALIGN ENDIF END 首先判断是否定义了__MICROLIB ,如果定义了这个宏则赋予标号__initial_sp(栈顶地址)、__heap_base(堆起始地址)、__heap_limit(堆结束地址)全局属性,可供外部文件调用。有关这个宏我们在 KEIL 里面配置,具体见下图,然后堆栈的初始化就由 C 库函数_main 来完成。 如 果 没 有 定 义 __MICROLIB , 则 才 用 双 段 存 储 器 模 式 , 且 声 明 标 号__user_initial_stackheap 具有全局属性,让用户自己来初始化堆栈。 |
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8.startup_stm32f10x_hd.s文件注释:
;******************** (C) COPYRIGHT 2011 STMicroelectronics ******************** ;* File Name : startup_stm32f10x_hd.s ;* Author : MCD Application Team ;* Version : V3.5.0 ;* Date : 11-March-2011 ;* Description : STM32F10x High Density Devices vector table for MDK-ARM ;* toolchain. ;* This module performs: ;* - Set the initial SP ; 1.(初始化堆栈指针SP) ;* - Set the initial PC == Reset_Handler ; 2.(初始化PC指针 = Reset handler) ;* - Set the vector table entries with the exceptions ISR address ; 3.(初始化中断向量表) ;* - Configure the clock system and also configure the external ;* SRAM mounted on STM3210E-EVAL board to be used as data ;* memory (optional, to be enabled by user) ; (配置挂载到开发板上的SRAM,作为数据存储,是可选的,我们没有,这个我们不需要) ; 4.配置系统时钟(这个我们需要) ;* - Branches to __main in the C library (which eventually ;* calls main()). ; 5.(调用C库函数_main,最终去到C的世界) ; 以上就是启动文件的5个作用 ;-------------------------------------------------------------------------------------------------------- ;* After Reset the CortexM3 processor is in Thread mode, ;* priority is Privileged, and the Stack is set to Main. ;* <<< Use Configuration Wizard in Context Menu >>> ;******************************************************************************* ; THE PRESENT FIRMWARE WHICH IS FOR GUIDANCE ONLY AIMS AT PROVIDING CUSTOMERS ; WITH CODING INFORMATION REGARDING THEIR PRODUCTS IN ORDER FOR THEM TO SAVE TIME. ; AS A RESULT, STMICROELECTRONICS SHALL NOT BE HELD LIABLE FOR ANY DIRECT, ; INDIRECT OR CONSEQUENTIAL DAMAGES WITH RESPECT TO ANY CLAIMS ARISING FROM THE ; CONTENT OF SUCH FIRMWARE AND/OR THE USE MADE BY CUSTOMERS OF THE CODING ; INFORMATION CONTAINED HEREIN IN CONNECTION WITH THEIR PRODUCTS. ;******************************************************************************* ; Amount of memory (in bytes) allocated for Stack ; Tailor this value to your application needs ; ; ; ;配置栈,变量(局部/全局),函数调用 ;栈的作用是用于局部变量,函数调用,函数形参等的开销,栈的大小不能超过内部SRAM的大小。 ;如果编写的程序比较大,定义的局部变量很多,那么就需要修改栈的大小。如果某一天,你写的 ;程序出现了莫名奇怪的错误,并进入了硬fault的时候,这时候你就要考虑下是不是栈不够大,溢出了 ;--------------------------------------------------------------------------------------------- Stack_Size EQU 0x00000400 ;1KB AREA STACK, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3 ;area:告诉汇编器汇编一个新的代码段或者数据段。STACK表示段名,可以自己命名 ;NOINIT表示不初始化,READWRITE表示可读可写,ALIGN=3表示按照2^3对齐,即8字节对齐 Stack_Mem SPACE Stack_Size ;SPACE:用于分配一定大小的内存空间,单位为字节。这里指定大小等于Stack_Size. __initial_sp ;标号__initial_sp紧挨着SPACE语句放置,表示栈的结束地址,即栈顶地址。 ;--------------------------------------------------------------------------------------------- ; ; ; ;配置堆,主要用于动态内存的分配,如malloc()函数 Heap_Size EQU 0x00000200 ;512byte AREA HEAP, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3 __heap_base Heap_Mem SPACE Heap_Size __heap_limit PRESERVE8 ;当前堆栈以8字节对齐 THUMB ;THUMB;表示后面指令兼容THUMB指令。THUMB是ARM以前的指令集 ;16bit,现在Cortex-M系列都使用THUMB-2指令集,THUMB-2是32位 ;的,兼容16位和32位的指令,是THUMB的超集。 ;------------------------------------------------------------------------------------------- ; Vector Table Mapped to Address 0 at Reset ;初始化中断向量表 AREA RESET, DATA, READONLY EXPORT __Vectors ;export表示这三个标号可以供其它文件调用 EXPORT __Vectors_End EXPORT __Vectors_Size __Vectors DCD __initial_sp ; Top of Stack(栈顶指针) ;DCD:分配一个或者多个以字为单位的内存,以四字节对齐,并要求初始化这些内存。 ;在向量表中,DCD分配了一堆内存,并且以ESR的入口地址初始化它们 DCD Reset_Handler ; Reset Handler(复位) DCD NMI_Handler ; NMI Handler(不可屏蔽中断) DCD HardFault_Handler ; Hard Fault Handler(硬件失效) DCD MemManage_Handler ; MPU Fault Handler DCD BusFault_Handler ; Bus Fault Handler(总线错误) DCD UsageFault_Handler ; Usage Fault Handler(错误应用) DCD 0 ; Reserved(保留) DCD 0 ; Reserved(保留) DCD 0 ; Reserved(保留) DCD 0 ; Reserved(保留) DCD SVC_Handler ; SVCall Handler DCD DebugMon_Handler ; Debug Monitor Handler DCD 0 ; Reserved DCD PendSV_Handler ; PendSV Handler DCD SysTick_Handler ; SysTick Handler ; External Interrupts ;外部中断 DCD WWDG_IRQHandler ; Window Watchdog DCD PVD_IRQHandler ; PVD through EXTI Line detect DCD TAMPER_IRQHandler ; Tamper DCD RTC_IRQHandler ; RTC DCD FLASH_IRQHandler ; Flash DCD RCC_IRQHandler ; RCC DCD EXTI0_IRQHandler ; EXTI Line 0 DCD EXTI1_IRQHandler ; EXTI Line 1 DCD EXTI2_IRQHandler ; EXTI Line 2 DCD EXTI3_IRQHandler ; EXTI Line 3 DCD EXTI4_IRQHandler ; EXTI Line 4 DCD DMA1_Channel1_IRQHandler ; DMA1 Channel 1 DCD DMA1_Channel2_IRQHandler ; DMA1 Channel 2 DCD DMA1_Channel3_IRQHandler ; DMA1 Channel 3 DCD DMA1_Channel4_IRQHandler ; DMA1 Channel 4 DCD DMA1_Channel5_IRQHandler ; DMA1 Channel 5 DCD DMA1_Channel6_IRQHandler ; DMA1 Channel 6 DCD DMA1_Channel7_IRQHandler ; DMA1 Channel 7 DCD ADC1_2_IRQHandler ; ADC1 & ADC2 DCD USB_HP_CAN1_TX_IRQHandler ; USB High Priority or CAN1 TX DCD USB_LP_CAN1_RX0_IRQHandler ; USB Low Priority or CAN1 RX0 DCD CAN1_RX1_IRQHandler ; CAN1 RX1 DCD CAN1_SCE_IRQHandler ; CAN1 SCE DCD EXTI9_5_IRQHandler ; EXTI Line 9..5 DCD TIM1_BRK_IRQHandler ; TIM1 Break DCD TIM1_UP_IRQHandler ; TIM1 Update DCD TIM1_TRG_COM_IRQHandler ; TIM1 Trigger and Commutation DCD TIM1_CC_IRQHandler ; TIM1 Capture Compare DCD TIM2_IRQHandler ; TIM2 DCD TIM3_IRQHandler ; TIM3 DCD TIM4_IRQHandler ; TIM4 DCD I2C1_EV_IRQHandler ; I2C1 Event DCD I2C1_ER_IRQHandler ; I2C1 Error DCD I2C2_EV_IRQHandler ; I2C2 Event DCD I2C2_ER_IRQHandler ; I2C2 Error DCD SPI1_IRQHandler ; SPI1 DCD SPI2_IRQHandler ; SPI2 DCD USART1_IRQHandler ; USART1 DCD USART2_IRQHandler ; USART2 DCD USART3_IRQHandler ; USART3 DCD EXTI15_10_IRQHandler ; EXTI Line 15..10 DCD RTCAlarm_IRQHandler ; RTC Alarm through EXTI Line DCD USBWakeUp_IRQHandler ; USB Wakeup from suspend DCD TIM8_BRK_IRQHandler ; TIM8 Break DCD TIM8_UP_IRQHandler ; TIM8 Update DCD TIM8_TRG_COM_IRQHandler ; TIM8 Trigger and Commutation DCD TIM8_CC_IRQHandler ; TIM8 Capture Compare DCD ADC3_IRQHandler ; ADC3 DCD FSMC_IRQHandler ; FSMC DCD SDIO_IRQHandler ; SDIO DCD TIM5_IRQHandler ; TIM5 DCD SPI3_IRQHandler ; SPI3 DCD UART4_IRQHandler ; UART4 DCD UART5_IRQHandler ; UART5 DCD TIM6_IRQHandler ; TIM6 DCD TIM7_IRQHandler ; TIM7 DCD DMA2_Channel1_IRQHandler ; DMA2 Channel1 DCD DMA2_Channel2_IRQHandler ; DMA2 Channel2 DCD DMA2_Channel3_IRQHandler ; DMA2 Channel3 DCD DMA2_Channel4_5_IRQHandler ; DMA2 Channel4 & Channel5 __Vectors_End __Vectors_Size EQU __Vectors_End - __Vectors ;向量表的大小=结束地址-开始地址 AREA |.text|, CODE, READONLY ; Reset handler ;复位程序 Reset_Handler PROC EXPORT Reset_Handler [WEAK] IMPORT __main ;寄存器版本代码,因为没有用到SystemInit函数,所以注释掉以下代码为防止报错! ;库函数版本代码,建议加上这里(外部必须实现SystemInit函数),以初始化stm32时钟等。 ;IMPORT SystemInit ;LDR R0, =SystemInit ;BLX R0 LDR R0, =__main BX R0 ENDP ;-------------------------------------------------------------------------- |
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不同的C 语言中的// ,在汇编中用的是 ; 分号
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只有小组成员才能发言,加入小组>>
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