STM32那点事(1)

STM32 官方为广大开发者提供一套统一开发固件，主要是屏蔽寄存器封装，提供初始化等功能，较少开发者负担。只需要调用相关模块封装，对相关结构提初始化即可，较少开发调试时间。本次主要以官方STM32F4xx_DSP_StdPeriph_Lib_V1.8.0固件版本为主，主要讲解各个模块主要作用以及使用方法，固件主要结构将在后面做介绍 本次主要讲解开发过程中大家都会忽略的STM32 启动文件流程，STM43 启动文件名为startup_stm32f40_41xxx.s，其目录在STM32F4xx_DSP_StdPeriph_Lib_V1.8.0\Libraries\CMSIS\Device\ST\STM32F4xx\Source\Templates\arm，也可以按照整个文件名搜索整个固件，会发现有很多相同文件分布在不同目录，主要是因为官方固件提供很多开发样例，每个样例都需要进行启动文件，官方提供用例在STM32F4xx_DSP_StdPeriph_Lib_V1.8.0\Project\STM32F4xx_StdPeriph_Examples\中。启动文件时以.s开头，都是用ARM汇编指令集来完成的。具体ARM汇编可以参考《Arm 体系结构与编程》

启动文件工作 1：初始化堆栈空间 2：PC指针 Rest_Handler 3: 初始化中断向量表 4：系统时钟 5：堆栈初始化完成之后，进入main函数

初始化栈空间 初始化文件开头代码 首先是初始化栈空间代码如下： 上述代码的意思是开辟空间为0x00000400（1KB)的栈空间， 主要用于局部遍历，函数调用，参数形参等开销，不能超过芯片内部SRAM。可以根据需要进行调整，防止程序溢出 EQU：为ARM汇编伪指令，相当于C中define，意思为定义Stack_Size 代表0x00000400 AREA: 汇编伪指令，意思是定义伪一个代码端或者数据段，其格式为 AREA sectionname {,attr} {，attr} sectionname为定义的代码或者数据段名字， attr为该字段属性 AREA STACK, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3 意思为 定义该数据段名字为STACK，NOINIT指定本数据段仅仅保留了内存单元，而没有将各初始值写入内存单元。 READWRITE为该数据段即可写又可读， ALIGN为字节对齐，为2的3次方等于8，8字节对齐。 SPACE：用于一块内存单元，并用0初始化。申请Stack_Size大小内存。 __initial_sp 紧随SPACE后面，表示申请内存的结束地址，即栈顶位置，栈是由高向低生长，故需要指向栈顶位置

初始化堆空间 紧接着为堆空间地址申请，代码如下 堆空间大小为Heap_Size即0x00000200（512Byte），EQU AREA和SPACE指令上面已经讲到 不再解释。__heap_base在SPACE之前，因为堆空间是向上增长的，__heap_base指向为堆的地址，__heap_limit为堆的结束地址。 PRESERVE8：当前代码中数据段是8字节对齐，因为汇编指令中LDRD和STRD指令要求内存单元地址是8字节对齐的，在程序中使用这些指令在数据栈中传送数据时，要求该数据段是8字节对齐。 THUMB：兼容THUMB指令集。THumb指令集是堆ARM指令集的一个子集进行重新编码得到得，其指令长度为16位。THUMN-2为32位。

中断向量表初始化 接下来将会进入中断向量表： 定义RESET数据段为可读，中断向量表本质上为一张中断函数指针，每个地址记录中断服务程序入口地址，发生中断后，STM32将会进入到相应的中断服务程序，每个地址代表不同的中断，由厂商写死，不可更改，《STM32F4xx中文参考手册》中可知，每个地址代表的中断： 篇幅有限并没有详细列出来，可以查看手册 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，上述代表中分别定义__Vectors为中断向量首地址，__Vectors_End为中断向量表末尾地址，__Vectors_Size为中断向量大小，实际代码中断向量表如下：

DCD：分配一个或者多个以字为单位的内存，以4字节对齐，并要求初始化这些内存。 __initial_sp为0x0000 0000地址，为初始化栈地址，Reset_Handler为复位中断程序，该处理采用汇编进行编写 __Vectors_Size为计算中断向量表大小为（__Vectors_End - __Vectors）。

Reset Handler reset为程序上电进入，设置时钟，进入main函数处理 首先声明Reset_Handler， SystemInit和__main函数，SystemInit为外部C语言编写文件主要是对时钟初始化，__main为main函数入口，可以被该汇编文件进行调用。 LDR：从存储器中加载到寄存器中。 BL:程序跳转指令，程序PC指针跳转到由寄存器/标号给出的地址，并把跳转前的下一条指令地址保存到LR中 BLX: 与BL不同之处，根据寄存器的LSE确定处理器的状态，并把跳转前的下一条指令保存到LR。 上述程序，首先把SystemInit()函数地址加载在R0中，并跳转到SystemInit（）函数，执行SystemInit，执行完毕后 加载__main函数，程序跳转到main函数中。 SystemInit()函数功能意义在后续中继续解释。

中断服务程序 中断服务程序默认没有编写，默认的中断程序如下： 上述每个中断程序默认为无限循环，当进入到中断，而开发者有没有实现中断服务程序将会进入死循环。 注意：中断服务程序需要开发者实现相应中断，一般是在stm32f4xx_it.c文件中。

堆初始化 堆的初始化调用是在一下程序中：

IF:相当于C中if ,上述代码意思是判定__MICROLIB宏是否定义 如果定义，将会跳转到__initial_sp，使用上述代码中默认堆栈大小初始化，如果没有定义将会使用__use_two_region_memory，用户自定义。 __MICROLIB宏的定义是在keil5工具中进行勾选，如下所示： 参考文档 《 零死角玩转STM32》 《STM32F4XX中文参考手册》 《arm体系结构与编程》